Основні джерела питної води. Джерела води на землі

З 1018 т води на Землі на прісну воду припадають лише 3%, з яких 80% недоступні для використання, оскільки являють собою лід, що утворює полярні шапки. Прісна вода виявляється доступною людині в результаті участі в гідрологічному циклі, або кругообігу води в природі, який схематично зображений на рис. 12.3. Щорічно до кругообігу води, в результаті її випаровування та випадання опадів у вигляді дощу або снігу, залучається приблизно 500000 км3 води. За теоретичними підрахунками максимальна кількість прісної води, доступна для використання, становить приблизно 40 000 км3 на рік. Йдеться про ту воду, яка стікає з поверхні землі до моря та океанів (так званий стік).

Кругообіг води в природі відомий з старозавітних біблійних часів:

«Біжуть всі річки в море, - а море не переповниться,

До місця, куди річки біжать,

Туди вони продовжують тікати».

Книга Еклезіаст, 1:7.

Рис. 12.3. Кругообіг води в природі.

Використання прісної води прийнято поділяти на багаторазове використання та безповоротне витрачання. Відповідно до цього прісну воду також іноді поділяють на використовувану багаторазово і витрачається безповоротно.

Багаторазове використання води може бути проілюстровано на таких прикладах, як навігація, рибництво та одержання гідроелектроенергії.

Пресна вода, що безповоротно витрачається, стає вже недоступною для повторного використання. До неї належить прісна вода, яка після вживання виявилася втраченою в результаті випаровування (у тому числі листям рослин); вода, що увійшла до складу продуктів, а також вода стоку, що досягла моря (океану) і змішалася із солоною водою. Безповоротна витрата прісної води в усьому світі становить від 2500 до 3000 км3 на рік, причому з цієї кількості приблизно 10% витрачається з побутовою метою, 8% у промисловості, а переважна більшість -82% йде на іригацію в сільському господарстві.

Витрати води

Витрата води у побутових цілях. У побутових цілях вода витрачається для пиття, приготування їжі, прання, миття, змивання нечистот у каналізацію та поливання садів та вулиць.

У Європі середня витрата води з побутовою метою на душу населення становить приблизно 230 л на день. Це приблизно стільки ж, як і за часів Римської імперії. На побутові цілі витрачається приблизно 10% усієї води, що споживається людством.

Витрата води у промислових цілях. Понад 85% води, що використовується у промислових цілях, витрачається у процесах охолодження. Решта витрачається в процесах миття, промивання газів, для гідротранспорту та як розчинник. Приблизно півмільйона літрів води витрачається випуск кожного легкового автомобіля; ця кількість включає як воду, що безповоротно витрачається, так і воду повторного використання.

У промислових цілях витрачається приблизно 8% всієї води, що використовується у світі.

Витрата води та сільському господарстві. На сільське господарство припадає 82% витрати води у світі. Ця вода використовується для іригації. Для вирощування однієї тонни бавовни потрібно 11 000 мільйонів літрів води. Для вирощування стиглого гарбуза потрібно 150 л води.

Витрати води для отримання гідроенергії. Понад 50% всього припливу води у Великій Британії витрачається на електростанціях. Воду використовують на гідроелектростанціях, а також на теплових електростанціях - для створення пари, що обертає турбіни, і з метою охолодження. Хоча електростанції витрачають величезну кількість води, вона використовується практично без втрат у замкнутому циклі.

Згідно з наявними оцінками, до двадцять першого століття рівень споживання води в усьому світі має перевищити її природне надходження. Щоб вирішити цю проблему, розробляються різні способи одержання прісної води, описані нижче.

Збільшення припливу прісної води. Більшість води, що стікає з землі в океани, пропадає марно потреб людини. Будівництво резервуарів та буріння свердловин для вилучення ґрунтових вод підвищує кількість води, яка використовується людиною до того, як вона потрапляє в океани.

У спекотну погоду велика кількість води губиться з озер та резервуарів внаслідок випаровування. Цьому можна перешкодити, покриваючи поверхню води тонкою плівкою спирту гексадеканолу-1.

Використання морської води та солонуватих вод. Прісну воду можна отримувати з морської води знесолення в результаті вакуумної перегонки у випарних апаратах.

Перегонка води в них здійснюється за зниженого тиску. Однак цей метод вимагає великих витрат енергії та економічний тільки в таких країнах, як, наприклад, Кувейт, де енергія доступна за порівняно невисокими цінами, а дощової води дуже мало.

Прісну воду можна отримувати також за допомогою електродіалізу (див. Розд. 10.3) із солонуватої води. Така вода знаходиться у гирлах річок; вона має проміжну солоність між прісною річковою та солоною морською водою.

В даний час у всьому світі діє понад 2000 заводів з опріснення води. Для знесолення води використовуються не тільки методи вакуумної перегонки та електродіалізу, але також методи виморожування, іонного обміну та зворотного осмосу.

Прісна вода.

Вода – основа життя землі. Наш організм складається із води на 75%, мозок – на 85%, кров – на 94%. Калорійність води становить 0 ккал на 100 г продукту. Вода, яка не впливає на здоров'я людини, називається питною водою або незабрудненою водою. Вода має відповідати санітарно-епідеміологічним нормам, її очищають за допомогою установок водопідготовки.

Прісна вода.

Основним джерелом прісної води є річки та озера. Найбільшим водосховищем по праву вважається озеро Байкал. Вода цього озера вважається найчистішою. Прісну воду ділять на 2 типи за хімічним складом:

ВЛАСНО ПРІСНА- Прісна вода абсолютно чистої в природі не зустрічається. Вона завжди містить у собі невеликий відсоток мінералів та забруднень.

МІНЕРАЛЬНА ВОДА– питна вода, до складу якої входять мікроелементи та мінеральні солі. Через унікальні властивості мінеральних вод, її використовують у лікуванні різних хвороб та профілактиці. Мінеральна вода здатна підтримувати здоров'я організму. Мінеральна вода поділяється на 4 групи за вмістом у ній мінеральних компонентів. Мінеральні лікувальні води з мінералізацією понад 8 г/л, така вода повинна прийматись за призначенням лікаря. Мінеральні лікувально-їдальні води з мінералізацією від 2 до 8 г/л. Їх можна використовувати як напій, але не у великих кількостях. Серед популярних можна виділити Нарзан та Боржомі. Мінеральні столові води, що містять 1-2 г/л мінеральних елементів. Столові води з мінералізацією менше за грам.

Мінеральні води можна кваліфікувати виходячи з хімічного складу: гідрокарбонатні, хлористі, сульфатні, натрієві, кальцієві, магнієві та змішаного складу;

За газовим складом та окремими елементами: вуглекислі, сірководневі, бромисті, миш'яковисті, залізисті, кремнієві, радонові:

Залежно від кислотності середовища: нейтральна, слабокисла, кисла, сильнокисла, слаболужна, лужна. «Мінеральна вода» на етикетках означає, що вона розлита у пляшки прямо з джерела і не піддавалася жодній додатковій обробці. Питна вода - це вода збагачена мінералами штучним шляхом.

Етикетку на пляшці слід вивчати уважно, на ній мають бути вказані:

• Номер свердловини чи найменування джерела.
• Найменування та місцезнаходження виробника, адреса організації, уповноваженої приймати претензії.
• Іонний склад води (вказується вміст кальцію, магнію, калію, бікарбонатів, хлоридів)
• ГОСТ чи технічні умови.
• Обсяг, дата розливу, термін придатності та умови зберігання.

ГОСТ гарантує нормативи безпечної наявності таких забруднювачів, як ртуть, кадмій чи свинець, радіонуклідів у воді не перевищено, бактеріальне забруднення відсутнє.

"Мінеральна вода" на етикетках означає, що вона розлита в пляшки прямо з джерела і не піддавалася ніякій додатковій обробці. Для забору води використовують артезіанські джерела. Вони добре захищені від впливу промислових, сільськогосподарських та бактеріальних забруднень. Цю воду перевіряють на хімічний склад, очищають, застосовуючи промислові та побутові фільтри. Також використовують і джерельну воду.

Питна вода - це вода збагачена мінералами штучним шляхом.

ВЛАСНО ПРІСНА ВОДА

Це природний розчинник, вона містить у своєму складі частинки речовин, що оточують її. Вона має показники кислотності та жорсткості. Вода так само може мати смакові якості, запах, колір і прозорість. Її показники залежить від місця розташування, екологічної обстановки, від складу водойми. Прісною водою прийнято вважати воду, що містить не більше 0,1% солі. Знаходится вона може у різноманітному стані: у вигляді рідини, пари, льоду. Кількість розчиненого у воді кисню є важливим показником її якості. Кисень необхідний життя риб, біохімічних процесів, аеробних бактерій. Рн пов'язана з концентрацією іонів водню і дає нам поняття про кислотність або лужні властивості води, як розчинника. Рн< 7 – кислая среда; рН=7 – нейтральная среда; рН>7 – лужне середовище. Жорсткістю називається властивість води, обумовлена ​​вмістом у ній іонів кальцію та магнію. Розрізняють кілька видів жорсткості – загальна, карбонатна, некарбонатна, усувна та непереборна; але найчастіше говорять про загальну жорсткість. Чим нижча жорсткість води, тим менша шкода рідина завдає нашому організму.

ЗАПАХ ВОДИ

Зумовлений наявністю в ній летких пахучих речовин, які потрапляють у воду природним шляхом, або зі стічними водами. Запах характером поділяють на 2 групи, описуючи його суб'єктивно за своїми відчуттями. Природного походження (від живих і відмерлих організмів, від впливу грунтів, водної рослинності тощо) землистий, гнильний, пліснявий, торф'яний, трав'янистий та ін. І штучного походження – такі запахи зазвичай значно змінюються при обробці води; нафтопродуктів (бензиновий та ін), хлорний, оцтовий, фенольний та ін. Оцінюють запах за п'ятибальною шкалою (нуль відповідає повній відсутності запаху):

• ДУЖЕ СЛАБИЙ, практично невідчутний запах;
• ЗАПАХ СЛАБИЙ, помітний лише в тому випадку, якщо звернути на нього увагу;
• ЗАПАХ ЛЕГКО ПОМІЧАЄТЬСЯ і викликає не схвальний відгук про воду;
• ЗАПАХ Виразний, привертає увагу і змушує утриматися від пиття;
• Запах сил настільки, що робить воду не придатною до вживання.

Для питної води допускається запах трохи більше 2 балів.

СМАК ВОДИ.

Раніше вважалося, що людина здатна розрізняти 4 смаки: кислий, солодкий, солоний, гіркий. Пізніше до них додався умами – «м'ясний» смак, смак високобілкових речовин… Реагуючи світ, ці рецептори викликали відчуття, схожі смак води. Вчені назвали смак води 6 смаком – Газета. Ru /Новини/. Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Neuroscience фахівцями з Каліфорнійського інституту технологій, може поставити крапку у багаторічних суперечках. З'ясувалося, що у воду реагують самі рецептори, як і кислий смак. Вчені планують продовжувати дослідження. Насамперед їм належить з'ясувати, які механізми лежать в основі роботи «кислих» рецепторів щодо присутності води.

КОЛІР ВОДИ

Офарблення води, що сприймається оком. Хоча невеликі обсяги води здаються прозорими, при збільшенні товщини зразка вода набуває блакитного відтінку. Це відбувається через внутрішні властивості води з селективного поглинання та розсіювання світла. РІЧНА ВОДА – виділяють такі види:

• ПРОЗОРОВА (без кольору) – у гірських і високогірних річок;
• ЖОВТА (жовто-червона) – у рівнинних і особливо пустельних річок;
• ТЕМНА або ЧОРНА, що особливо характерно для річок, що протікають у джунглях;
• БІЛА (біло-сіра) – білий колір воді надають бульбашки повітря, коли вода піниться на порогах та водоспадах.
• МОРСЬКА ВОДА – колір моря залежить від кольору неба, кількості та характеру хмар, висоти сонця над горизонтом, а також інших причин.
• ЛІД – ідеальний лід прозорий, але будь-які неоднорідності призводять до поглинання та розсіювання світла та, відповідно, зміни кольору.

Будьте здорові!

Джерела (води)

ключі,або джерела, - являють собою води, що безпосередньо виходять з надр землі на денну поверхню; від них відрізняють колодязі, штучні споруди, за допомогою яких знаходять ґрунтову воду, або переймають підземний рух ключових вод. Підземний рух ключових вод може виражатися вкрай різноманітно: то це справжня підземна річка, що тече по поверхні водостійкого шару, то це струмок води, що ледве рухається, то струмінь води, що вибивається з надр землі фонтаном (грифон), то це окремі краплі води, що поступово накопичуються в басейні. ключа. Ключі можуть виходити не тільки на поверхні землі, а й на дні озер, морів та океанів. Випадки останніх виходів ключів давно відомі. Щодо озер можна помітити, що скупчення деяких мінеральних опадів (озерних залізняків) на дні Ладозького оз. та Фінського зал. змушує допустити вихід дні цих басейнів-ключів, мінералізованих відомими речовинами. У Середземному морі чудовий ключ Анавол, в зал. Аргос, де з дна моря б'є стовп прісної води до 15 м-коду в діаметрі. Такі ж ключі відомі в Тарентському залі, в Сан-Ремо, між Монако та Ментоною. В Індійському океані є багатий прісною водою ключ, що б'є серед моря за 200 км від Читтагонта і за 150 км від найближчого берега. Звичайно, такі випадки виходу прісної води у вигляді ключів з дна морів і океанів - явище більш рідкісне ніж на суші, тому що потрібна значна сила прісної води, що вибивається, щоб їй виявитися на поверхні моря; в більшості випадків такі струмені змішуються з морською водою і пропадають для спостережень безвісти. Але й деякі опади океану (знаходження марганцевих руд) також здатні наводити на думку, що і на дні океанів можуть також оголюватися І. Оскільки підземний рух води залежить від зустрічі на глибинах водотривких шарів і від нахилу та вигнутня цих останніх, а також і від присутності в гірських породах тріщин, що змінюють напрямок руху води, то спочатку для знайомства з ключами треба розібрати питання їх походження. Вже за формою виходу ключа на денну поверхню можна відрізнити: чи буде він низхідний або висхідний. У першому випадку – напрямок руху води йде донизу, у другому – струмінь б'є догори, фонтаном. Щоправда, іноді висхідний ключ, зустрічаючи перешкоду свого безпосереднього виходу на денну поверхню, напр. у вищележачих водотривких шарах, може попрямувати схилом водоносних шарів і оголитися десь нижче у формі низхідного ключа. У разі їх можна змішати друг з одним, якщо безпосереднє місце виходу чимось замасковано. Зважаючи на вищевказані тут думки, при знайомстві з І. можна вводити, як класифікуючий початок, самий спосіб їх походження. У цьому останньому відношенні всі відомі І. можуть бути розбиті на кілька категорій: 1) І., що живляться водою річок.Такий випадок спостерігається тоді, коли річка протікає серед долини, утвореної пухким, легко для води проникним матеріалом. Зрозуміло, що вода річки проникатиме в цю пухку породу і якщо буде закладена, десь на певній відстані від річки, колодязь, то він на певній глибині знайде річкову воду. Щоб мати повну впевненість, що знайдена вода, дійсно, вода річки, треба зробити низку спостережень над зміною рівня води в колодязі та сусідній річці; якщо ці зміни однакові, то можна дійти висновку, що криницею знайдено воду річки. Найкраще для таких спостережень вибирати моменти, коли підвищення рівня води в річці було викликане випаданням дощу десь у верхів'ї річки. і якщо в цей час спостерігалося підвищення рівня води в колодязі, можна отримати. тверду впевненість, що знайдена криницею вода – річкова. 2) І., що походять від приховування річок із поверхні землі. Для їхньої освіти можна уявити, теоретично, подвійну можливість. Струмок або річка можуть зустріти на шляху своєї течії або тріщину, або пухкі гірські породи, куди вони і приховають свої води, які можуть десь далі, в місцях нижчих, знову оголюватися на поверхню землі у формі І. Перший із цих випадків має місце там, де на землі розвинені гірські породи, розбиті тріщинами. Якщо такі породи легко у воді розчиняються, або, якщо вони легко розмиваються, то вода готує собі підземне ложе і де-небудь, у місцях нижчих, оголиться у вигляді І. Такі випадки представляє значна поверхня узбережжя Естляндії, о-в Езель та ін. місцевості. Для прикладу можна вказати на струмок Ерас, приплив нар. Ізенгоф, який спочатку є струмком, рясним водою, але, в міру наближення до мизі Ерас, він поступово бідніє їй і, нарешті, доводиться бачити вільне від води ложе струмка, що наповнюється тільки в повінь. На дні цього вільного ложа збереглися у вапняку отвори, за допомогою яких можна переконатись, що під землею йде рух води, яка знову оголюється на денну поверхню до берега річки. Ізенгоф - могутнім джерелом. Такий приклад представляє струмок Охтіас на о-ве Езеле, спочатку є досить багатоводним струмком, який, не доходячи 3 км до берега моря, ховається в тріщину і вже на самому березі моря оголюється багатоводним І. Каринтія представляє в цьому відношенні вкрай цікаву країну, де, завдяки численним тріщинам та знаходженню в гірських породах великих порожнин, коливання рівня поверхневих вод є напрочуд різноманітним. Наприклад можна вказати на Циркницьке озеро, яке має до 8 км довжини і близько 4 км ширини; воно часто зовсім вичерпується, тобто вся вода його йде в отвори, що знаходяться на дні. Але варто лише випасти у сусідніх горах дощу, щоб вода знову виступила з отворів та наповнила собою озеро. Тут, мабуть, ложе озера пов'язане отворами з великими підземними резервуарами, у разі переповнення яких вода знову виступає поверхню землі. Таке ж приховування струмків і річок може бути викликано зустріччю ними значних скупчень пухких, легко водопроникних, гірських порід, серед яких весь запас води може просочуватися і таким чином сховається з поверхні землі. Як приклад останнього роду освіти ключів можна зазначити деякі ключі Алтаю. Тут нерідко на березі солоного озера можна знайти вибивається або в березі, або іноді біля берега, але з дна солоного озера, рясний водою прісний ключ. Легко помітити, що з того боку, де оголюються І., до озера відкривається з гір долина, до гирла якої доводиться підніматися широким клиноподібним насипом і тільки піднявшись на неї можна бачити ряд окремих струменів, що прямують до озера і губляться в пухкому матеріалі, очевидно нанесеному річкою і завалила їм своє гирло. Далі вгору долиною вже видно справжній і часто багатоводний потік. 3) І., що харчуються водою глетчерів.Глетчер, опускаючись нижче за снігову лінію, піддається впливу вищої температури, і його фірн або лід, поступово стаюючи, дає початок численним І. Такі Л. іноді вибігають з-під глетчера у формі справжніх річок; як приклад цього можна зазначити на pp. Рону, Рейн, деякі річки, що збігають з Ельбруса, як Малка, Кубань, Ріон, Баксан та друг. 4) Гірські І. служили довгий час предметом суперечок. Деякі вчені ставили їх у виняткову залежність від сил вулканічних, інші - від особливих величезних порожнин, що знаходяться всередині землі, звідки під впливом тиску вода з них доставляється на поверхню землі. Перша з цих думок трималася довгий час у науці, завдяки авторитету Гумбольдта, який спостерігав на вершині Тенерифського піка І., що походили від водяної пари, що виривалася з двох отворів піку; завдяки досить низькій температурі повітря на вершині гори, ці пари звертаються у воду і живлять І. Дослідження Араго в Альпах цілком ясно довели, що тут немає жодного І. на самих вершинах, а завжди є вищим за них або запас снігу, або взагалі значні поверхні , що збирають атмосферні води в достатній кількості для живлення І. Залежність І. від озер, що знаходяться вище, представляє Даубенське озеро в Швейцарії, що лежить на висоті близько 2150 м і живить безліч І., що виходять в нижчих долинах. Якщо уявити, що масив гірських порід, на якому лежить озеро, розбитий тріщинами, що сягають нижчих долин і захоплюють дно або береги озера, то по цих тріщин вода може просочуватися вниз і живити І. Може бути й інший випадок: коли цей масив утворений породами шаруватими, серед яких є й породи, для води проникні. Коли такий водопроникний пласт лежить похило і стикається з дном або з берегами озера, то тут є повна можливість просочуватися воді і живити ключі, що знаходяться нижче. Так само легко пояснити і періодичність у діяльності гірських ключів, що живляться озерами, що лежать вище. Тріщини або водопроникний пласт можуть стикатися з водою озера десь біля його рівня і у разі зниження останнього, напр. від посухи, живлення нижчих ключів тимчасово припиняється. У разі випадання дощу або снігу на горах знову піднімається рівень води в озері та відкривається можливість живлення ключів, що знаходяться нижче. Іноді можна спостерігати виходи І. на горах з-під снігових покривів - як прямий результат танення запасів снігу. Але особливо цікаві випадки, коли на горах немає запасів снігу, але де І., що вибігають біля підніжжя цих гір, зобов'язані своїм харчуванням у всякому разі сніговим скупченням. Такий випадок є І. південного берега Криму. Ланцюг Кримських або Таврійських гір весь складається шаруватими породами, що мають похилий стан, що падають з Ю на С. Таке положення шарів змушує і підземні води стікати в тому ж напрямку. Проте на південний. березі Криму аж від підніжжя ланцюга гір, що піднімається до 1400 м, до берега моря, можна спостерігати численні І. Деякі з них вибігають прямо з стрімкого урвища, яким ланцюг гір відкривається у бік Чорного моря. Такі І. іноді є у формі водоспаду, як І. Учан-су, поблизу Ялти, що живить річку того ж імені. Температура різних І. різна і коливається в межах 5 - 14 ° С. При цьому було помічено, що чим ближче І. оголюється до ланцюга гір, тим він холодніше. Так само були зроблені спостереження над кількістю води, що доставляється різними І. в різну пору року. Виявилося, що чим вища температура повітря, тим кількість води, що дається ключем, більша, і навпаки, чим температура нижча - тим води менше. Обидва ці спостереження ясно показують, що харчування І. півд. береги Криму зобов'язано запасам снігів, що лежать вище. Однак вищезазначена висота ланцюга Таврійських гір далеко не досягає снігової лінії і, дійсно, якщо піднятися на їхню платоподібну вершину, звану Яйлою, то ніяких запасів снігу тут не спостерігається. Тільки при уважному знайомстві з Яйлою можна помітити в деяких місцях провальні ями, то зайняті невеликими озерами, то набиті снігом. Нерідко глибина таких ям досягає до 40 м. Протягом зими сніг вітрами набивається в ці ями, а навесні, влітку та восени він поступово тане і, звичайно, танення його сильніше в теплий час, тому й І. дають більше води; тому ж і постійна температура води І. нижче в міру наближення їх місць виходів до запасів снігу, що тане. Цей висновок знаходить собі підтвердження ще й іншій обставині. Більшість вод І. південний. береги Криму - жорсткі, т. е. вапняні, навіть попри те, що оголюються іноді з глинистих сланців. Такий вміст у вапні знаходить собі пояснення в тому, що снігові резервуари лежать у вапняках, з яких вода і запозичує вапно. 5) Висхідні,або б'ючі, ключівимагають для свого утворення цілком певних умов: необхідне для них котлоподібне вигнутня гірських порід і перемежування водотривких шарів із водопроникними. В оголені крила водоносних шарів проникатиме атмосферна вода і накопичуватиметься на дні улоговини під тиском. Якщо у верхніх водотривких шарах утворюються тріщини, то з них вода битиме фонтаном. З вивчення висхідних І. влаштовують артезіанські колодязі (див. соотв. статтю).

Джерела мінеральні. У природі немає вод, які не містили б у розчині деяку кількість або різноманітних газів, різних мінеральних речовин, або органічних сполук. У дощовій воді іноді знаходять до 0,11 г на літр води речовин мінеральних. Таке знаходження робиться цілком зрозумілим, якщо згадати, що в повітрі носиться чимало мінеральних речовин, які легко у воді розчиняються. Численні хімічні аналізи вод різних ключів показують, що, мабуть, навіть у найчистіших ключових водах є невелика кількість мінеральних речовин. Для прикладу можна вказати на ключі Барежа, де на літр води знайдено 0,11 г мінеральних речовин, або води Пломбієра, де знайдено їх 0,3 г. Звичайно, кількість це значно варіює в різних водах: є ключові води, що містять в розчині деякі мінеральні речовини у кількості близькій до насичення. Визначення кількості мінеральних речовин, розчинених у воді, дуже великий інтерес у науковому відношенні, оскільки вказує, які речовини можуть бути розчинені водою і перенесені з одних місць в інші. Особливого значення такі визначення набули при застосуванні спектрального аналізу до опадів, що випадають із ключових вод, у місці їх виходу на поверхню землі; такий аналіз дав можливість виявити в розчинах різних ключів дуже малі кількості мінеральних речовин. Цим прийомом було виявлено, більшість відомих мінеральних речовин перебувають у розчині ключових вод; у воді Луєша, Готля та Гісгюбеля навіть було виявлено золото. Більшому розчиненню сприяє вищу температуру, а відомо, що у природі зустрічаються теплі ключі, води яких у такий спосіб можуть ще більше збагатитися мінеральними речовинами. Коливання температури води різних ключів надзвичайно значні: є ключові води, температура яких близька до точки танення снігу, є води - з температурою, яка перевищує точку кипіння води і навіть - у перегрітому стані - як вода Гейзерів. За температурою води всі ключі поділяються: на холодні та теплі або на терми. Серед холодних відрізняють: нормальні ключі та гіпотерми; у перших температура відповідає середньої річної температури даного місця, у других - вона нижче. Серед теплих ключів так само відрізняють місцеві теплі ключі або терми та абсолютні терми; до перших відносять такі ключі, температура води яких трохи вища за середню річну температуру місцевості, у других - не менше 30 ° С. Знаходження абсолютних терм в областях вулканічних дає пояснення та їх високої температури. В Італії поблизу вулканів часто вириваються струмені водяної пари, звані стаффами. Якщо з такими струменями водяної пари відбудеться зустріч звичайного ключа, то він може бути нагрітий дуже різною мірою. Пояснити походження вищої температури місцевих терм можна різними хімічними реакціями, що відбуваються всередині землі і викликаними підвищенням температури. Для прикладу можна вказати на відносну легкість розкладання сірчаного колчедана, при якому виявляється на стільки значне виділення тепла, що його може бути достатньо для підвищення температури води ключа. Крім високої температури на посилення розчинення має сильно впливати ще й тиск. Води ключів, рухаючись на глибинах, де тиск значно більший, повинні розчинятися у більшій кількості як різні мінеральні речовини, так і гази. Що дійсно цим шляхом йде посилення розчинення, доводиться випаданням опадів з вод ключів у місцях їх виходів на денну поверхню, де ключ оголюється при тиску однієї атмосфери. Це ж підтверджується і ключами, що містять у розчині гази, іноді навіть у кількості перевищує обсяг води (напр. у вуглекислих джерелах). Води, насичені під тиском, є ще сильнішим розчинником. У воді, що містить вуглекислоту, надзвичайно легко розчиняється середня сіль вапна. Зважаючи на те, що в найближчих околицях як нині діючих, так і згаслих вулканів деяких місцевостей, спостерігається іноді досить рядне виділення різних кислот, напр., вуглекислоти, соляної тощо, неважко собі уявити, що якщо з такими виділеннями відбудеться зустріч струмінь ключової води, то вона може розчинити більш-менш значну кількість газу, що виділяється: газу (при допущенні вищевказаного тиску треба за такими водами визнати вкрай сильних розчинників). У всякому разі, найбільш міцні мінеральні ключі повинні зустрічатися частіше по сусідству з нині діючими або згаслими вулканами, причому нерідко значно мінералізований і теплий ключ служить останнім покажчиком вулканічної діяльності, що колись була в цій місцевості. Справді, найбільш сильні та теплі ключі присвячені сусідству порід типових вулканічних. Класифікація мінеральних ключів представляє велику скруту, тому що важко собі уявити перебування в природі вод, що містять в розчині тільки якусь одну хімічну сполуку. З іншого боку, таке ж утруднення при класифікації представляє і невстановленість у самих хіміків та угруповання складових частин, розчинених у воді ключів, і значну при цьому частку свавілля. Проте на практиці для зручності огляду мінеральних ключів прийнято їх групувати відомим способом, про що буде. сказано далі. Детальний розгляд усіх мінеральних ключів вивів би нас з меж цієї статті, а тому зупинимося тільки на деяких, що найчастіше зустрічаються.

Вапняні ключі,або ключі жорсткої води.Під цим ім'ям розуміють такі ключові води, в розчині яких знаходиться кисле вуглекисле вапно. Назву жорстких вод вони отримали від того, що в них насилу розпускається мило. Вуглекисле вапно у воді розчиняється вкрай мало, а тому потрібні деякі сприятливі умови для її розчинення. Така умова представляє присутність у розчині у воді вільної вуглекислоти: у її присутності середня сіль переходить у кислу і в такому стані робиться у воді розчинною. Природа подвійним шляхом сприяє запозиченню водами вуглекислоти. В атмосфері завжди є вільна вуглекислота, а тому дощ, випадаючи з атмосфери, розчинятиме її; це підтверджується аналізами повітря до і після дощу: у разі знаходять вуглекислоти завжди менше. Інший запас вуглекислоти дощові води знаходять у рослинному шарі, який є не що інше, як продукт вивітрювання гірських порід, до якого введені органічні речовини – продукт розкладання коренів рослин. Хімічні аналізи повітря грунтів завжди виявляли присутність у яких вільної вуглекислоти, тому води, які пройшли повітря і грунт, неодмінно повинні містити більш менш значну кількість вуглекислоти. Така вода, зустрічаючи вапняки, що складаються, як відомо, із середньої солі вуглекислого вапна, буде переводити її в кислу сіль і розчиняти. У такий спосіб зазвичай відбуваються у природі холодні вапняні ключі. Їхня діяльність у жесті виходу на денну поверхню виявляється утворенням своєрідного осаду, званого вапняним туфомі що складається з пористої маси, в якій пори розташовані вкрай неправильно; маса ця складається із середньої вуглевасткової солі. Випадання цього осаду обумовлено виділенням із твердих вод напівзв'язаної вуглекислоти та переведенням кислої солі в середню. Поклади вапняного туфу є явищем, що часто зустрічається, тому що вапняки є дуже поширеною породою. Вапняний туф йде на обпалювання і виготовлення їдкого вапна, а також і безпосередньо його використовують брилами на прикраси сходів, акваріумів і т. п. Дещо інший характер набуває осаду з жорстких вод, якщо він відкладається десь у порожнинах землі або в печерах. Процес відкладення осаду і тут той самий, що й у наведеному вище випадку, але характер його трохи інший: у цьому останньому випадку він є кристалічним, щільним і твердим. Якщо жорсткі води просочуються на стелі печери, то утворюються натічні маси, що спускаються зі стелі печери вниз - таким масам у геологічній літературі дають назву сталактитів,а тим, що відкладаються на дні печери, через випадання жорстких вод зі стелі вниз, - сталагмітів.У російській літературі їх іноді називають, крапельниками. При розростанні сталактитів і сталагмітів вони можуть зливатися між собою і таким чином усередині печери можуть з'явитися штучні колони. Такий осад, в силу своєї щільності, представляє прекрасний матеріал для збереження всіх предметів, які можуть потрапити в нього. Він одягає ці предмети суцільним і безперервним покривом, що захищає їх від руйнівного впливу атмосфери. Завдяки особливо сталагмитовому шару з'явилася можливість зберегтися до нашого часу кісткам різних тварин, як кістяної брекчии, виробам людини, колись, за доісторичної давнини, що у цих печерах. Зважаючи на те, що як заселення печери, так і відкладення сталагмітового шару йшло поступово, слід очікувати, що в послідовному нашаруванні печер має відкритися вкрай цікава картина минулого. Справді, розкопки печер доставили надзвичайно важливий матеріал, як вивчення доісторичної людини, і древньої фауни. Якщо холодне джерело жорстких вод, при своєму виході на поверхню землі, повинне падати у формі водоспаду, то з води випадатиме середня вуглевасткова сіль і вистилатиме собою ложе водоспаду. Подібне утворення нагадує як би застиглий водоспад, або навіть цілий ряд їх. Потанін, у своїй подорожі до Китаю, описує дуже цікавий ряд таких водоспадів, де можна було нарахувати до 15 окремих терас, з яких стікають води каскадами, утворюючи на шляху своєї течії ряд басейнів, складених вуглекислим вапном. Ще енергійніше відкладають середню вуглевасткову сіль гарячі ключі. Такі ключі, як згадано раніше, приурочені до вулканічних країн. Як приклад, можна вказати на Італію, в якій багато місць виходів таких ключів: у цьому відношенні особливо енергійне відкладення вуглекислого вапна спостерігається поблизу Сан-Філіппо, Тоскані; тут ключ відкладає чотири місяці шар осаду в один фут товщиною. У Кампаньї, між Римом і Тіволі, знаходиться оз. Сольфатаро, з якого йде виділення вуглекислоти з такою енергією, що вода озера здається окропом, хоча температура води його далеко не досягає точки кипіння. Паралельно до цього виділення вуглекислоти йде і випадання з води середньої солі вуглекислого вапна; досить на короткий час встромити під рівень води палицю, щоб вона в короткий час покрилася товстим шаром осаду, що відкладається за таких умов осад значно щільніше туфу, хоча і містить пори, але ці останні розташовуються паралельними один одному рядами. Цьому осаду в Італії назвали травертину.Він служить добрим будівельним каменем і там, де його багато - у ньому закладають ломки і ведуть його вироблення. З такого каменю зведено багато споруд Риму і, між іншим, собор св. Петра. Велика кількість ломок травертину на околицях Риму свідчить, що у улоговині, де нині стоїть Рим і де протікає р. Тібр, колись була енергійна діяльність теплих вапняних ключів. Ще оригінальніше йде відкладення того ж складу осаду з гарячих вапняних ключів, якщо вони у формі висхідних або б'ють ключів, тобто у вигляді фонтану. За цих умов, під впливом вертикально струменя води, що б'є, дрібні сторонні предмети можуть механічно захоплюватися водою і плавати в ній. Вуглекислота виділяється енергійніше з поверхні твердих тіл. У короткий час на плаваючій частинці почне навколо неї відкладатися вуглекисле вапно і в короткий час утворюється плаваюча у воді кулька, що складається з концентрично-шкаралупуватих відкладень вуглекислого вапна і підтримується у воді струменем води, що вертикально б'є знизу. Звичайно, така кулька буде плавати доти, поки вага її не збільшиться і вона не впаде на дно ключа. Цим шляхом йде скупчення так званого горохового каменю.У Карлсбадському ключі сівбу. Богемія скупчення горохового каменю займає дуже значну площу.

Залізні,або залізисті, ключімістять у розчині своїх вод закис заліза, тому для утворення їх необхідна присутність у породах або готової закису заліза або умов, за яких і окис заліза може переходити в закис. У деяких породах справді є готовий закис заліза, напр. в породах, що містять магнітний залізняк, а тому, якщо до такої породи буде притікати вода, що містить в розчині вільну вуглекислоту, то з магнітного залізняку може бути легко запозичена закис заліза. Таким шляхом відбуваються залізні вуглекислі води. У гірських породах досить часто зустрічається сірчаний колчедан, або пірит, що представляє з'єднання одного паю заліза з двома паями сірки; цей останній мінерал, піддаючись окисленню, дає сірчанокислий закис заліза, досить легко у воді розчинну. Таким шляхом утворюються сірчанокислі залізні ключі і як приклад таких можна вказати на Кончеозерські мінеральні води Олонецької губ. Зрештою, можуть бути випадки, коли немає в породі готового закису заліза, а є окис: виявляється, що і тут природа здатна практикувати відомий спосіб, при якому окис заліза перейде в закис. Такий спосіб був спостерігається на червонокольорових пісковиках, верхня поверхня яких поросла корінням рослин; при цьому виявилося, що там, де коріння стикалося з пісковиком, він знебарвився, тобто під впливом розкладання коренів без доступу повітря і на рахунок вуглеводів, що утворилися, відбулося відновлення окису заліза в закис. У всякому разі, вміст вуглекислого закису заліза в залізних ключах вельми невеликий: воно коливається в межах від 0,196 до 0,016 грама на літр води, а в змішаних водах, як у залізно-лужних водах Залізноводська - всього 0,0097 г. Залізні ключі легко по появі на поверхні їх вод, у місці виходу, охряно-бурой плівки, що складається з водного окису заліза, що є як результат окислення закису заліза киснем повітря в окис. Цим шляхом йде у природі скупчення різноманітних. залізних руд, званих бурими залізняками, різновидами якого є: дернові, болотяні та озерні руди. Звісно, ​​й у попередні геологічні часи природа практикувала тим самим способом скупчення бурих залізняків у давніх відкладах.

Сірчисті ключі містять у розчині сірководень, що впізнається за неприємним запахом; у своєму розподілі на поверхні землі сірчисті ключі присвячені місцевостям, де розвинені гіпси або ангідриди, тобто водна або безводна сірчанокисла сіль вапна. Таке тісне сусідство сірчистих ключів із вищевказаними породами мимоволі наводить на думку, що в природі є якісь процеси, за допомогою яких йде відновлення сірчаносолі в сірчисту сполуку. Пояснити цей процес допоміг випадок, який був у одній із лабораторій. У банку, заповнену розчином залізного купоросу. або сірчанокислого закису заліза, випадково потрапила миша; через досить тривалий час труп миші покрився кристалами з металевим, латунно-жовтим блиском сірчаного колчедану. Останній мінерал міг статися в розчині тільки шляхом відновлення, тобто відібранням від серносолі кисню, а це могло статися тільки від розкладання трупа миші в розчині і без доступу повітря. При цьому розвиваються вуглеводи, які діють відновлюючим способом на сірчаносоль, віднімають від неї кисень і переводять у сірчисту сполуку. Ймовірно, такий самий процес відбувається і з гіпсом або з ангідридом за сприяння вуглеводів; при цьому сірчаносоль вапна переводиться в сірчистий кальцій, який, у присутності води, швидко розкладається і дає сірководень. Цим же способом можна пояснити, чому води деяких колодязів починають іноді видавати запах тухлих яєць (сірководню), тоді як раніше ці води були без запаху. представляє мінерал дуже поширений, а тому і знаходження його в розчині різних вод має бути звичайно. Уявимо, що є у воді даного колодязя гіпс і що загнив зруб колодязя: при гнитті дерева без доступу повітря і тут розвиваються вуглеводи, які діють відновлюючим способом на гіпс, віднімають від нього кисень і переводять у сірчисту сполуку. Так як цей процес відбувається в присутності води, то зараз відбувається розкладання і утворюється сірководень. Варто лише змінити гнилі колоди зрубу колодязя і неприємний запах зникне. Такий процес утворення сірчистих ключів знаходить собі підтвердження в знаходженні в їх водах у розчині деяких сірчистих сполук, а також нерідке сусідство з ними нафтових джерел. Втім, вміст сірководню у воді сірчистих ключів не дуже значний - воно коливається в межах від ледь помітних слідів, до 45 кб. см на літр (тобто на 1000 кб. см) води. У Європі. Росії сірчисті ключі відомі в Остзейському краї, Литві, в Оренбурзькій губ. та на Кавказі.

Солоні ключі зустрічаються там, де є в гірських породах або поклади кухонної солі, або де остання утворює в них вкраплення. Кухонна або кам'яна сіль належить до легко розчинних речовин у воді, а тому, якщо вода протікатиме через такі породи, то вона може значною мірою насититися сіллю; ось чому в природі знаходять такі різноманітні за змістом солі ключі. Є ключі, близькі до насичення, є виявляються лише слабким солоним смаком. До деяких соляних ключів підмішується ще хлористий кальцій або хлористий магній, іноді в кількостях настільки значних, що таким чином утворюються мінеральні ключі нового складу; останній сорт ключів визнається досить важливим у медичному відношенні і до цієї категорії належать Друскенікські мінеральні води (див. статтю). Найбільш чисті солоні ключі зустрічаються у Європі. Росії в губерніях Вологодської, Пермської, Харківської та Польщі. В областях поширення солоних ключів останнім часом досить часто застосовують буріння, за допомогою якого або виявляють на глибинах присутність покладів кам'яної солі, або видобувають міцніші соляні солі. Таким шляхом було виявлено знамениту поклад Стасфурта, поблизу Магдебурга, або наше Брянцовське родовище солі в Катеринославській губі. Шляхом буріння, як зазначено вище, можна видобути міцніші соляні розчини. Ключ, що піднімається природним шляхом з глибин, може зустріти на своєму шляху прісну воду, яка і розбавить його значною мірою. Закладаючи свердловину і супроводжуючи її трубою, можна таким шляхом переймати міцніші розчини на глибинах; труба свердловини захищає воду, що піднімається, від змішування її з прісною водою. Але застосовувати буріння з метою посилення концентрації вод мінеральних ключів потрібно з великою обережністю, треба попередньо добре вивчити даний ключ, точно дізнатися про ті породи, через які він пробивається на поверхню землі і, нарешті, точно визначити значення мінерального ключа. За бажанням експлуатувати ключ з комерційними цілями, напр. солоний ключ для виварювання з нього солі, можна рекомендувати бурінням посилити його концентрацію. Багато мінеральні ключі експлуатуються з медичними цілями, для яких часто не так важлива їх значна фортеця, скільки їх певний склад. В цьому останньому випадку часто краще відмовитися від бажання збільшити за допомогою буріння концентрацію ключа, тому що інакше можна зіпсувати мінеральний його склад. Насправді, в медицині, особливо в бальнеології, у складі мінеральних вод відіграють значну роль часто мінімальні кількості будь-якої речовини (як приклад цього було зазначено вище незначне вміст у залізних водах закису заліза), а є деякі води, як, наприклад ., йодисті, які іноді містять тільки сліди йоду і незважаючи на це не тільки вважаються корисними, а й насправді допомагають хворим. Будь-який ключ, пробиваючись природним шляхом на поверхню землі, повинен піти через найрізноманітніші гірські породи, і його розчин може вступити в обмінне розкладання зі складовими частинами гірських порід; таким способом ключ, спочатку дуже простого складу, може отримати значне розмаїття мінеральних складових частин. Закладаючи свердловину і супроводжуючи її трубою, можна отримати міцніші розчини, але вже не того складу, що раніше.

Вуглекислі І.Вже було зазначено, що у вулканічних країнах спостерігається виділення по тріщинам вуглекислоти та інших газів; якщо води ключа зустрінуть на своєму шляху такі гази, то вони можуть розчинити їх у більш менш значної кількості, що, звичайно, значною мірою залежить від глибини, на якій відбулася така зустріч. На великих глибинах, де великий тиск, води ключа можуть під великим парціальним тиском розчинити дуже багато вуглекислоти. Наприклад можна вказати Марієнбадський вуглекислий І., де в літрі води розчинено 1514 кб. см, або Нарзан Кисловодська, де в тій же кількості води розчинено 1062 кб. см газу. Такі джерела легко впізнаються на поверхні землі рясним виділенням з води газу, причому іноді вода здається киплячою.

Нафтові в. Нафта представляє суміш рідких вуглеводів, серед яких переважають граничні з питомою вагою, меншою за воду, а тому нафта спливатиме на ній у вигляді маслянистих плям. Води, що виносять нафту, отримали назву нафтових ключів. Такі І. відомі в Італії, в Пармі та Модені, вельми сильні за нар. Іраваді, в Бірманській імперії, на околицях Баку і на Апшеронському півостріві, на дні і островах Каспійського моря. На одному острові Челекене, у Каспійському морі, налічують до 3500 нафтових ключів. Особливо чудовий знаменитий олійний район нар. Алегани, в Пн. Америці. Зазвичай місця природних виходів нафтових ключів вибирають для закладення в цих пунктах свердловин, щоб дістати на високих глибинах більший запас нафти. Буріння в нафтових районах доставило багато цікавих даних. Воно виявило знаходження в землі іноді значних порожнин, наповнених під тиском газоподібними вуглеводами, які, при досягненні їх свердловиною, іноді вириваються з такою силою, що викидають буровий інструмент. Взагалі треба зауважити, що області виходів нафтових джерел і самі собою виявляють газоподібні вуглеводи. Так, на околицях м. Баку є у двох місцях рясні виходи таких газів; один із виходів знаходиться на материку, де над місцем виходу в колишній час знаходилося капище вогнепоклонників, а тепер завод Кокорєва; якщо запалити цей газ, захистивши його від вітру, він постійно горітиме. Інший вихід таких газів виявляється з дна моря, у досить значній відстані від берега і так само в тиху погоду можна змусити його горіти. Те саме буріння виявило, що нафтові ключі у своєму поширенні підпорядковані відомому закону. При бурінні долині р. Алегани було доведено, що нафтові І. розташовуються смугами паралельно ланцюгу Алеганських гір. Те саме, мабуть, виявляється і в нас на Кавказі, як у Бакинському районі, так і по сівбу. схилу, на околицях Грозного. Принаймні, при досягненні буром нафтоносних верств, вода разом із нафтою утворюється у вигляді часто грандіозного фонтану; при цьому появі зазвичай спостерігається дуже сильне розбризкування його струменя. Останнє явище довгий час не знаходило собі пояснення, але нині, мабуть, досить задовільно пояснено Шегреном, на думку якого ця пульверизація води фонтану залежить від того, що на глибинах під великим тиском нафта конденсувала велику кількість газоподібних вуглеводів і при приході такого. матеріалу на поверхню землі, під тиском однієї атмосфери, газоподібні продукти звільняються із значною енергією, викликаючи цим розбризкування водяного струменя. Дійсно, при цьому виділяється дуже багато газоподібних вуглеводів, що змушує на нафтових промислах приймати, під час появи фонтану, низку обережностей, на випадок пожежі, що може статися. Спільно з водою та нафтою фонтан викидає іноді дуже велику кількість піску і навіть велике каміння. Довгий час звертали мало уваги характер води, що виносить нафту. Завдяки праці Потиліцина було доведено, що ці води досить значно мінералізовані: у літрі води він знайшов від 19,5 до 40,9 г мінеральних речовин; головною складовою є кухонна сіль, але особливий інтерес полягає в знаходженні в цих водах бромистого та йодистого натрію. У природі спостерігається значне розмаїття у складі мінеральних І., а тому немає можливості розглянути тут їх усіх, але можна помітити, що загалом і інші І. відбуваються способами подібними до вищеописаних. Завжди циркулюючі в гірських породах води можуть зустрічати в них різні розчинні у воді речовини або прямо, або шляхом обмінного розкладання, або окислення, або відновлення, мінералізуватися на їх рахунок. Знаходження змішаних І., як зазначено вище, значно ускладнює їхню класифікацію; тим не менш, для зручності огляду, підрозділяють мінеральні І. на кілька категорій, маючи на увазі головним чином чисті ключі: 1) хлористі ключі (натрію, кальцію та магнію); 2) хлористоводневі ключі; 3) сірчисті або сірководневі ключі; сірчанокислі (натрію, вапна, магнезії, глинозему, заліза і змішані), 5) вуглекислі (натрію, вапна, заліза та змішані) і 6) силікатні, тобто містять у розчині різні солі кремінної кислоти; остання категорія представляє велику різноманітність. Для отримання деякого поняття про склад ключів наводимо таблицю аналізів найбільш відомих мінеральних ключів.

Із загальної кількості води на Землі настільки потрібна для людства прісна вода становить трохи більше 2% загального обсягу гідросфери або 37526,3 тис. км3 (табл. 1).

Таблиця 1

Світові запаси прісної води

Потрібно врахувати, що основну частину прісних вод (близько 70 %) заморожено в полярних льодах, вічній мерзлоті, на гірських вершинах. Води в річках та озерах становлять лише 3%, або 0,016% від загального обсягу гідросфери. Таким чином, води, придатні для використання людиною, становлять незначну частину загальних запасів води Землі. Проблема ускладнюється ще й тим, що розподіл прісної води по земній кулі вкрай нерівномірний. У Європі та Азії, де мешкає 70% населення світу, зосереджено лише 39% річкових стоків.

На Землі стає дедалі більше місць, де прісної води катастрофічно не вистачає. Для отримання додаткової кількості води, бурять глибокі свердловини, будуються водоводи, акведуки та нові водосховища.

Прісну воду ми отримуємо або з підземних водоносних горизонтів, або з поверхневих водойм, тобто з природних озер і річок або водосховищ, створених руками людини. При цьому частку поверхневих вод припало близько 80 %, а підземних вод близько 20 %. Такий приріст споживання води визначається головним чином збільшеними потребами промисловості та витратами на іригацію.

Існують інші способи отримання води, придатної для пиття. У деяких промислово розвинених районах знесолення, або опріснення, морської води у будь-який спосіб, наприклад, за допомогою перегонки, може зробити навіть океанічну воду придатною для пиття. Там, де води дуже мало, люди збирають до цистерни дощову воду, щоб використовувати її для своїх потреб. Однак збільшення запасів води в такий дорогий спосіб незначне. Загалом люди цілком покладаються на прісні підземні та поверхневі води як джерела питної води.

Гребля, що перекриває річку, зупиняє перебіг води, утворюючи водосховище. Вона пропускає через водоскиди лише таку кількість води, яка забезпечує її протягом нижче, і утримує воду вище за течією для того, щоб поступово випускати її потім, коли натиск потоку знизиться. Водосховище збільшує кількість води, доступної для людини та навколишньої природи. Без водосховища неможливо стійке використання річкових ресурсів, та якщо з водосховища будь-яке місто може постійно без перебоїв забирати необхідну кількість води.

Таким чином, наземні водосховища – вирівнює надходження прісної води у часі; збираючи великі її маси у сприятливі сезони, він робить воду доступною у періоди, коли спостерігається її дефіцит. На противагу цьому водоносні горизонти, які є природними підземними резервуарами, в яких вода міститься до того моменту, коли вона перейде в поверхневі води озер і річок. Водоносні горизонти можуть бути величезними, простягатися на сотні кілометрів; обсяги води у таких горизонтах величезні.

За своєю якістю вода із наземних водосховищ відрізняється від підземних вод. У поверхневих водах завжди містяться різні суспензії, частина яких осідає на дно, інша ж залишається у воді. Крім того, у поверхневих водах, як правило, присутні органічні сполуки, що потрапляють туди з міськими та сільськогосподарськими стоками. Тому, якщо поверхневі води використовуються для питної мети, вони повинні проходити цикл повного очищення. Очищення поверхневих вод необхідне для видалення неприємного смаку, кольору та запаху, а також для того, щоб зробити воду прозорою та звільнити її від небезпечних хімічних сполук та хвороботворних організмів.

Вода, що витягується з водоносних горизонтів, набагато чистіша, особливо якщо цей горизонт довго не експлуатувався або не був сильно виснажений. У підземних водах, крім того, міститься багато розчинених мінеральних солей. У ґрунтових водах немає водоростей, оскільки вони позбавлені сонячного світла. Вода досягає водоносного горизонту, просочуючись через потужні шари ґрунту, вміст у ній бактерій та вірусів набагато нижчий, ніж у надземних водах. Однак для підземних вод характерний запах сірководню, що виникає в результаті розкладання бактеріями органічної речовини, що відбувається за відсутності кисню.

Ґрунтова вода може виявитися забрудненою хімічними речовинами, нафтопродуктами та мікроорганізмами, що знаходяться у значних кількостях на поверхні землі. Оскільки зміна води у водоносних горизонтах відбувається вкрай повільно, займаючи нерідко кілька століть, у ній можуть накопичуватися різні мікроорганізми та концентруватися хімічні елементи. Тому ґрунтові води можуть бути вкрай ненадійним джерелом питного водопостачання – потрапляння в них різних забруднювачів може зробити їх непридатними для цілих поколінь. Водосховища бувають двох типів: одноцільові та багатоцільові. Одноцільові водоймища виконують лише одну функцію, таку, наприклад, як зберігання державного запасу води. І функція ця порівняно проста – випускати тільки таку кількість води, яку необхідно. Державний запас води включає воду для пиття та побутових потреб, для промислових цілей, а також для поливу. Багатоцільові водосховища можуть бути різним цілям: і зберігання державного запасу води, іригація і судноплавство; вони можуть використовуватися також для організації відпочинку, для виробництва електроенергії, для захисту від повеней та для забезпечення природоохоронних заходів.

Іригаційна вода призначена для забезпечення врожаїв, її використання часто сезонне, з великими витратами у спеку року. Придатність річок для судноплавства може підтримуватись постійним скиданням води протягом року. Для виробництва електроенергії потрібні і постійні скидання води, і її високий рівень. Для захисту від повеней необхідно, щоб водосховище зберігалося наскільки це можливо, але не було повністю заповненим. Природоохоронні заходи передбачають скидання води під час її низького рівня, щоб захистити водні та навколоводні види рослин та тварин. Такі скидання води розбавляють стічні води, роблячи їх менш токсичними для біоти. Вони дозволяють також витіснити солону воду з естуаріїв, підтримуючи відповідне місце існування чисто естуарних видів.

Процеси у водосховищах, що використовуються для цих різноманітних цілей, набагато складніші, ніж процеси в одноцільових водосховищах, оскільки деякі з цих суперечать один одному. Водосховища можуть істотно впливати на довкілля.

Ґрунтові води виконують більш обмежений набір функцій, ніж поверхневі. У багатьох містах ґрунтові води є єдиним джерелом водопостачання. У сільських районах, де вартість будівництва та розширення водорозподільної системи дуже висока, люди для задоволення своїх потреб у воді користуються колодязями. Ґрунтові води використовуються також для зрошення; це звичайна практика в сільськогосподарських районах, де мало поверхневих вод або де будівництво зрошувальних каналів надто дороге.

Ґрунтові води виконують ще одну досить непомітну і остаточно ще неоцінену функцію. Вони підживлюють і часто не дають пересихати влітку струмкам і невеликим річкам, які можуть бути використані як джерело води.

Практично у світових ресурсах прісної води ресурси підземних вод набагато перевершують ресурси поверхневих (табл.1). Однак уявлення про необмежені їх запаси оманливе, тому що ґрунтові води накопичуються дуже повільно протягом сотень і навіть тисяч років. Швидкість вилучення грунтових вод відповідає швидкості припливу нових обсягів води; заповнення водоносного горизонту відбувається в результаті такої ж повільної постійної фільтрації, яка мала місце в минулому. Крім того, ґрунтові води на глибині понад 0,8 км часто містять занадто багато солей, щоб використовувати їх як воду для пиття та зрошення.

Використання ґрунтових вод дає споживачам цілу низку переваг. По-перше, оскільки ґрунтова вода часом розташовується поблизу пункту її використання, можна заощаджувати на прокладці труб, а нерідко і на вартості відкачування. По-друге, можна забезпечити стійкий вихід води протягом тривалого часу як у сухі, так і вологі сезони. Ця перевага, однак, може виявитися ілюзорною, якщо водоносний обрій виснажений послідовними надмірними відкачками. По-третє, у слаборозвинених районах ґрунтові води зазвичай не схильні до бактеріального, вірусного або хімічного забруднення.

Існують і винятки із цих загальних характеристик якості. Грунтова вода може виявитися забрудненою хімічними речовинами та мікроорганізмами. Якщо в ґрунтові води потраплять хвороботворні мікроорганізми, вони можуть залишатися там протягом життя багатьох поколінь, оскільки зміна води у водоносних горизонтах відбувається вкрай повільно, займаючи нерідко кілька сотень років. Іншим негативним фактором є те, що, у міру того як свердловини заглиблюються, кількість «смачної» води починає зменшуватися. Вода, що викачується з великих глибин, - це давня вода, яка розчиняла в собі мінеральні солі з ґрунту, можливо протягом тисячоліть. Ми називаємо такі насичені мінеральними солями води мінеральними. Якщо вміст солей високий, то вода не сприятиме збільшенню врожаїв і може навіть занапастити ґрунт і рослини.

Скільки води можна вилучати з водоносного горизонту, щоб не завдати шкоди її запасам? Як і у випадку з водоймищами, ця кількість залежить від надходження води у водоносний горизонт. Щорічний забір води не повинен перевищувати щорічне заповнення горизонту – якщо тільки споживачі води не хочуть, щоб обсяг води у водоносному горизонті почав скорочуватися. У деяких районах швидкість забору води перевищує швидкість її заповнення, і рівень води у водоносних горизонтах знижується. Відомо, що у пустельних областях дощі лише зрідка поповнюють водоносний обрій. Протягом багатьох років в результаті випаровування в атмосферу випаровується більша частина води з поверхні. Тільки особливо вологі роки води виявляється достатньо у тому, щоб її поповнювала водоносний горизонт. Оскільки водоносні горизонти відновлюються дуже повільно, здавалося б, розумно уникати будь-якого тривалого використання ґрунтових вод, коли вода забирається зі швидкістю, що перевищує швидкість її природного поповнення. Слід активно уникати зрошуваного землеробства, яким витрачаються грунтові води набагато швидше, ніж відбувається їх відновлення.

Незважаючи на те, що нових джерел води стає все менше, часто і зараз можна задовольнити потреби, що зростають, в ній. Один із очевидних способів цього – спонукати людей економити воду. Досягнути цього, зокрема, можна, підвищивши плату за воду, оскільки тоді люди шукатимуть способи її економії. Заощаджувати можна скрізь: у побуті, у промисловості та у сільському господарстві.

Є й інший спосіб задовольнити потреби у воді, що зростають, без створення нових джерел - це з'єднання і спільне використання вже існуючих систем. Необхідне комплексне використання ґрунтових та поверхневих вод. Оскільки запаси поверхневих вод менш постійні, як запаси грунтових, т. е. доступне кількість перших може змінюватися у час, грунтові води можуть використовуватися у тому, щоб “заповнювати” періоди нестачі води. Грунтові води компенсують нестачу поверхневих вод, стабілізуючи їх запас більш високому рівні без екстенсивного використання самих грунтових вод.

У багатьох районах часто можна створювати запаси води, не завдаючи при цьому значної шкоди природі; для цього необхідно планувати управління водними ресурсами, які координують дії водосховищ, що вже існують. Сучасна інженерна наука знайшла методи для того, щоб шляхом об'єднання керувати незалежними річковими системами таким чином, що вихід води з таких систем перевершував той, який виходить при їхньому незалежному використанні. Це означає, що резервуари, що утворюють систему, здатні стійко давати більше води, якщо спуск води з них синхронізований і об'єднаний, ніж, якби кожен із них керувався індивідуально. Створити об'єднані системи головних водних джерел району з метою запобігти можливим порушенням у водопостачанні. Якби комунікації було об'єднано, то райони, які мають надлишок води, могли б віддавати її частину тим районам, яким води не вистачило. З'єднання водосховищ у єдину систему та єдине управління ними - це нововведення, які можуть зберегти для майбутніх поколінь достатні запаси води, не вимагаючи нових джерел та нових гребель.

Було прийнято чимало проектів збільшення водопостачання, які передбачають будівництво нових гребель для створення запасів води та попередження повеней, нових каналів, гідроенергетичних установок, очищення водойм та перекидання води з одного району до іншого. Один із таких кроків - будівництво невеликих гребель на річках, що є власністю фермерів; Ставки, що утворюються в результаті цього, можна використовувати як джерело води для зрошення. У районах з пористим ґрунтом на приватних землях за допомогою гребель можуть бути побудовані системи ставків. Вода, фільтруючись через такий ґрунт, поповнюватиме запас ґрунтових вод під територією ферми. Канави, прориті впоперек напряму поточних поверхневих та ґрунтових вод, також можна використовувати для поповнення запасів ґрунтових вод.

Новою технологією, випробуваною поки що лише експериментально, є нагнітання стисненого повітря в свердловини для того, щоб "виштовхнути" воду з ненасиченої зони вниз, під рівень ґрунтових вод. Ця вода, що утримується капілярними силами у верхній ненасиченій зоні, зазвичай дуже повільно просочується до водоносного горизонту.

Законодавчою основою водного фонду Республіки Казахстан є водний кодекс РК, розглянемо деякі положення.

Стаття 6. Водні ресурси

Водні ресурси Республіки Казахстан є запасами поверхневих і підземних вод, зосереджених у водних об'єктах, які використовуються або можуть бути використані. Стаття 13. Підземні водні об'єкти

До підземних водних об'єктів належать:

1. водоносні зони, горизонти та комплекси гірських порід;

2. басейн підземних вод;

3. родовища та ділянки підземних вод;

4. природний вихід підземних вод суші чи під водою;

5. обводнені ділянки надр.

Стаття 34. Основні засади державного управління у сфері використання та охорони водного фонду, водопостачання та водовідведення. Державне управління у сфері використання та охорони водного фонду, водопостачання та водовідведення ґрунтується на принципах:

1. державного регулювання та контролю у сфері використання та охорони водного фонду, водопостачання та водовідведення;

2. стійкого водокористування - поєднання дбайливого, раціонального та комплексного використання та охорони вод;

3. створення оптимальних умов водокористування, збереження екологічної стійкості довкілля та санітарно-епідеміологічної безпеки населення;

4. басейнового управління;

5. поділу функцій державного контролю та управління в галузі використання та охорони водного фонду та функцій господарського використання водних ресурсів.

Стаття 35. Основні завдання державного управління у сфері використання та охорони водного фонду, водопостачання та водовідведення Основними завданнями державного управління у сфері використання та охорони водного фонду, водопостачання та водовідведення є:

1. аналіз та оцінка водозабезпечення галузей економіки, стану водопостачання та водовідведення населених пунктів, виявлення недоліків та визначення заходів щодо їх усунення;

2. визначення наявних обсягів водних ресурсів, їх якості та наявності прав користування ними;

3. розробка основних напрямів удосконалення технологій у галузі водопостачання, водовідведення та охорони вод;

4. прогноз та організація заходів щодо збільшення обсягів наявних водних ресурсів та раціонального перерозподілу їх для

покриття дефіциту води;

5. встановлення структури водокористування з розподілом водних ресурсів за пріоритетністю задоволення потреб у воді залежно від водності року;

6. лімітування водокористування та скидання зворотних вод на основі науково обґрунтованих нормативів;

7. планування та дотримання екологічних вимог;

8. контроль за кількісним та якісним станами водних об'єктів та режимом використання вод;

9. ефективне управління водними об'єктами та водогосподарськими спорудами, що перебувають у державній власності;

10. розвиток ринку водогосподарських послуг;

11. спільне з суміжними державами управління у сфері використання та охорони транскордонних вод;

12. розробка та реалізація галузевих (секторальних) та регіональних програм з гідромеліорації земель;

13. забезпечення безпеки водогосподарських систем та споруд;

14. контроль за станом водогосподарських систем та споруд, а також за їх відповідністю вимогам законодавства Республіки Казахстан.

Стаття 53. Виробничий контроль у сфері використання та охорони водного фонду.

1. Виробничий контроль у сфері використання та охорони водного фонду здійснюється на підставі правил первинного обліку вод, що затверджуються уповноваженим органом, за погодженням з уповноваженим державним органом у галузі охорони навколишнього середовища, уповноваженим органом у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення, уповноваженим державним органом у сфері промислової безпеки.

2. Виробничий контроль у сфері використання та охорони водного фонду забезпечується фізичними та юридичними особами, які здійснюють право спеціального водокористування.

3. Виробничий контроль у сфері використання та охорони водного фонду здійснюється на підставі приладів обліку вод, атестованих у порядку, встановленому Законом Республіки Казахстан “Про технічне регулювання.

Стаття 54. Державна експертиза у сфері використання та охорони водного фонду

1. У сфері використання та охорони водного фонду здійснюються такі види державної експертизи:

1.1 державна експертиза діяльності, що впливає стан водного об'єкта;

1.2 державна експертиза передпроектної та проектної документації на будівництво та реконструкцію, експлуатацію, консервацію та ліквідацію господарських та інших об'єктів, що впливають на стан водних об'єктів;

1.3 державна експертиза запасів підземних вод та геологічної інформації про підземні водні об'єкти;

1.4 державна експертиза відповідності водогосподарських та промислових гідротехнічних споруд вимогам надзвичайних ситуацій;

1.5 державні санітарно-епідеміологічна та екологічна експертизи.

2. Державна експертиза діяльності, що впливає на стан водного об'єкта, здійснюється для оцінки впливу даної діяльності на навколишнє середовище та прийнятих управлінських та господарських рішень. Державна експертиза діяльності, що впливає стан водного об'єкта, є обов'язковою.

3. Державна експертиза передпроектної та проектної документації на будівництво та реконструкцію, експлуатацію, консервацію та ліквідацію господарських та інших об'єктів, що впливають на стан водних об'єктів, здійснюється з метою перевірки її відповідності вихідним даним, технічним умовам та вимогам нормативних документів, затверджених уповноваженим державним органом справам архітектури, містобудування та будівництва та уповноваженим органом у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення.

4. Державна експертиза запасів підземних вод та геологічної інформації про підземні водні об'єкти здійснюється уповноваженим органом з вивчення та використання надр.

5. Державна експертиза відповідності водогосподарських та промислових гідротехнічних споруд вимогам надзвичайних ситуацій здійснюється уповноваженим органом у галузі надзвичайних ситуацій та уповноваженим органом у галузі промислової безпеки.

6. Державні санітарно-епідеміологічна та екологічна експертизи здійснюються відповідно уповноваженим органом у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення та уповноваженим державним органом у галузі охорони навколишнього середовища.

7. Порядок проведення державної експертизи визначається законодавством Республіки Казахстан.

Стаття 55. Екологічні вимоги щодо використання водних б'єктів та водогосподарських споруд

1. Розміщення підприємств та інших об'єктів (будівель, споруд, їх комплексів, комунікацій), що впливають на стан водних об'єктів, здійснюється з дотриманням екологічних вимог, умов та правил, охорони надр, санітарно-епідеміологічної, промислової безпеки, відтворення та раціонального використання водних ресурсів , і навіть з урахуванням екологічних наслідків діяльності зазначених об'єктів.

2. Будівництво, реконструкція (розширення, модернізація, технічне переозброєння, перепрофілювання), експлуатація, консервація, ліквідація (постутилізація) об'єктів, що впливають на стан водних об'єктів, здійснюються за наявності позитивного висновку уповноваженого державного органу в галузі охорони навколишнього середовища, уповноваженого органу та використання надр, уповноваженого органу у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення та уповноваженого органу у галузі промислової безпеки.

3. При виконанні будівельних робіт вживаються заходи щодо рекультивації земель, відтворення та раціонального використання водних ресурсів, благоустрою територій та оздоровлення навколишнього середовища.

Стаття 56. Вимоги щодо скорочення скидання забруднюючих речовин у водні об'єкти:

1. Використання та охорона водних ресурсів ґрунтуються на нормуванні забруднюючих речовин у точках скидання, на сукупному нормуванні водогосподарської діяльності всіх організацій у межах відповідного басейну, водотоку чи ділянки.

2. Вимоги до ступеня очищення та якості скиданих вод визначаються за напрямами можливого цільового використання водного об'єкта та обґрунтовуються розрахунками, та повинні враховувати реальний стан водного об'єкта, технічну та економічну можливості та строки досягнення запланованих показників.

3. Уповноважений орган спільно з уповноваженим органом з вивчення та використання надр та уповноваженим державним органом у галузі охорони навколишнього середовища для басейну кожного водного об'єкта зобов'язані розробляти цільові показники стану та критерії якості води.

4. Строки поетапного переходу на цільові показники стану водних об'єктів усередині басейну визначаються басейновими управліннями та територіальними органами уповноваженого органу з вивчення та використання надр та уповноваженого державного органу в галузі охорони навколишнього середовища на основі методики, затвердженої уповноваженим органом спільно з уповноваженим державою навколишнього середовища та уповноваженим органом з вивчення та використання надр.

Стаття 64. Види водокористування, права водокористування

1. Водокористування підрозділяється на загальне, спеціальне, відокремлене, спільне, первинне, вторинне, постійне та тимчасове.

2. Право загального водокористування для громадянина виникає з його народження і може бути відчужено за жодних обставин.

3. Право спеціального водокористування виникає з отримання дозволу, виданих у порядку, встановленому законодавством Республіки Казахстан.

Глава 16. Питне та господарсько-побутове водопостачання.

Стаття 90. Використання водних об'єктів та водогосподарських споруд для питного та господарсько-побутового водопостачання

1. Для питного та господарсько-побутового водопостачання надаються захищені від забруднення та засмічення поверхневі та підземні водні об'єкти та водогосподарські споруди, якість води в яких відповідає встановленим державним стандартам та гігієнічним нормативам.

2. Для забезпечення населення водою, придатною для питного водопостачання, у разі виникнення надзвичайних ситуацій природного та техногенного характеру здійснюється резервування джерел питного водопостачання на базі захищених від забруднення та засмічення підземних водних об'єктів. На резервованих джерелах водопостачання встановлюється спеціальний режим охорони та контролю за їх станом відповідно до водного та іншого законодавства Республіки Казахстан.

3. Безпека поверхневих та підземних вод для питного та господарсько-побутового водопостачання визначається уповноваженим органом у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення.

4. Віднесення водного об'єкта до джерел питного водопостачання здійснюється з урахуванням його надійності та можливості організації зон санітарної охорони у порядку, встановленому Урядом Республіки Казахстан.

5. На території, де відсутні поверхневі водні об'єкти, але є достатні запаси підземних вод питної якості, місцеві виконавчі органи області (міста республіканського значення, столиці) за погодженням з уповноваженим органом, уповноваженим органом у сфері санітарно-епідеміологічного благополуччя населення вивченню та використанню надр можуть при відповідному обґрунтуванні дозволяти використання цих вод для цілей, не пов'язаних з питним та господарсько-побутовим водопостачанням.

6. Водопостачання у районах міста, містах районного значення, селищах, аулах (селах) аульного (сільського) округу організовують якими даних територій.

Стаття 91. Централізоване питне та господарсько-побутове водопостачання населення

1. Централізоване питне та господарсько-побутове водопостачання населення здійснюється юридичними особами, які мають відповідну мережу водопроводів.

2. Юридичні особи, які здійснюють централізоване питне та господарсько-побутове водопостачання, зобов'язані організувати облік води, що забирається, вести регулярне спостереження за станом води в джерелах і системах водопостачання, негайно повідомляти місцеві представницькі та виконавчі органи області (міста республіканського значення, столиці), уповноважений орган , уповноваженому органу в галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення, уповноваженому державному органу в галузі охорони навколишнього середовища, уповноваженому органу з вивчення та використання надр про відхилення якості води в джерелах та системах водопостачання від встановлених державних стандартів та гігієнічних нормативів.

Стаття 92. Нецентралізоване питне та господарсько-побутове водопостачання населення

1. При нецентралізованому питному та господарсько-побутовому водопостачанні населення фізичні та юридичні особи мають право забирати воду безпосередньо з поверхневих та підземних водних об'єктів за наявності позитивного висновку уповноваженого органу в галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення загалом на ці водні об'єкти з обов'язковою реєстрацією виконавчих органах області (міста республіканського значення, столиці) у порядку, встановленому уповноваженим органом у сфері використання та охорони водного фонду. Нецентралізоване питне та господарсько-побутове водопостачання населення не вимагає отримання дозволу на спеціальне водокористування при заборі води з водних об'єктів обсягом до п'ятдесяти кубічних метрів на добу.

2. Забір води з поверхневих та підземних водних об'єктів при нецентралізованому питному та господарсько-побутовому водопостачанні населення провадиться відповідно до правил, затверджених місцевими представницькими органами області (міста республіканського значення, столиці), за поданням місцевих виконавчих органів області (міста республіканського значення, столиці) ), за погодженням з уповноваженим органом та уповноваженим органом у галузі санітарно-епідеміологічного благополуччя населення.

Стаття 93. Використання водних об'єктів оздоровчого призначення

1. Водні об'єкти, ресурси яких мають природні лікувальні властивості, а також сприятливі для лікувально-профілактичних цілей, належать до категорії оздоровчих та використовуються для цілей оздоровлення відповідно до законодавства Республіки Казахстан.

2. Перелік водних об'єктів оздоровчого призначення за поданням уповноваженого органу в галузі охорони здоров'я, уповноваженого органу, уповноваженого державного органу в галузі охорони навколишнього середовища, уповноваженого органу з вивчення та використання надр затверджується:

2.1 республіканського значення – Урядом Республіки Казахстан;

2.2 місцевого значення – місцевими виконавчими органами областей (міста республіканського значення, столиці).

2.3. Надання у користування водних об'єктів оздоровчого призначення здійснюється відповідно до цього Кодексу та законодавства Республіки Казахстан.

Стаття 95. Використання водних об'єктів та водогосподарських споруд для потреб сільського господарства

1. Використання водних об'єктів для потреб сільського господарства здійснюється у порядку загального та спеціального водокористування.

2. Первинні водокористувачі з урахуванням планів водокористування вторинних водокористувачів становлять щорічні заявки отримання обсягів води. Уповноважений орган з урахуванням прогнозованої водності року та на підставі заявок первинних водокористувачів встановлює для них ліміти водокористування. Обсяги постачання води для вторинних водокористувачів визначаються договорами, укладеними між первинними та вторинними водокористувачами, з урахуванням встановлених лімітів.

3. Фізичні та юридичні особи, які мають водогосподарські споруди для накопичення талих, зливових та паводкових вод з метою використання їх для потреб сільського господарства, повинні мати дозвіл уповноваженого органу.

4. Використання поверхневих та підземних водних об'єктів для обводнення пасовищ здійснюється у порядку спеціального водокористування.

5. Використання водних об'єктів для водопою худоби допускається поза зоною санітарної охорони та за наявності водопійних майданчиків та інших пристроїв, що запобігають забрудненню та засміченню водних об'єктів у порядку загального водокористування.

6. Фізичним особам, які ведуть особисте підсобне господарство, що займаються садівництвом та городництвом, виділяється вода для поливу у порядку спеціального водокористування відповідно до встановлених лімітів. За відсутності достатніх водних ресурсів, вода для поливу може бути виділена за рахунок перерозподілу лімітів інших водокористувачів.

7. Зрошення, осушення, промивання засолених ґрунтів та інші меліоративні роботи повинні здійснюватись у комплексі з природоохоронними заходами. Моніторинг та оцінка меліоративного стану зрошуваних земель проводяться спеціалізованими державними установами за рахунок бюджетних коштів.

Науково-методичне обґрунтування.

Вода є одним з найважливіших елементів зовнішнього середовища, необхідним для життя людини, тварин і рослин. Вода бере участь у освіті структурних елементів тіла людини, необхідна нормального перебігу фізіологічних процесів, теплового балансу із довкіллям. Втрата води в кількості 10% маси тіла призводить до помітного порушення обміну речовин, втрата в кількості 15-20% при температурі повітря вище 300 є вже смертельною, а втрата в кількості 25% смертельна і при нижчих температурах повітря (Е. Адольф) .

Окрім задоволення фізіологічних потреб, значна кількість води витрачається на гігієнічні, господарсько-побутові та виробничі потреби.

Вода завжди розглядалася як важливий чинник передачі багатьох інфекційних захворювань.

Вода може виконувати свою гігієнічну роль лише в тому випадку, якщо вона має необхідну якість, яка характеризується її органолептичними властивостями, хімічним складом та характером мікрофлори.

У Гомельській області, наприклад, налічується понад 2 тисячі джерел централізованого водопостачання, і лише зі 188 (9%) джерел вода не потребує додаткового очищення.

Основними інгредієнтами забруднення питної води біля області є залізо, марганець, солі, формують загальну жорсткість, нітрати.

Воду, що не задовольняє гігієнічним вимогам, необхідно обробляти для приведення її якості у відповідність до вимог СанПіНу.

СТАН ДЖЕРЕЛ ПРІСНОЇ ВОДИ НА ПЛАНЕТІ

Перед прісних вод припадає близько 3,5% загального обсягу води Землі. З них річкові води мають загальний об'єм 1,2 х 10 3 км 3 , підземні – 6 х 10 4 км 3 , озера та водосховища – 230 х 10 3 км 3 , ґрунтова вода – 82 х 10 3 км 3 .

Традиційно люди отримують більшу частину прісної води для домашнього господарства, промисловості та зрошення з поверхневих водойм. Щоб забезпечити більш стабільне водопостачання, будують греблі, створюють водосховища, проводять зрошувальні канали.

Кожне місто по черзі бере воду з річки, очищає її, використовує, щоб змити чергову партію відходів, і скидає назад у річку, часто після мінімальної обробки. Таким чином, кожне наступне місто має боротися все з великим забрудненням води, і, природно, від цього страждає водоймище як екосистема. Промислові відходи посилюють це становище, т.к. великі промислові підприємства, зазвичай, розташовані на великих річках, озерах, затоках.

Потреби у прісній воді постійно зростають. Але чим більше брати води, тим сильніше відбуватиметься падіння її рівня у водоймі, і, особливо, через безповоротне водоспоживання (тобто зрошення), т.к. вода повертається в атмосферу за рахунок випаровування і на якийсь час губиться для даної водойми.

Вважається, що не можна використати понад 30% середньорічного річкового стоку. На ряді річок водозабір перевищує 90% середньорічного стоку, тому хронічний недолік води неминучий.

Щоб збільшити водозабір, залишається інтенсивніше використовувати ґрунтові води. В даний час споживання ґрунтових вод також перевищує за швидкістю поповнення їх запасів, внаслідок чого рівень ґрунтових вод падає. А це, у свою чергу, впливає на поверхневі водоймища, тому що вони живляться за рахунок джерел, що є вихід ґрунтових вод на поверхню.

Коли рівень ґрунтових вод падає, може відбуватися поступове опускання поверхні суші, зване просіданням ґрунту. Часом ця просідання може бути раптовою, що веде до катастрофічних наслідків.

Через виснаження ґрунтових вод виникає ще одна проблема – підтікання солоної води до прісних водойм у приморських районах.

Ґрунтові води мають гарну якість і без додаткового очищення задовольняють вимогам стандарту з питної води. Тепер же випадки забруднення високоякісних ґрунтових вод отруйними речовинами, патогенними мікроорганізмами стають дедалі частішими. Забруднення ґрунтових вод – це одна з екологічних проблем ХХ століття.

Зупинимося коротко на основних чинниках та джерелах екологічного неблагополуччя гідросфери.

Атмосферні води.

Усі складові біосфери мають тісний взаємозв'язок. Екологічний стан гідросфери безпосередньо з екологічним станом атмосфери і літосфери.

Більшість забруднюючих речовин із атмосфери і літосфери виявляються зрештою рідкій фазі, тобто. у складі гідросфери, а через неї впливають на всі рівні живого.

Склад дощової води, що поповнює прісні водоймища, впливає на водні екосистеми, а залежить склад опадів стану атмосфери.

Відомі такі розрахунки: 1 дощова крапля вагою 50 мг, падаючи з висоти 1 км, омиває 16 л повітря. Отже, різні забруднюючі речовини легко вимиватимуться з повітря. Прикладом цього є вимивання радіоактивних речовин з атмосфери, що призвело до плямистого забруднення території нашої республіки після аварії на ЧАЕС. Багато газоподібних сполук, розчиняючись в атмосферній волозі, формують кислотні опади, які порушують екологічну рівновагу і наземних і водних екосистем.

Вода, що падає на землю у вигляді опадів, може вбиратися в грунт, або стікати по ній. Попадаючи на поверхню землі, дощова вода захоплює частинки грунту, розчинені хімікати, детріт з мікроорганізмами, що їм харчуються. Тому поверхневий стік може бути дуже забруднений. Більшість води вбирається в грунт. Частинки бруду, детрит та мікроорганізми відфільтровуються з неї. Однак, розчинені хімічні сполуки не затримуються ґрунтом, а забираються водою. Отже, будь-яка хімічна речовина, застосована, розміщена, розлита, розсипана на землі або потрапила в неї, може забруднити ґрунтові води.

Ось чому хімічний склад прісної води залежить від фізико-географічних особливостей місцевості (характеру ґрунту, ґрунту, особливостей водообміну та екологічного благополуччя об'єктів навколишнього середовища).

ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДЖЕРЕЛОВ ВОДОПОСТАЧАННЯ

Одним з основних важливих питань гігієни питної води є вибір вододжерела. Цей вибір проводиться шляхом техніко-економічного порівняння варіантів джерел водопостачання, якими можуть бути атмосферні, підземні та поверхневі.

Атмосферні води, дуже слабко мініралізовані, дуже м'які, містять мало органічних речовин та вільні від патогенних бактерій. Надалі на якість води впливає спосіб збирання та зберігання.

Підземні води, придатні з метою питного водопостачання, залягають глибині трохи більше 250 - 300 м. За умовами залягання розрізняють верховодку, ґрунтові та міжпластові води, значновідрізняються один від одного за гігієнічними характеристиками.

Підземні води, що залягають найближче до земної поверхні, називаються верхівкою. Внаслідок поверхневого залягання, відсутності водостійкої покрівлі та малого обсягу верхівка легко забруднюється, як правило, у санітарному відношенні вона ненадійна і не може вважатися добрим джерелом водопостачання.

Ґрунтові води – води першого від поверхні землі постійно існуючого водоносного горизонту. Вони не мають захисту із водотривких шарів; область живлення ґрунтових вод збігається з областю їхнього поширення.

Ґрунтові води характеризуються дуже непостійним режимом, який цілком залежить від гідрометеорологічних факторів, частоти випадання та опадів. Внаслідок цього є значні сезонні коливання рівня стояння, хімічного та бактеріального складу ґрунтових вод. Запас їх поповнюється з допомогою інфільтрації атмосферних опадів чи води річок природи високого рівня. У процесі інфільтрації вода значною мірою звільняється від органічного та бактеріального забруднення; при цьому погіршується та її органолептичні властивості. Використовуються ґрунтові води головним чином сільській місцевості при організації колодязного водопостачання.

Міжпластові підземні водизалягають між водотривкими шарами і в залежності від умов залягання можуть бути напірними або безнапірними. Міжпластові води відрізняються від ґрунтових невисокою температурою (5-12 0), сталістю складу. Зазвичай вони прозорі, безбарвні, позбавлені запаху і присмаку.

Завдяки тривалій фільтрації та наявності водостійкої покрівлі, що захищає міжпластові води від забруднення, останні відрізняються майже повною відсутністю мікроорганізмів і можуть використовуватися для пиття в сирому вигляді. Видобуваються міжпластові води шляхом влаштування глибоких трубчастих і, рідше, шахтних колодязів.

Постійний і великий дебіт (від 1 до 200 м 3 /год) та хороші якості води дозволяють розглядати міжпластові водоносні горизонти як найкраще джерело водопостачання для невеликих та середніх водопроводів, більшість яких подає воду населенню без очищення.

Джерела. Підземні води можуть самостійно виходити поверхню землі. У разі вони звуться джерел, у тому числі утворюються ключі чи струмки.

Поверхневі водистікають по природних ухилах до більш знижених місць, утворюючи проточні та непроточні водоймища: струмки, річки, проточні та непроточні озера. Відкриті водоймища живляться не лише атмосферними, а й частково підземними водами.

Відкриті водойми схильні до забруднення ззовні, тому з епідеміологічної точки зору всі відкриті водойми в більшій чи меншій мірі потенційно небезпечні. Особливо сильно забруднюється вода у ділянках водоймища, що лежать біля населених пунктів та у місцях спуску стічних вод.

При необхідності використовувати відкриту водойму для водопостачання

слід, по-перше, віддати перевагу великим і проточним незарегульованим водойм, по-друге, охороняти водойму від забруднення побутовими та промисловими стічними водами і, по-третє, надійно знезаражувати воду.

У зв'язку з викладеними про гігієнічну характеристику вододжерел різного походження ДЕРЖСТАНДАРТ передбачає при виборі джерел водопостачання в першу чергу орієнтуватися на напірні, міжпластові-артезіанські води. При неможливості їх використання вишукують інші у такому порядку: а) міжпластові напірні води, у тому числі джерельні; б) ґрунтові води; в) відкриті водойми.

САНІТАРНА ОХОРОНА ДЖЕРЕЛОВ ВОДОПОСТАЧАННЯ.

З метою охорони джерел водопостачання від забруднення організуються зони санітарної охорони (ЗСО), які мають три пояси.

Перший пояс ЗСО підземних та поверхневих джерел водопостачання та водопровідних споруд встановлюється з метою усунення можливості випадкового чи умисного забруднення води джерела у місці знаходження водозабірних та водопровідних споруд. Водозабори підземних вод повинні розташовуватися, як правило, поза територією промислових підприємств та житлової забудови. Перший пояс ЗСО встановлюється на відстані не менше ніж 30 м від водозабору - при використанні захищених підземних вод і на відстані не менше ніж 50 м - при використанні недостатньо захищених підземних вод. При використанні групи підземних водозаборів, межа першого поясу повинна знаходитися на відстані не менше 30 м та 50 м відповідно від крайніх свердловин (або шахтних колодязів).

Кордон другого пояса ЗСО визначається гідродинамічними розрахунками, виходячи з умов, що якщо за її межами у водонасосний горизонт надійдуть мікробні /нестабільні/ забруднення, то вони не досягають водозабору. Для ефективного захисту підземного джерела водопостачання від мікробного (нестабільного) забруднення необхідно, щоб розрахунковий час просування забруднення з підземними водами від кордонів другого пояса до водозабору було достатньо втрати життєздатності і вірулентності патогенних мікроорганізмів, тобто. для ефективного самоочищення.

Кордон третього поясу ЗСО визначається гідродинамічними розрахунками, виходячи з умови, що якщо за її межами у водонасосній горі-

парасолька надійдуть хімічні (стабільні) забруднення, вони або не досягають водозабору, переміщаючись з підземними водами поза сферою живлення, або досягають водозабору, але не раніше розрахункового часу.

Схема водопостачання визначає взаємне, технологічно ув'язане розташування споруд системи водопостачання та порядок подачі води від джерела та споживання. Вибір схеми залежить від джерела водопостачання, вимог до кількості та якості води, надійності та живучості системи водопостачання, рельєфу місцевості та інших особливостей.

Питна вода завжди повинна бути безпечною в епідемічному відношенні, нешкідливою за хімічним складом і мати сприятливі оганолептичні властивості, тобто. має задовольняти гігієнічним вимогам ГОСТ 2874-82 "Вода питна".

2. Гігієнічні вимоги до якості питної води (централізоване водопостачання):

Відповідати всім органолептичним властивостям: бути прозорою, безбарвною, без присмаків, без запахів, не містити видимих ​​домішок, опадів.

Вода має бути нешкідливою за хімічним складом, не містити канцерогенні, радіоактивні та шкідливі хімічні речовини.

Вода повинна бути безпечною в епідемічному та радіаційному відношенні, не містити патогенних бактерій, вірусів, найпростіших, яєць гельмінтів, відповідати за показниками  та β активності.

При децентралізованому водопостачанні допускаються органолептичні властивості до 3 балів, нітратів не більше 45 мг/л, кількість бактерій групи кишкової палички (колі-індекс) за кількістю БГКП 1000 мл води не більше 10.

Основними джерелами забруднення вод у нас є Жлобинський металургійний завод БМЗ, Речицький гідролізний завод. Контролює якість води – Гомельський водоканал.

Нерідко за допомогою того самого методу можна вирішувати кілька завдань поліпшення якості води. Наприклад, методом фільтрування можна досягти освітлення води, часткового знезараження, знешкодження тощо.

Освітлення та знебарвлення води полягає у звільненні її від речовин, що зумовлюють каламутність та кольоровість. Це досягається методами відстоювання, фільтрування через пористі матеріали та коагулювання. Найчастіше ці методи застосовують у комбінації друг з одним. Наприклад, відстоювання з фільтруванням або коагулювання з відстоюванням та фільтруванням.

У складі більшості очисних споруд водопровідних станцій є спеціальні споруди, які називаються відстійниками. По структурі потоку відстійники умовно поділяють на горизонтальні, радіальні та вертикальні. Води в них рухаються з дуже малою швидкістю, завдяки чому створюються умови для осідання багатьох частинок певної міри дисперсності та частки. При цьому дрібні частинки нерідко агломерують (укрупняються) і також набувають здатності до осідання. Для прискорення цього процесу в деяких відстійниках влаштовують так звані модулі, які є системою паралельних полиць (кожна висотою 20-40 см), що забезпечують скорочення шляху руху частинок до дна полиці, що істотно збільшує пропускну здатність відстійників.

При тривалому відстоюванні, яке нерідко має місце в природних умовах (стави, водосховища), спостерігається не тільки збільшення прозорості, а й знижується і кольоровість, а також кількість мікроорганізмів (за Хлопіном на 75–90 %).

Процес фільтрування води полягає в пропусканні її через якийсь пористий або дрібнозернистий матеріал. Як фільтруючий матеріал використовуються пісок, вугілля, шлак, антрацитова крихта, тирсу, тканина, фарфор і т.п.

На поверхні фільтра та частково в товщі відбувається затримка завислих речовин, деякої частини мікроорганізмів та залежно від природи фільтруючого матеріалу – сорбція хімічних речовин.