Скачать

Проблемы водоснабжения России

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.

Воды хлоридно-магниевого подтипа сульфатного типа среди подземных вод седиментационного генезиса встречаются редко, и условия их формирования изучены слабо.

Ювенильные воды. Термин “ювенильные воды” был предложен Э. Зюссом для наименования вод, которые поднимаются из глубоких недр Земли в результате вулканической деятельности и впервые попадают на поверхность. В чистом виде даже в районах интенсивного современного вулканизма такие воды отсутствуют.

В настоящее время под ювенильными понимают подземные воды, развитые в области современной тектоно-магматической активности.

Гидрохимические особенности вод областей активного вулканизма тесно связаны со стадийностью газовыделения из вулканического очага. Установлены три стадии, сменяющиеся во времени: хлоридная, сульфатная и углекислая. На всех стадиях в вулканических газах по содержанию преобладает СО₂, но на первой стадии характерно присутствие значительных количеств HCl, на второй – H₂S.

На хлоридной и сульфатной стадиях газовыделения вулкана образуются следующие типы подземных вод (7):

1. Хлоридно-водородные углекислые термы поверхностного формирования. Химический состав их образуется за счет растворения в приповерхностных условиях вулканических эманаций. Так как вода находится в состоянии кипения, она интенсивно испаряется, благодаря чему увеличивается минерализация.

2. Сульфатные углекисло-сероводородные термы поверхностного формирования. Располагаются в кратерах активно действующих вулканов, но отвечают стадии деятельности вулкана, когда главными газами наряду с преобладающим СО₂ являются H₂S и другие сернистые газы.

3. Хлоридно-сульфатные термы глубинного формирования. Они приурочены к склонам действующих вулканов или их подножиям и связаны обычно с вулканическими отложениями. Подземные воды растворяют какую-то часть газовых эманаций, состоящую из сернистых газов и хлористого водорода. Удаляясь от магматического очага в сторону разгрузки водоносного горизонта, подземные воды вступают во взаимодействие с окружающими горными породами, благодаря чему снижается величина их рН, они теряют алюминий и железо и обогащаются Са, Mg, Na и др.

Магматогенные воды разломных зон областей тектонической активности представляют собой растворенный в подземных водах конденсат эндогенного (глубинного) флюида.

Воды ювенильного происхождения отличаются весьма сложным и разнообразным составом, поскольку формирование их связано с эндогенными и экзогенными факторами: участием глубинных флюидов, большого количества агрессивных газов и высоких температур, с одной стороны, подземных вод инфильтрационно-атмосферного генезиса и водовмещающих пород с другой.

Находят широкое применение в качестве лечебных минеральных вод.

Воды смешанного генезиса. К этой группе относятся воды разного химического типа и состава, образующихся при смешении вод инфильтрационно-атмосферного, седиментационного и ювенильного генезиса.

Широко распространены воды, в которых ювенильным (глубинным) компонентом является СО₂. За счет воздействия СО₂ на вмещающие породы обычно формируются углекислые воды карбонатного типа.

По гидрохимическим показателям воды отличаются широким диапазоном изменения минерализации от 0,5 – 1 до 50 – 60 г/л. По химическому составу они разнообразны, наиболее часто принадлежат к щелочно-соляным или соляно-щелочным водам. Углекислый газ содержится в большом количестве: в растворе – до 2,5 – 4,5 г/л, в спонтанных газах – до 100%. По температурным условиям воды холодные, теплые и горячие (глубинного) флюида.

Воды ювенильного происхождения отличаются весьма сложным и разнообразным составом, поскольку формирование их связано эндогенными и экзогенными факторами: участием глубинных флюидов, большого количества агрессивных газов и высоких температур, с одной стороны, подземных вод инфильтрационно-атмосферного генезиса и водовмещающих пород – с другой.

Находят широкое применение в качестве лечебных вод.

Воды смешанного генезиса. К этой группе относятся воды разного химического типа и состава, образующихся при смешении вод инфильтрационно-атмосферного, седиментационного и ювенильного генезиса.

Широко распространены воды, в которых ювенильным (глубинным) компонентам является СО₂. За счет воздействия СО₂ на вмещающие породы обычно формируются углекислые воды карбонатного типа.

По гидрохимическим показателям воды отличаются широким диапазоном изменения минерализации – от 0,5 – 1 до 100%, т.е. газ может быть нацело углекислым, иногда углекисло-азотным. По температурным условиям воды холодные, теплые и горячие, иногда температура достигает 100%. В горячих водах типична высокая концентрация кремнекислоты, составляющая сотни миллиграммов на 1л. Нередко в водах присутствуют много фтора (до 10 – 20мг/л), а pH воды > 9 – 9,5.

Примером могут служить воды Кавказских минеральных источников (типа “Боржоми”, “Ессентуки №17” и “Арзни”).

Среди подземных вод смешанного генезиса интерес представляют воды хлоридно-кальциевого типа.

Распространены грунтовые воды хлоридно-кальциевого типа с минерализацией от 5 до 75г/л. Очень интересны хлоридно-кальциевые воды, выявленные на территории кристаллических щитов. Это обычно грунтовые, воды связанные как с порами выветривания кристаллических пород, так и с покрывающими их четвертичными отложениями. Воды пресные и ультрапресные. Они или являются “существенно” хлоридно-кальциевыми и содержат CaCI₂ до 30 – 40экв%, или по первым преобладающим компонентам относятся к хлоридно-натриевым. Условия формирования вод изучены слабо (8).

1.2.1 Миграция элементов в подземных водах

Миграция элементов в подземных водах неразрывно связана с историей элементов в земной коре. Условия миграции элементов – один из наиболее сложных вопросов. Темпы движения в различные стадии их существования весьма различны. Это в основном определяется термодинамической обстановкой среды в которой происходит миграция. Элементы мигрируют то в жидком, то в твердом, то в газообразном состоянии вещества (9).

Воде всегда придавалась исключительная роль во всех геохимических процессах: выделении минералов из водных растворов, разрушении минералов и пород.

Под термином “миграция” подразумевается перемещение и перераспределение химических элементов в земной коре и на ее поверхности. В водных растворах элементы перемещаются в виде ионов, молекул коллоидных частиц. Миграционная способность у разных элементов различна. В результате миграции выносятся и рассеиваются одни элементы и накапливаются другие (10).

Миграция элементов зависит от двух основных причин:

1) от внутренних свойств атома мигрирующего элемента. К этим факторам относят свойства связи, химические свойства соединений, энергетические свойства ионов, гравитационные и радиоактивные свойства атомов, валентности и ионные радиусы химических элементов.

2) от внешних термодинамических условий обстановки миграции. Этим термином называют параметры, характеризующие среду, в которой перемещаются химические элементы (8).

Чем больше валентность элементов, тем ниже их миграционная способность, так как элементы с большей валентностью образуют преимущественна, за небольшим исключением, слаборастворимые соединения.

Чем больше ионные радиусы и меньше валентность элементов, тем выше их миграционная способность. Большую роль в миграции элементов играет характер водной среды, определяемый специфическими особенностями ее состава, в частности величиной рН.

Миграция оценивается качественно и количественно. Ее качественная оценка заключается в фиксации различия химического состава подземных вод разных районов водоносных горизонтов, комплексов, что позволяет делать заключения о перемещении элементов в подземных водах. Изменения в химическом составе подземных вод служат также основанием для выводов относительно участия пород, газов и других сред в миграции элементов. Количественно миграция элементов оценивается с помощью численных показателей перемещения элементов в подземных водах и образуемых ими системах.

Для относительной количественной характеристики миграции элементов в системе “подземная вода - порода” А.И. Перельман (11) предложил вычислить интенсивность водной миграции в виде коэффициента водной миграции. Он представляет собой отношение содержания элемента в минеральном остатке воды к его содержанию в водовмещающих горных породах:

К_х = m_x∙ 100/а n_x

где m_x – содержание элемента х в воде (в г/л), n_x – содержание элемента х в породе (в %), а – сумма минеральных веществ воды (в г/л) (12).

На формирование химического состава подземных вод, а следовательно, на миграционные особенности элементов в ряде случаев оказывает влияние связанная вода, которая отличается от свободной гравитационной воды по своим свойствам и строению. Она находится в тесном взаимодействии с породами, в которых удерживается силами, превышающими силу тяжести. Связанная вода имеет несколько видов и характеризуется различными формами нахождения в породах. Основные ее виды: 1) вода, входящая в состав минералов; 2) прочно связанная; 3) рыхло связанная.

Вода, входящая в состав минералов, является химически связанной водой. В. И. Вернадский предложил различать следующие разновидности химически связанной воды: а) конституционную, наиболее прочно связанную с кристаллической решеткой минералов; б) кристаллизационную, связь которой с кристаллической решеткой минералов менее прочна; в) цеолитную с минимальной прочностью связи. Примерами химически связанной воды является вода в составе гипса (СаSО₄ ∙ n Н₂О). Также она входит в состав многих глинистых минералов, слюд, хлорита и др. В минералах она находится как в виде молекул, так и в виде ионов Н⁺ и ОН^-.

Прочно связанная вода – это гигроскопическая вода, расположенная непосредственно на поверхности минерала. Она представлена пленкой различной толщины и сложного строения. Прочно связанная вода в отличие от свободной воды не способна к растворению и не может перемещаться в жидком виде (перемещается в парообразном состоянии). Расположение ее молекул значительно прочнее и плотнее, чем у свободной воды.

Рыхло связанная вода свойственна глинистым породам. Это вода приурочена к поверхности глинистых минералов и является результатом осмотического впитывание молекул воды диффузионной оболочкой внешней части двойного электрического слоя (одного – отрицательно заряженного на поверхности породы и другого – положительно заряженного в воде) (13).

1.2.2 Влияние газового состава воды на миграцию элементов

Во всех природных водах растворены газы, некоторые содержат и свободный (спонтанный) газ, образующий пузырьки.

Растворенные газы являются одним из основных элементов химического состава природных вод. Установлено, что по мере увеличения глубины распространения природных вод и степени их изоляции от дневной поверхности генезис растворенных газов в общем закономерно изменяется. Газы преимущественно атмосферного происхождения сменяются на глубине преимущественно биохемогенными, а биохемогенные метаморфогенными или в областях современной вулканической деятельности вулканоген-ными (14).

Содержание газов в водах, как правило, невелико, однако их геохимическая роль не пропорциональна массе – огромное значение имеет высокая химическая активность и миграционная способность газов.

В соответствии с этим принято различать три основные геохимические среды формирования газов и основные типы природных вод (15):

1. воды с газами окислительной обстановки (N₂, O₂, CO₂ и др.),

2. воды с газами восстановительной обстановки (CH₄, H₂S, CO₂, N₂ и др.),

3. воды с газами метаморфической обстановки (СО₂ и др.).

Кислородные воды. Свободный кислород, растворенный в водах играет большую роль. Он определяет условия миграции других элементов, существования особых групп бактерий, важнейшие геохимические особенности вод, концентрацию элементов на барьерах.

Сероводородные воды. Геохимическая роль сероводорода и его производных – ионов HS^- и S^2- огромна, так как они коренным образом меняет условия миграции большинства химических элементов, особенно образующих нерастворимые сульфиды.

1.3 Водные ресурсы и водный баланс Кавказа

Кабардино-Балкарская республика (КБР) занимает центральную часть северного склона Главного Кавказского хребта. Среди природных богатств КБР большое хозяйственное значение имеют реки.

Высокогорная зона Кавказского хребта – область вечных снегов и ледников. Снег, попадая в котловины, подтаивает днем от нагревания солнцем, ночью опять замерзает постепенно превращаясь в фирн.

В ледниках и вечных снегах высокогорной зоны берут начало главные реки Кабарды, потоками стекающие с гор и замедляющие свое течение лишь на равнине (16).

Основные реки, протекающие на территории Кабардино-Балкарии, принадлежат к бассейну р. Терека.

Богатая гидрографическая сеть горных рек КБР направлена в основном с юго-запада на северо-восток. Базисом эрозии для этих рек является долина р. Терек, огибающая крутой петлей Терский и Сунженский хребты в северо-восточном углу территории КБР.

Главным речным бассейном и основным носителем гидроэнергетических ресурсов КБР является бассейн р. Малки. Река Баксан, наиболее многоводная река бассейна Малки. На своем пути Баксан принимает многочисленные притоки.

У восточной границы КБР протекает р. Хазны-дон принадлежащая к бассейну р. Урух. Несколько малых притоков Терека (Лескен, Аргудан и др.) располагаются между устьями рек Урух и Малка (17).

Гидрологический режим главных рек бассейна Малки освещаются данными наблюдений 14 гидрометрических станций.

Материалы гидрометрических работ в бассейне р. Малки дают возможность детально охарактеризовать сток основных его рек. График среднемесячных расходов воды рек бассейна Малки дает наглядное представление о характере сезонного колебания расходов воды рек Малки, Баксана, Черека, Чегема и Терека.

Большим колебаниям подвержен режим рек, которые берут свое начало ниже зоны снегов и зависит от количества осадков, выпадающих в их бассейне в течении года (18).

Среднее количество атмосферных осадков в Терском районе составляет 895мм.

С увеличением абсолютных высот количество атмосферных осадков растет, причем только до 2500 – 3500м. Далее на восток оно уменьшается до 380 – 1020мм в бассейне р. Терек. Минимальные величины увеличения осадков в высотных зонах 500 – 4000м прослеживается в бассейне рек в районе г. Эльбрус, где составляют 100 – 530мм, например р. Малка – 380мм, р. Баксан – 530мм.

В бассейне р. Терека разность стока в высотных зонах 500 – 3000м равна 420 – 1280мм (р. Малка – 420мм, р. Урух – 1280мм). Величина слоя стока с высотой увеличивается до верхних отметок водоразделов и на высоте 4000м в Тереком секторе достигает 1600мм.

В Терском секторе подземный сток составляет 173мм.

Величина испарения – разность между атмосферными осадками и полным речным стоком. Эта величина в Терском районе равна 451мм.

Изменение испарения с высотой более сложное, чем атмосферных осадков и речного стока. В бассейнах рек с избыточным или достаточным увлажнением, с высотой от предгорий в горы оно уменьшается и минимальное отмечается в высокогорной зоне на высотах 3500 – 4000м. Такой тип испарения характерен для большинства бассейнов рек КБР (19).

1.4 Влияние химического состава воды на здоровье населения

Вопрос о влиянии на организм минеральных веществ, часто находящихся в водной среде, является в настоящее время весьма актуальным в связи с использованием для питьевых целей искусственно опресненных вод.

Состояние водоснабжения населения России, по оценке Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям примерно в 22%. Около 1/3 население 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.

Употребление высокоминерализованных вод людьми, не привыкшими к ним, в состоянии обусловливать сравнительно кратковременное общее недомогание и обострение хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта. По мнению экспертов ВОЗ, использование для питья морской воды ведет к прогрессирующему обезвоживанию организма, нарушению его кислотно-щелочного состояние, увеличению остаточного азота в крови, ослаблению сердечной деятельности, усилению чувства жажды, резкому упадку сил и не редко летальному исходу.

Гигиеническая значимость общей минерализации питьевой воды во многом зависит от состава и количественного соотношения в ней отдельных ингредиентов, среди которых необходимо прежде всего указать на хлориды. Избыточное их поступление может обусловливать угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение артериального давления и другие нарушения, оказывающиеся особо вредными для больных с заболеваниями сердца и почек. Однако все эти проявления могут возникать лишь при концентрации хлоридов в питьевой воде, превышающей порог их вкусового ощущения. К аналогичному заключению можно прийти и при оценке сульфатов, высокое содержание которых проявляется в основном в послабляющем действии и нарушении водно-солевого обмена организма.

Что касается железа, то его токсическое влияние на организм не установлено. Вместе с тем оно придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковатый металлический привкус, вызывает появление на белье пятен ржавчины и развитие железобактерий в водопроводных трубах. Таким образом, содержание железа в питьевой воде должно лимитироваться его влиянием на мутность и цветность.

Суточная потребность человека в таких микроэлементах, как марганец, медь и цинк, полностью покрывается пищевым рационом, причем концентрации, определяющие токсикологическую опасность, явно превышают их органолептические показатели. Это позволяет считать последние лимитирующим признаком при нормировании качества питьевой воды.

Одним из наиболее существенных критериев для оценки пригодности воды для хозяйственно-бытовых и производственных целей служит ее жесткость. При значительной жесткости в ней образуются не растворимые хлопьевидные осадки кальциевого и магниевого мыло, которые оседают на волокнах стираемых тканей, а также закупоривают поры кожи, вызывая раздражение и сухость. Кроме того, в такой воде плохо развариваются мясо и овощи, слабо настаивается чай и заметно ухудшаются его вкусовые свойства. Наконец, она оказывается малопригодной для многих технических нужд из-за образования накипи на стенках котлов и труб.

Что касается воздействия на здоровье населения, то из всех теорий о положительном (для профилактики рахита) или отрицательном (развитие атеросклероза) влиянии жестких вод не одна не подтвердилась.

При нормировании органолептических свойств воды по концентрации химических веществ необходимо упомянуть о тех из них, которые добавляют в нее в качестве реагентов. Одним из примеров является алюминий, содержащийся в питьевой воде, подвергшейся осветлению в процессе коагуляции. Алюминий парализует центральную нервную и иммунную системы, особенно у детей. Он в определенных концентрациях вызывает появление мутности и неприятного привкуса, что можно считать лимитирующим признаком при его нормировании.

Максимальные дозы бериллия (0,02мг/л), вызывают угнетение этитропоэза в костном мозге, существенные изменения в условно рефлекторной деятельности, дистрофические изменения в нервных клетках.

Оценка степени опасности малых доз молибдена обнаруживает резкие нарушения активности сульфгидрильных групп и патоморфологические изменения внутренних органов.

Хронические мышьяковистые интоксикации в большинстве случаев связаны с функциональным расстройствам центральной и особенно периферической нервной системы, с последующим развитием полиневритов, причем недействующей оказывается концентрация 0,1 мг/л.

Высокой биологической активностью обладает селен, вызывающий тяжелые морфологические поражения внутренних органов. В хронических же опытах (0,1мг/л) отмечается специфическое действие