Быстрый поиск

Дипломная работа: Проблемы водоснабжения России

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Проблемы водоснабжения России»

Оглавление

Введение

Глава I Литературный обзор

1.1 Основные типы вод

1.2 Формирование химического состава подземных вод

1.1.1 Миграция элементов в подземных водах

1.1.2 Влияние газового состава воды на миграцию элементов

1.3 Водные ресурсы и водный баланс Кавказа

1.4 Влияние химического состава воды на здоровье населения

1.5 Эпидемиологическая оценка воды

1.6 Гигиенические нормативы качества питьевой воды

1.7 Гигиенические требования питьевой воды

1.8 Гигиеническая оценка источников и систем водоснабжения

Глава II Экспериментальная часть

2.1 Организация контроля за качеством воды централизованных

систем питьевого водоснабжения

2.2 Методы определения показателей качества питьевой воды

2.2.1Метод определения содержания вкуса, запаха, цветности

и мутности

2.2.2 Метод определения общей жесткости

2.2.3 Метод определения содержания сухого остатка

2.2.4 Метод определения общего железа

2.2.5 Метод определения содержания нитратов

2.2.6 Методика определения массовой концентрации сероводорода

и сульфидов в водах

2.2.7 Методы определения массовой концентрации фторидов

2.2.8 Определение йода в воде

2.3 Метрологическое обеспечение лабораторных исследований

Глава III Обсуждение результатов

Выводы

Литература

Введение

Сегодня проблему воды следует считать одной из важнейших проблем охраны окружающей среды, ибо вода это не только здоровье населения, но и жизнь животного и растительного мира.

Состояние водоснабжения населения России по оценке, Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает показателям примерно в 22 %. Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников, которая в 31,6 % случаев не отвечает требованиям. В целом около 50 % населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.

В нашей республике так остро не ощущается нехватка воды, как в других регионах России, но проблема качества питьевой воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ и НД, остается сложной.

Из этого вытекает актуальность выбранной темы – исследование качества питьевой воды в г. Нальчике.

Исходя из этого, целью данной работы является оценка состояния источников питьевой воды в г. Нальчике.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Основные типы вод

Исключительно большое разнообразие качественного и количественного химического состава природных вод вынуждает искать пути их систематизации. Все разнообразие природных вод можно разделить на следующие основные группы: поверхностные, подземные, атмосферные осадки.

К поверхностным принадлежат воды открытых водоемов: океанов, морей, озер, рек, водохранилищ каналов и пр. Их состав определяется геоморфологическими факторами (рельеф, формат почвенно-геологическими условиями), условиями питания, климатическими факторами, а также хозяйственной деятельностью человека.

К подземным водам относятся: грунтовые, межпластовые, артезианские, трещинные, карстовые.

Состав подземных вод в основном определяется условиями их образования.

К природным водам относятся атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега. Эти воды наполняют запасы поверхностных и подземных вод, а также могут аккумулироваться в искусственных сборниках или естественных резервуарах, которые используются в качестве источников водоснабжения. Состав этих вод определяется чистотой атмосферы, количеством выпадающих осадков и условиями, сопутствующими их выпадению, гидрологическими свойствами грунтов бассейна сбора воды, и, наконец, способом ее сбора, накопления и хранения. [1]

Классификаций вод по химическому составу было предложено немало. Основной для систематизации в существующих классификациях являлись самые различные признаки:

· величина минерализации,

· преобладающий компонент или их группа,

· наличие повышенных количеств каких либо специфических компонентов газового (СО2, Н2S и др.) или солевого состава,

· соотношения между величинами концентрации разных ионов.

· Классификация по величине минерализации

· пресные – до 1 г/кг

· солоноватые – 1 25 г/кг

· с морской соленостью 25 – 50 г/кг

· рассолы – выше 50 г/кг

· Классификация С. А. Щукарева основана на делении вод по 6 главным ионам, присутствующим в воде в количестве, большем, чем 12,5% экв. Такими могут быть только: Nа·, Мg··, Са··, Сl´; SO4´´ и НСО3´.

· Классификация О. А. Алекина сочетает принцип деления по преобладающим анионам и катионам с делением по количественному соотношению между ними [2].

· Все природные воды делятся сначала по преобладающему аниону на 3 класса:

· гидрокарбонатные и карбонатные (НСО3´ + СО3´´)

· сульфатные (SO4´´)

· хлоридные (Сl´).

· Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется далее на 3 группы:

· кальциевую

· магниевую и

· натриевую.

Каждая группа в свою очередь подразделяется на 4 типа вод, определяемых соотношением между ионами в эквивалентах.

1. НСО3´ > Са·· + Мg··

1. НСО3´ < Са·· + Мg·· < НСО3´ + SO4´´

2. НСО3´ + SO4´´< Са·· + Мg·· или Сl´ < На

3. НСО3´ = 0

Классификация В.А. Александрова служит для характеристики лечебных вод. Воды по этой классификации подразделяются на 5 классов по аниону, превышающему 12,5% - экв, (гидрокарбонатный, сульфатный, хлоридный и нитратный, смешанный) каждый из которых делится по преобладающим катионам.

Кроме этих 5 классов различающихся по ионному составу, предусматривается одновременное разделение вод по их особым свойствам.

А) Воды с активными ионами:

- железистые (Fe >10мг/л)

- мышьяковистые (As >1мг/л)

- иодно-бромистые (Вr >25мг/л, I >10мг/л)

- с другими активными ионами (F, B, Li, CO и др.)

Б) Газовые воды:

- углекислые (СО2>0,75мг/л)

- сероводородные (H2S>10мг/л)

- радоновые (Rn >10ед. максимальное)

- другие (азотные, метановые и др.).

В) Термальные воды:

- теплые (t = 20÷37°)

- горячие (t > 37°)

Примером классификации, сочетающей окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства воды с ее ионным составом может служить геохимическая классификация А.П. Павлова и В.Н. Шемякина [3].

1.2 Формирования химического состава подземных вод

Подземные воды находятся в литосфере, где общий объем их оценивается в 23,4 млн.км3. Воды имеют неодинаковую подвижность и происхождение. С учетом источников питания, динамики и условий формирования химического состава выделяют следующие генетические типы подземных вод:

- воды инфильтрационно-атмосферного генезиса,

- седиментационного генезиса,

- ювенильные,

- смешанные.

Проблема формирования химического состава подземных вод является сложной.

Воды инфильтрационно-атмосферного генезиса

Можно выделить три разновидности атмосферного цикла:

океан → атмосфера → океан

суша → атмосфере → суша

океан → атмосфера → суша → атмосфера → океан.

Последний вид водообмена является наиболее важным и сложным, его возможность довольно долго дискутировалась в метеорологии [4].

Атмосферный цикл очень непродолжителен, его время измеряется сутками. Круговорот водяного пара в атмосфере в среднем составляет 0,027 года.

Среднее содержание растворенных веществ в атмосферных осадках невелико – 21мг/л. Однако многократность атмосферного цикла в течение года обусловливает довольно интенсивный обмен не только между океаном и атмосферой, сушей и атмосферой, но и между сушей и океаном [5].

Источником питания их служат атмосферные осадки, поверхностные воды и воды, образующиеся при конденсации водяных паров; основным источником вещества являются горные породы, газы воздушного и биохимического происхождения.

Химический состав подземных вод формируется под воздействием агрессивных компонентов (СО2, Н+, О2) на горные породы. В результате растворения, обменных реакций, а также диффузионного выщелачивания из пород извлекаются различные элементы и их соединения. Живые организмы при этом участвуют как в разрушении горных пород и их растворении, так и в преобразовании химического состава воды.

Воды сульфатного типа приурочены к осадочным, магматическим и метаморфическим породам различного литолого-петрографического состава и генезиса.

Система NaCl – MgSO4 – Na2SO4 – H2O, характеризующая воды сульфатно-натриевого подтипа, формируется при наличии в породах гипса как первичного, так и вторичного происхождения.

Первичный гипс в осадочных толщах, накопившихся в морях повышенной солености, обычно залегает в виде пластов, прослоев, гнезд, рассеянных кристаллов и т.д., а в подверженных выветриванию соленосных отложениях образует “гипсовую шляпу”.

Вторичный гипс известен в зоне гипергенеза в осадочных толщах, отвечающих морям нормальной или пониженной солености, а также в магматических и метаморфических породах. Рассеянные в породах сульфиды, среди которых наиболее часто встречается пирит, разлагаются с образованием гипса.

Воды хлоридно-магниевого подтипа сульфатного типа, характеризующиеся системой NaCl – MgSO4 –MgCl2 – H2O, распространены сравнительно редко и изучены недостаточно. Наиболее хорошо они исследованы в областях, где воды в основном являются грунтовыми и генезис их связан с выщелачиванием или молодых морских отложений, или континентальных пород различного возраста с последующим воздействием на воды процессов испарительной концентрации.

Воды карбонатного (содового) типа формируются в верхнем гидродинамическом этаже при отсутствии в геологическом разрезе гипсоносных (и соленосных) отложений. Карбонатный тип определяется системой NaCl NaHCO3(Na2CO3) – Na2SO4 –H2O.

Воды карбонатного типа нередко занимают весь верхний гидродинамический этаж и известны в нижнем этаже. Среди них различают:

1. Неуглекислые карбонатные воды, наиболее характерные для верхнего этажа. Минерализация их обычно не выше 10, чаще 3 – 5 г/л; углекислота находится преимущественно в количестве, отвечающем карбонатному равновесию в растворе и образуется биохимическим путем.

2. Углекислые карбонатные воды, сложного генезиса типичные в основном для нижнего гидродинамического этажа. Минерализация их может достигать 50 – 60 г/л, содержание углекислоты обычно намного превышает равновесную концентрацию, необходимую для поддержания карбонатов щелочных земель в растворенном состоянии, углекислота имеет метаморфическое происхождение.

Воды инфильтрационно-атмосферного генезиса формируются в условиях окислительной, промежуточной или восстановительной обстановок, что зависит от положения их в гидрогеологическом разрезе.

Воды седиментационного генезиса. Источником вещества этих вод служат главным образом морские воды, захороняющиеся” в бассейнах седиментации, а также газы биохимического, метаморфического и радиогенного происхождения. По химическому типу они хлоридно-кальциевые (значительно реже хлоридно-магниевые) и характеризуются системой NaCl –MgCl2 –CaCl2 – H2O. От морской воды любой степени ее сгущения они отличаются присутствием CaCl2 и резко пониженной концентрацией сульфатов. Минерализация их различна, но чаще всего превышает 35г/л, в отдельных случаях достигает 500 – 600 г/л и более.

В развитии подземных вод седиментационного генезиса выделяют два этапа: в поверхностном водоеме – на стадии выпадения осадка и в подземных условиях – после образования осадка и превращения его в горную породу.

На первом этапе, химический состав морской воды существенно не изменяется. Соленость их может колебаться в широком интервале.

На втором этапе происходит диагенетические преобразования морских вод, наиболее интенсивные на стадии раннего диагенеза.

Процессы, ведущие к образованию из илов горных пород, называются диагенезом. При диагенезе иловая вода превращается в поровый раствор.

На стадии раннего диагенеза за счет взаимодействия твердой фазы илов с иловым раствором происходят сложные изменения затрагивающие обе фазы. Изменения связаны а) с биохимическими процессами, идущими при участии живых организмов и органических соединений; б) с процессами литификации – превращениями минеральных компонентов осадка, в результате чего возникают новые минералы, образуются конкреции, неустойчивые минералы переходят в устойчивые, наблюдается старение коллоидов и т.д. в) с физико-химическими процессами – реакциями в жидкой фазе илов, приводящими к массопереносу (диффузии, ионному обмену и т.д.).

На участках опускания земной коры формирование осадков горных пород так называемый поздний диагенез осуществляется в условиях высоких температур и давления. При этом породы уплотняются и консолидируются, сокращается их паровое пространство. Сокращение связанно главным образом с присутствием в разрезе глин, которые в силу особенности строения способны весьма значительно изменять величину пористости.

Гипотезы формирования хлоридно-кальциевых вод седиментационного генезиса можно разделить на две группы:

1. Наиболее распространено представление о неизменности химического типа и состава воды океана, имевшего на продолжении всей геологической истории Земли воду сульфатного типа, исключая самый ранний этап развития океана, когда вода его была сильно кислой. Сущность диагенетических изменений захваченной в бассейнах седиментации морской воды сульфатного типа в превращения ее в хлоридно-кальциевую сводится к следующим возможным процессам:

а) Удалению сульфатов из морской воды при сульфатредукции и сопряженным с нею реакциям катионного обмена натрия морской воды на адсорбированные катионы глинистых пород.

б) Взаимодействию карбонатных и силикатных минералов с компонентами морской воды и переходу магния и натрия в решетки минералов с вытеснением кальция в раствор [6].

2. Гипотезы формирования хлоридно-кальциевых вод, опирающиеся на идею эволюции химического состава вод Мирового океана, изменявшегося в процессе геологического развития земли, высказаны в разные годы А.Н. Булеевым, Ю.Ф. Корелловым. Они исходят из представления о существовании древних бессульфатных “хлоридно-кальциевых морей, унаследовавших солевой состав от первобытного океана. В условиях характерной для последнего кислой среды поступавшие в океан катионы Ca2+, Mg2+, Na+ и K+ были в равной устойчивыми в растворе. Повышенные количества Ca2+ при очень низком содержании сульфат – иона обуславливали присутствие в воде NaCI (KCI), MgCI2 и CaCI2, то есть компонентов, свойственных хлоридно-кальциевому типу.

Одно из важных доказательств существования “хлоридно-кальциевых морей” в течение всего палеозоя дает анализ соленосных отложений, накопившихся в толще осадочных пород.

Хлоридно-кальциевые воды седиментационного генезиса характеризуется следующими основными чертами. Они известны в осадочных породах самого различного литологического состава и возраста. По преобладающим макрокомпонентам воды весьма однообразны, отличаются монотонным поведением главных анионов, среди преобладает хлор. Катионы ведут себя по-иону.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9