Текст книги "Все, что нужно знать об устройстве колодца"

Что нужно знать об устройстве колодца

Как устроить колодец

Проблема дефицита пресной воды

Везде, где живет человек, должна быть вода. Вода незаменима и является первостепенным элементом его жизнеобеспечения, здоровья и комфорта. Несмотря на то, что водой покрыто почти три четверти земной поверхности, обеспечение пресной водой достойного качества становится серьезной проблемой. В ближайшие десятилетия человечество может столкнуться с серьезнейшим кризисом, вызванным недостатком питьевой воды. Этот кризис будет настолько серьезен, что сможет угрожать человеческой цивилизации. Пресная вода составляет лишь 3 % от общего количества водных ресурсов, доля легко доступной воды составляет лишь 2 %.

В настоящее время люди уже используют более 50 % годной к употреблению, возобновляемой пресной воды. К 2025 году этот показатель может составить почти 70 %. Ежегодно население планеты увеличивается на 85 млн. человек. Потребление воды также возрастает. Каждые два десятилетия оно удваивается. Промышленное производство, экологическое загрязнение, уничтожение лесов и другие подобные процессы уменьшают запасы воды. Примерно 10 % всех жидких отходов попадают в реки и озера, используемые для забора питьевой воды.

Каждому третьему городскому жителю в мире либо недостает воды, либо она низкого качества. От недостатка воды каждый год погибает 3,4 млн человек. Особенно нуждаются в воде Ближний Восток, Мексика, Северный Китай, страны Северной Африки, Южно-Восточной Азии и ряд государств СНГ, особенно Молдова и Туркмения. Более 20 млн. человек страдают от отсутствия необходимого количества воды в европейских странах.

Питьевая вода становится источником огромных доходов. Некоторые аналитики считают, что прибыль компаний, занимающихся продажей питьевой воды, сегодня достигает 40 % от прибыли нефтяных компаний, превышает прибыльность фармацевтической индустрии и достигает одного триллиона долларов США в год. При этом лишь 5 % мировых водных ресурсов сегодня находится в частных компаниях.

Мировой рынок питьевой воды контролируют десять больших корпораций. Продажа воды в бутылках является предметом наиболее быстрорастущего бизнеса в мире. Ежегодно продается более 90 млрд. литров бутилированной воды. Для доставки питьевой воды сегодня планируется строить гигантские водопроводные линии, наподобие нефтепроводов. Один из таких проектов предусматривает переброску питьевой воды из Канады в Мексику и южные штаты США.

Водоснабжение загородного дома

Уровень современных требований к водоснабжению дома существенно вырос, качество воды в большинстве колодцев уже не то, что было раньше. Очень остро проблема качественной воды стоит и для России. В настоящее время водоснабжение современного индивидуального дома представляет сложную инженерную задачу, над решением которой работают многие научные и конструкторские коллективы. По степени удобств и комфорта современные загородные и сельские дома не уступают, а в некоторых случаях и превосходят, городскую квартиру. Для этого используют оборудование, при помощи которого вода из любого источника подается беспрерывно и с необходимым давлением.

В последние годы в индивидуальных хозяйствах получили широкое распространение малогабаритные бытовые насосные системы. Особенно хорошо они зарекомендовали себя там, где невозможно подключение к общей водопроводной сети или где большое значение придается наличию собственной системы водоснабжения. В поисках воды высокого качества скважины бурят все глубже и глубже, туда, где артезианские водоносные горизонты находятся под водонепроницаемыми древними глинами. Для тех, кто не имеет возможности позволить себе бурение артезианской скважины, промышленность выпускает множество очистных установок, позволяющих сделать воду безопасной для здоровья. По данным ВОЗ 80 % заболеваний на планете вызвано некачественной питьевой водой. Стало понятно давно, что вода – это основа здоровья, поэтому лучше употреблять ее профильтрованной. Чистая вода лучше усваивается организмом.

Особенно много воды нужно владельцам собственных домов, садоводам и огородникам. Поэтому важнейшей частью благоустройства жилого дома является водоснабжение и отведение сточных вод. При проектировании водоснабжения любого объекта необходимо предусматривать прогрессивные технические решения, механизацию трудоемких работ и индивидуализацию строительно-монтажных работ. Технические решения, принимаемые в проектах, следует обосновывать на анализе показателей возможных вариантов. Оптимальный вариант определяется наименьшей величиной затрат с учетом сокращения расходов материальных средств, трудозатрат, топлива и электроэнергии.

К сожалению, прошло то время, когда можно было пить из любого источника, не задумываясь о том, сколько вредных веществ находится в его воде. Не так давно даже трудно было предположить, что питьевая вода станет дефицитом. Порой для владельцев загородных домов вода становится огромной проблемой, так как сети централизованного водоснабжения, как правило, проходят далеко от участков загородной застройки. Водоснабжение для них может быть водопроводными или из колодца. Колодцы устраивают обычно на наиболее высоком месте усадьбы, на расстоянии около 30 м от местной канализации, хозяйственных помещений, животноводческих ферм, выгребной ямы и т. д.

Свойства и качества воды

Пригодная для питья вода, может быть водопроводной, дождевой, речной, колодезной, родниковой, озерной. Ее химический состав является достоянием природы конкретной местности и геологической породы. Качество питьевой определяется ее органолептическими свойствами: прозрачностью, температурой, цветом, запахом, вкусом, жесткостью. Примеси, содержащиеся в воде, могут быть полезными и вредными. Полезные вещества необходимо сохранять, независимо от способа очистки воды. К ним относятся соли калия, натрия, кальция и магния. На российских землях большинство подземных вод обладают жесткостью и содержат повышенную концентрацию железа и марганца.

Загрязненная вода содержит пестициды, гербициды, нитраты, нитриты, фенол, бензол, тяжелые металлы. В настоящее время в питьевой воде содержится до двух граммов минеральных веществ на один литр. Большое значение имеют вещества, присутствующие в малых концентрациях, но играющие большую роль во многих физиологических процессах организма. Например, длительное употребление питьевой воды, где содержится менее 0,6 мг/л фтора, ведет к развитию кариеса зубов, а если более 1,5 мг/л ведет к флюорозу – пятнистости зубов.

Тяжелые металлы и радиоактивные частицы приводят к более сложным заболеваниям. Повышенное содержание железа и марганца вызывает нарушение функции печени, желудочно-кишечного тракта, негативно действует на ферментные системы мозга. На первый взгляд такая вода кажется чистой, но достаточно ей немного постоять, как в емкости виден осадок бурого цвета. Такая вода выводит из строя бытовую технику.

Для человека важно не только количество питьевой воды, но и ее качество. Чтобы избежать опасности, которую может таить в себе некачественная вода, на питьевую воду разработаны стандарты, определяющие ее основные качества: цвет, вкус, запах и бактериальный состав. В настоящее время из-за развития промышленности, увеличения числа автомобилей, а также из-за нехватки средств и решение экологических проблем происходит необратимый процесс загрязнения окружающей среды, воды. Такой чистоты и вкуса, какой она была раньше, уже практически нет. Поэтому при использовании воды из индивидуальных источников водоснабжения – колодца или скважины возникает вопрос о ее качестве и соответствии действующим нормативам. Практика показывает, что такая вода довольно часто этим стандартам и требованиям не соответствует.

В случаях несоответствия воды современным нормам, стандартам и требованиям необходимо использовать устройства как для доочистки водопроводной воды, которая прошла предварительную очистку на специальных очистных сооружениях, так и для очистки воды добываемой из колодца, скважины и др. Вода, пригодная для употребления внутрь, должна отвечать критериям качества – быть безопасной для здоровья и приятной на вкус. В мировой практике эти критерии утверждены Европейским сообществом и приняты в каждой из стран. В нашей стране действует ГОСТ «Вода питьевая», согласно которому соответствующие службы обязаны следить за качеством питьевой воды. На данный момент качество нашей воды отстает от европейского. Так, почти во всем мире отказались от хлорирования воды, однако в России оно по-прежнему популярно.

Чем определяется качество воды, добытой из природных источников? Качество воды, добытой из природных источников, определяется содержанием различных примесей органического и минерального происхождения, наличием микроорганизмов. Эти примеси могут содержаться в воде в виде растворенных или нерастворенных частиц. К числу наиболее часто встречающихся проблем с водой, относят следующие: наличие нерастворимых механических примесей; необходимость корректировки рН; растворенные в воде железо и марганец; жесткость; наличие привкуса, цветности, запаха. Наиболее частым загрязнителем является железо. Оно окрашивает воду в неприятные желто-коричневые тона и делает ее порой непригодной к употреблению.

Однако вода в колодце или колонке может быть с оттенком из-за состава почвы. Желтоватый или красноватый оттенок может придавать железо из-за его содержания в глиноземе. Пить такую воду неприятно, но здоровью это практически не повредит. Гораздо опаснее невидимые глазу микробы, бактерии, канцерогенные и токсичные соединения. Плохой запах может свидетельствовать о ее загрязнении вирусами и бактериями.

Чтобы обезвредить бактерии и микробы перед подачей воды в централизованную систему водоснабжения – водопровод, воду хлорируют. Тем не менее, это часто не спасает. Вредные вещества могут проникнуть через сгнившие трубы или во время аварий. Кроме этого, при хлорировании уничтожаются бактерии, но при этом образуются не менее опасные канцерогенные вещества. Канцерогенные вещества (хлорорганика) постепенно накапливаются в организме, провоцируя перерождение тканей, развитие раковых опухолей и мутацию генов. Некоторые примеси из водопроводной воды осаждают при помощи солей алюминия. Однако сам алюминий частично выпадает в осадок, а частично остается. И если в природной воде его нет, то в водопроводной он есть почти всегда. Между тем установлено, что алюминий вызывает поражения мозга.

В воде часто находятся нефтепродукты и токсичные металлы (хром, кадмий, никель, бериллий и др.). Отходы производства попадают в реки, озера, а подземные воды и устаревшие очистные установки с ними не справляются. Вредные соединения постепенно ослабляют иммунитет, во много раз повышая угрозу злокачественных опухолей. Качество потребляемой воды должно определяться физико-химическими и бактериологическими анализами.

Отбор проб для бактериологических и физико-химических анализов осуществляется по установленным правилам. Чтобы правильно отобрать пробу необходимо:

пластиковая емкость 1,5 л из под простой воды (несладкой и неминеральной);

пролить воду из крана в течение 10–15 минут;

тщательно сполоснуть емкость испытуемой водой;

заполнить емкость полностью, исключив доступ воздуха.

Производить анализ воды необходимо в лаборатории, которая оснащена современными приборами и анализаторами. Все методики определения отдельных показателей воды должны быть аттестованы Госстандартом РФ. В лабораторию доставляют воду в тот же день, а если такой возможности нет, ее хранят в холодильнике. Предельно допустимые концентрации (ПДК) элементов и классы качества воды приведены в таблицах 2 и 3. (рис. 46а, 46б).

Допустимое содержание в воде отдельных химических элементов и соединений зависит от того, для каких целей вода используется. Общее количество минеральных и органических веществ, содержащихся в воде в растворенном и коллоидальном состоянии, характеризуется сухим остатком.

Сухой остаток получается в результате выпаривания профильтрованной воды и просушки остатка до постоянного веса. Опыт работы лабораторий по анализу качества воды показал, что к наиболее распространенным загрязнителями воды являются железо, марганец, сульфиды, фториды, соли кальция и магния, органические соединения и др.

Некоторые компоненты в случае их содержания в воде выше нормы, могут придавать воде следующие отрицательные свойства:

содержащееся в воде железо (более 0,3 мг/л) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение;

употребление для питья с содержанием железа выше норматива может привести к заболеваниям печени, аллергическим реакциям и др.;

повышенное содержание марганца в воде оказывает мутагенное действие на человека. При уровне в воде, превышающем 0,1 мг/л, марганец приводит к появлению пятен на белье, сантехническом оборудовании, неприятному привкусу напитков и другим отрицательных явлениям.

Химический состав воды характеризуется также активной реакцией – величиной рН, которая показывает степень кислотности или щелочности воды. При рН = 7 вода имеет нейтральную реакцию, при рН больше 7 – щелочную, при рН меньше 7 – кислотную. Оптимальный физиологический уровень жесткости составляет 3,0–3,5 мг-экв/л. Жесткость выше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, мешает работе бытовых приборов.

Согласно инструкции по эксплуатации бытовой техники жесткость воды не должна превышать 1,5–2,0 мг-экв/л. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях. Существует такой показатель как пермаганатная окисляемость, норматив которой 5 мг О2/л, не более. Это общая концентрация кислорода, соответствующая количеству иона перманганата (MnOH), потребляемому при обработке данным окислителем пробы воды, который характеризует меру наличия в воде органических (бензин, керосин, фенолы, пестициды, гербициды, ксилолы, толуол, бензол) и окисляемых неорганических веществ (соли железа 2+), нитриты, сероводород.

Органические вещества, обуславливающие повышенное значение перманганатной окисляемости, отрицательно влияют на печень, почки, репродуктивную функцию, центральную нервную и иммунные системы человека. Вода, имеющая перманганатную окисляемость выше норматива, не рекомендуется к употреблению. Наличие в воде сульфидов (сероводорода) придает воде неприятный запах, вызывает развитие серобактерий. Сульфиды оказывают токсическое действие и вызывают раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов.

Содержание фторидов в питьевой воде выше санитарных норм (не более 15 мг/л) оказывает вредное воздействие на здоровье. В последние годы российский рынок заполнили предложения различных фирм по продаже и сервисному обслуживанию бытовых очистных установок. Среди этих фирм очень много таких, которые занимаются только посреднической деятельностью и не имеют в своем штате квалифицированных специалистов, а также необходимого оборудования для качественной проверки воды. Доверить эту ответственную задачу можно только квалифицированным специалистам, так как для определения окончательного результата вода должна пройти тестирование не менее чем по 25 показателям. Если эти показатели будут отвечать европейским стандартам, можно будет считать питьевую воду хорошего качества.

Вода обладает рядом важных свойств, влияющих на физико-химические и биологические процессы, протекающие в организме человека и растений. К таким свойствам относят следующие показатели:

теплоемкость;

температура испарения;

поверхностное натяжение;

растворяющая способность;

диэлектрическая проницаемость;

прозрачность;

жесткость и др.

Огромное значение имеет взаимодействие воды с сопредельными природными средствами, что может вызвать растворение в ней ряда химических веществ, в том числе и патогенных микроорганизмов, которые могут оказать как благотворное, так и отрицательное влияние на человека и растительность. Качественную, чистую, вкусную воду, которая окажется полезной для здоровья и приятной на вкус, можно найти лишь зная основы гидрогеологии.

Вода образуется от осадков, выпадающих на землю из атмосферы (рис. 47). Осадки бывают в виде дождя, снега, града, инея, росы. Возникают они в результате испарения влаги из озер, рек, ручейков, болот, из почвы земли – грунта. Поэтому воду, которую добывают из глубины земли, называют грунтовой. Активность испарения зависит от температуры воздуха. Чем выше температура, тем больше испарения и чем ниже температура воздуха, тем они меньше.

Вода в природе находится в непрерывном движении, постоянно происходит водообмен между различными частями гидросферы. Запас воды непрерывно возобновляется благодаря ее мировому круговороту. Скорость этого процесса очень различна. Воды Мирового океана обновляются за 2 млн. лет, почвенная влага примерно за год, вода в реках – за 12 суток (30 раз в год), пары в атмосфере – за 9 суток (40 раз в год) (рис. 47 а).

При испарении воды образуются мельчайшие капельки, которые, проходя через загрязненный воздух, загрязняются микроорганизмами, вызывающими заболевания людей и животных. Неверно утверждать, что атмосферная вода чиста и безопасна. Солей в такой воде почти нет, а если они и имеются, то в очень малых количествах, поэтому атмосферная вода мягкая. Атмосферная вода проникает через водопроницаемые грунты на различную глубину до тех пор, пока не достигнет водоупорного горизонта, состоящего в основном из толстого слоя плотных жирных глинистых отложений. Если эти отложения имеют уклон, то грунтовая вода стекает в более низкие места, образуя ручьи, речки, реки, озера и т. д.

В зависимости от формы водоупорного горизонта вода накапливается в малом или большом объеме, образуя водоносный горизонт, который может быть с примесью песка, земли, частиц глины, гравия и др. Количество водоносных горизонтов в одном и том же месте зависит от строения земли или грунта. Водоносные горизонты находятся на разной глубине от поверхности земли и, чтобы достать из них воду, сооружают колодцы.

Чем глубже проникает атмосферная вода в грунт, тем она чище, но если грунт местами загрязнен, то и вода, проходя через такие участки загрязняется. Поэтому колодцы необходимо строить как можно дальше от мест содержания животных, навозных куч и т. д. В зависимости от глубины залегания в земле вода бывает: верховодка – залегает на глубине до 4 м, почвенная – до 10 м, грунтовая – до 40 м, артезианская – более 40 м. Во многих местах глубина буровых или шахтных колодцев достигает сотен метров.

Если вода находится ниже точки промерзания грунта она практически пригодна для употребления без специальной очистки, имеет приятный вкус и ее температура не изменяется от погодных условий.

Атмосферная вода в основном является химически чистой, не содержит минеральные соли, почти не содержит микроорганизмы, насыщена исключительно газами. При прохождении через грунт состав атмосферной воды очень изменяется. Это зависит от слоев грунта, через которые она проходит. Вместе с атмосферной водой в грунт проникают аммиак, соли калия, фосфорная кислота и т. д. Из грунта вода поглощает углекислоту и тем самым становится способной растворять по пути своего движения минеральные соли. Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для определенного вида породы. Так, при движении через известковые породы вода становится известковой, через доломитовые – магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, обычная питьевая вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

Вода бывает жесткой и мягкой. Жесткая вода имеет много минеральных солей, от которых на стенках посуды образуется накипь – каменная соль. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются овощи, особенно бобовые. Если в 100 г воды содержится 1 мг извести (1 г = 1000 мг), то это свидетельствует о том, что вода имеет жесткость 1 градус, если 2 мг, то жесткость воды 2 градуса и т. д. Жесткость хорошей питьевой воды составляет 6…8 градусов, предельная жесткость 17…20 градусов. Совершенно не пригодна для питья вода жесткостью более 23…25 градусов.