Попадание примесей в воду

В соответствии с круговоротом воды в природе различают воду:

- атмосферную;

- поверхностную;

- грунтовую;

- морскую.

1. Атмосферная вода, выпадающая на земную поверхность – наиболее чистая.

Атмосферная вода содержит О₂, N₂ и СО₂, которые поглощает из воздуха, а также органические и неорганические вещества, количество и качество которых зависит от атмосферы.

В районах больших населенных пунктов и промышленных цен­тров атмосферная вода содержит H₂S, сернистую и серную кислоты, частицы пыли и сажи. Вблизи моря в дождевых водах содержится некоторое количество растворенного NaCl.

Общее солесодержание атмосферной воды не более 50 мг/л, а содержание в ней накипеобразующих солей мало.

Использование атмосферной воды для технических целей огра­ничивается трудностью ее сбора в больших количествах.

2. Поверхностные, грунтовые и морские воды более минерали­зованы, чем атмосферная вода и, в большинстве случаев, без предва­рительной обработки не используются.

Поверхностные воды рек, озер и искусственных водохранилищ всегда содержат некоторое количество растворенных веществ и не­растворимых механических примесей.

Растворенными веществами вода обогащается при контакте с различными горными породами, при протекании по руслам рек и при фильтрации через грунт. Просачиваясь через верхние слои почвы, ко­торые представляют собой мелкозернистые породы, вода освобожда­ется от механических примесей, но одновременно обогащается соля­ми, газами, органическими веществами, которые представляют собой продукты разложения растений и животных организмов. Происходя­щие в почвах процессы окисления органических веществ вызывают расход 0₂ и выделение НСО₃ - углекислоты.

Особенно интенсивно обогащают воду осадочные породы (из­вестняки, доломиты, мергели, гипс, каменная соль и т.д.). Подпочвен­ными водами легче всего растворяются NaCl, Na₂SO₄, MgSO₄ и другие легкорастворимые соли.

Обогащение природных вод труднорастворимыми карбонатами кальция СаСO₃, магния MgCO₃ и железа FeCO₃ происходит по сле­дующим химическим реакциям:

СаС0₃+Н₂0+С0₂ Са(НС0₃)₂ Са²⁺+

MgCO₃+H₂O+CO₂ Mg(HCO₃)₂ Mg²⁺+

FeCO₃+H₂O+C0₂ Fe(HC0₃)₂ Fe²⁺+

В результате этих реакций образуются легкорастворимые в воде двууглекислые соединения - бикарбонаты Са, Mg и Fe, диссоции­рующие на анионы и катионы Са²⁺, Mg²⁺ и Fe²⁺. Так как угле­кислые соли Са и Mg (CaCO₃ и MgCO₃) встречаются очень часто в различных породах (известняки, меловые отложения, доломиты), то бикарбонаты Са и Mg содержатся почти во всех природных водах.

Коренные горные породы, представляющие собой сложные си­ликаты и алюмосиликаты (гранит, кварцевые породы и т.д.), почти нерастворимы в воде. Лишь длительное воздействие на них воды, со­держащей органические кислоты, разрушает эти горные породы, и об­разуются растворимые в воде силикаты.

Подземные воды, выходящие на поверхность из артезианских скважин, родников и ключей (ручьев),называются грунтовыми.

Грунтовые воды обычно прозрачные, практически не содержат механических примесей и коллоидных веществ, от которых они осво­бодились при фильтрации через грунт. Но при прохождении через грунт вода насыщается различными растворимыми веществами, из-за чего солесодержание грунтовых вод выше, чем поверхностных.

Из природных вод наиболее минерализованные - воды океанов, открытых морей и соленых озер.

Кроме естественного кругооборота воды есть также искусствен­ный, созданный жизнедеятельностью людей: вода из источников во­доснабжения забирается насосами промышленных и коммунальных водопроводов, затем подается по трубам для употребления, в резуль­тате чего, как правило, ухудшается ее качество.

После этого сточные воды спускаются в водоемы, иногда после предварительной очистки, но чаще без всякой очистки. В результате этого многие реки сильно загрязняются промышленными и бытовыми стоками. Загрязненная вода вновь забирается низлежащими водопри­емниками и т.д. При дефиците воды такой круговорот иногда замыка­ется внутри одного предприятия.

С промышленными сточными водами фабрик, заводов, рудни­ков и коммунальных предприятий в источники водоснабжения могут попадать свободные кислоты и щелочи, соединения меди, свинца, цинка, алюминия, а также фенолы, эфирные масла, нефтепродукты. В сточных водах населенных пунктов присутствуют продукты разложе­ния белков: амины, аммиак, сероводород и т.д. Такие стоки иногда радикально меняют состав воды в водоемах; например в случае хими­ческих, коксобензольных, нефтеперегонных и других заводов.

Степень загрязнения реки зависит от количества сточных вод, спускаемых в реку, живого сечения реки, скорости ее течения и вели­чины самоочищающего действия реки - взвешенные вещества посте­пенно осаждаются на дно, а органические вещества, окисляясь, пере­ходят в газообразное состояние. В оздоровлении реки большую роль играют биологические процессы, основанные на жизнедеятельности растительных и животных организмов.

При использовании на ТЭС воды из загрязненных рек нужна ее сложная обработка. Это требует дополнительных затрат, ухудшает эксплуатацию оборудования и снижает экономичность работы элек­тростанции. Поэтому охрана водоемов и рек от загрязнения является важной народно-хозяйственной задачей, разрешение которой требует проведения хорошей предварительной очистки всех сточных вод пе­ред спуском их в источник водоснабжения.