3.3.1. Контроль за складом вод залежно від їх використання

Природні води використовують у різних цілях, тому в кожному випадку є різні вимоги, і доводиться аналізувати вміст різних інгредієнтів. Споживачами природних вод є населення, промислові підприємства, у яких вода входить у технологічний процес, сільське господарство. У всьому світі щораз інтенсивніше використовуються води у різних галузях промисловості та побуті.

Основні потреби споживання вод зазначені нижче.

• Використання питної води та для потреб харчування; у побуті. Ці води повинні відповідати стандартам якості, які ставлять до питних вод.

• Використання вод для потреб сільського господарства, як питних, так і для зрошення.

• Використання вод в установках для обігріву та для охолодження. Для цих вод необхідно визначити загальний вміст солей і температуру.

• Використання вод для певних технологічних процесів. Переважно для кожної галузі промислового використання вод до них ставлять свої специфічні вимоги.

• Використання вод д ля гасіння пожеж; для заводнення вироблених нафтових та вугільних пластів.

Води для господарсько-питного використання. Обчислено, що на одного мешканця сільської місцевості витрачається не менше як 125 л/добу, на міського в межах 160-230 л/добу, а за умови гарячого водопостачання від 230 до 350 л/добу. Якщо використовують чисті артезіанські води, то аналізують їх на загальний вміст солей, органічних речовин, визначають фізичні параметри. Ці води ділять на дві категорії. До першої належать води, які є джерелом господарсько-питного водопостачання. До другої відносяться води, що використовують для купання, заняття спортом і відпочинком.

Вимоги до питних вод регламентовані державним стандартом. Нижче наведені головні вимоги до питної води згідно стандарту ДСанПін 2.2.4-171-10, а в табл. Д.4 повний стандарт.

1. Вода не повинна бути кислою, рН=6,5-8,5.

2. Вода повинна бути без запаху, не мати кольору та каламуті (до 20 одиниць нок за нефелометричним визначенням, де 1 нок відповідає концентрації каламуті 0,58 мг/дм³), неприємного смаку (не вище 2 балів). Смак зумовлений підвищеним вмістом солей (г/л): більше 2,99 – неприємний смак, до 2,77 – помітний, 1,26 – ледь помітний.

3. Вода повинна бути середньої твердості, до 7,0 ммоль/л.

4. За макроелементним складом нормується вміст (мг/дм³) Na⁺ – 200, Cl^-, SO₄^2- – 250 (до 500); за мікроелементним – Si – 10,0; F^- – 0,7-1,5; Fe –0,2 (до 1,0); Al – 0,2 (до 0,5); NH₄⁺ – 0,5-2,6; NO₃^- – 50,0; NO₂^- – 0,5; Cu, Zn – 1,0; Mn – 0,05 (до 0,5); Mo – 0,07.

5. Нормують вміст токсичних елементів (мг/дм³): Pb – 0,01; As – 0,01; Hg – 0,0005.

6. Вміст органічних речовин відповідає ХСК, визначеному за KMnO₄, рівному 5,0 мгО/дм³. Нормується вміст хлороформу, поліакриламіду, формальдегіду.

7. За мікробіологічним складом допускається вміст кишкових паличок до 3 колоній на 1 дм³.

Для забезпечення чистоти поверхневої чи підземної води її забір здійснюють у зоні санітарної охорони. Джерелами водопостачання є ріки, озера, водосховища, підземні води.

Зона санітарної охорони включає територію, на якій знаходиться водойма, і частково басейн живлення водойми. Вона утворена двома поясами.

Перший пояс – це територія водозабору та споруд водозабору, відгороджена від доступу сторонніх зеленими насадженнями. Межі першого поясу для ріки: 200 м проти течії та 100 м за течією; 100 м від берега і 50-100 м (залежно від ширини ріки) в протилежний бік від другого берега. Для водосховища або озера межі в усіх напрямках не менш як 100 м. Для підземних надійно захищених вод межа становить 30 м, а для недостатньо захищених вона збільшена до 50 м.

Другий пояс включає саме джерело водозабору і басейн живлення, який впливає на якість води. Межі ріки визначають, враховуючи швидкість течії води. Вгору проти течії враховують всі можливі джерела забруднення як самої ріки, так і її приток, вниз за течією – не менше 250 м, вбік – до 500 м на рівнині і до першого схилу в гористій місцевості (але не більше як 750 м). У випадку озер та водосховищ межі в усіх напрямках приблизно однакові, у випадку постійних вітрів межі становлять 3 км за вітром і 5 км проти вітру. Для підземного водозабору на території заборонені роботи, які могли б порушити водонепроникну породу. Незалежно від типу водойми, у другому поясі заборонені сільськогосподарські роботи, випасання худоби, щоб водойма не зазнавала мікробного забруднення.

Третій пояс для підземного джерела визначають так, щоб протягом попередніх 25 років на даній території у водойму не потрапляли сторонні хімічні речовини.

У таблиці 3.12 наведені характеристики вод деяких водозаборів Львівської області для господарсько-питного бюветного водопостачання населення. Ці води досить сильно відрізняються між собою за мінералізацією та вмістом головних і біогенних інгредієнтів.

Таблиця 3.12. Хімічний склад вод з деяких свердловин у Львівській області

Визначуваний інгредієнт		Свердловина І (глибина 80 м)	Свердловина ІІ (глибина 82 м)	Свердловина ІІІ (глибина 25 м)
Реакція рН		8,1	6,9	7,0
Твердість, ммоль/дм3	загальна	2,95	8,35	8,6
	карбонатна	2,60	6,80	8,4
	постійна	1,0	2,55	10,8
	тимчасова	1,95	5,80	7,8
Вміст, мг/дм3	ХСК за О2	4,16	1,44	0,48
	Сухий залишок	220	566	1312
	Загальна мінералізація	211	742	1513
	Na+	8,5	39,1	65,8
	K+	3,6	2,6	2,9
	NH4+	1,4	0,1	0
	Ca2+	59,1	135,3	286,6
	Mg2+	0,1	19,5	52,3
	Cl-	12,0	42,0	150,0
	SO42-	25,5	102,9	425,5
	NO3-	1,4	0	0
	NO2-	<0,1	0	2,0
	CO32-	0	0	0
	HCO3-	158,7	414,9	512,6

Контроль за агресивністю води до будівельних конструкцій, тобто за здатністю розчиняти хімічні речовини, що входять в склад матеріалів гідротехнічних споруд. Розрізняють у водах агресивність:

вилужнювання, властиву м’яким водам (контролюють вміст Na₂CO₃);

загальнокислотну (розчиняєть захисну карбонатну плівку бетону);

вуглекислотну (розчиняє карбонати);

сульфатна і магнезіальна (кальцій карбонат перетворюється у більш розчинний кальцій сульфат та магній сульфат і вимивається).

Контроль за водами для використання деякими промисловими виробництвами. Для цукрового виробництва вода має мати мінімальну мінералізацію, оскільки розчинені солі утруднюють варіння цукру. У воді для пивоваріння повинен бути відсутній CaSO₄. У виноробстві вода не повинна мати великого вмісту CaCl₂ і MgCl₂, щоб добре розвивались дріжджі. У водах для фотопромисловості, текстильної, паперової нормують вміст радіоактивних речовин, сполук Fe, Mn, вміст H₄SiO₄. Вода при виробництві штучного волокна повинна мати дуже малу твердість (0,64 ммоль/л), у ній контролюють також окиснюваність.

Вода для охолодження турбін, нагрівання котлів повинна мати дуже малу твердість, оскільки 1 мм накипу у парових котлах призводить до перевитрати палива на 5% і прискорено відбувається корозія металу. Накип може бути карбонатним, гіпсовим, силікатним (найнебезпечніший). Автоматично аналізують величину рН, яка не повинна бути меншою за 9,1, редокспотенціал, вміст кисню, Na, Ca, Mg, Fe, Cu.

Вода для зрошення повинна бути теплою, бо у холодній затримується ріст рослин, з мінералізацією до 1 г/л. Контролюють вміст солей Na₂SO₄, NaCl, Na₂CO₃ (останньої повинно бути найменше). Вираховують іригаційні коефіцієнти для Cl^-, SO₄^2-, Na⁺. Наприклад, так обчислюють натрієве адсорбційне відношення:

Якщо ця величина перевищує 10, то така вода непридатна для зрошення. Подібно обчислюють іригаційні коефіцієнти для решти іонів. Крім того залежно від типу рослин бажана вода різної мінералізації.