Железо в воде из скважины. откуда берётся и чем опасно для человека?

Что на самом деле случилось с динозаврами?

Фото pixabay.com

Ох уж эти бедные динозавры. На протяжении миллионов лет они были бесспорными правителями доисторического мира; увы, сегодня они не что иное, как источник музейного очарования и вдохновения для кинематографистов. Что именно заставило этих массивных существ встретить свой эволюционный конец 65 миллионов лет назад?

Есть несколько широко распространенных теорий: одна предполагает, что гигантский астероид ударил Землю. Другая выдвигает гипотезу, что причиной их гибели была серия извержений вулканов. В любом случае результат был бы примерно одинаковым: пыль и мусор закрыли солнце, помешав таким животворным процессам, как фотосинтез. Температура Земли также опасно поднялась бы из-за парниковых газов в атмосфере. Гипотезы об астероидной и вулканической активности подкрепляются значительными научными открытиями, но по-прежнему остаются только гипотезами.

Так нужно ли фильтровать воду?

Определенно. Самые распространенные типы бытовых фильтров — проточные и фильтры-кувшины. Стационарные системы подключаются напрямую к водопроводной трубе и закрепляются под кухонной мойкой, а очищенная вода поступает через отдельный кран. Такие фильтры могут быстро очистить большой объем воды, но стоят дороже и требуют установки.

Фильтр-кувшин — самый простой и надежный вариант, особенно если правильно подобрать кассету в зависимости от загрязнений воды и вовремя ее менять. Кувшинный картридж очищает от 200 до 350 литров воды, его замена требуется один раз в месяц или полтора.

Океан внутри планеты — земное происхождение воды

Это вариация версии, что Земля появилась холодной, а после начала разогреваться. В недрах образовался водяной пар, но с окружающим веществом он в реакции не вступал — мешала высокая температура. Пар накапливался и затем под давлением поступал в прохладные верхние слои планеты.

Там он:

• взаимодействовал с минералами;
• остывал, превращаясь в воду;
• разрывал горные породы.

Возникли пустоты, которые заполнила жидкость, вышедшая через увеличивающиеся трещины на поверхность и образовавшая протоокеан.

Процесс продолжался не одно тысячелетие. Оставшаяся в коре влага взаимодействовала с кислотами и щелочами, постепенно превращаясь в соленый раствор.

Жидкость неумолимо растекалась под основаниями тверди, но в кору проникнуть не могла из-за мелкопористой структуры основной горной породы — гранита. Поры задерживали взвеси, забивались, и тектоническая плита начинала выполнять функцию защитного экрана, который преградил путь воде.

Доказательством гипотезы служит резкое увеличение скорости тектонических колебаний на этой глубине, как будто по линии смены химико-физических свойств материи.

В пользу версии говорит и продолжающийся до сих пор дрейф материков. Возможно, под днищами континентальных плит находится нечто, играющее роль масляной пленки, способствующей движению и уменьшающей трение.

Древняя планета Земля

Модель протопланетного диска

Вся наша история началась с формирования протопланетного диска. Это гигантский пылевой и газовый диск, вращающийся вокруг молодого Солнца. При контакте пыли и ледяных частиц формируются большие комки, которые постепенно нарастают. В итоге, создаются планетезимали – строительные блоки для скалистых планет и газовых гигантов.

Однако в ранний период этот диск был намного горячее в том месте, где сейчас расположена Земля. То есть, в древнем диске присутствовали молекулы воды, но она была слишком горячей, чтобы конденсироваться в жидкость, что приводило к ее испарению.

Кроме того, ранняя Земля не располагала атмосферным слоем, что позволяло присутствующим молекулам воды на нашей планете свободно выбираться в космическое пространство. И вот здесь скрывается главная загадка: если Земля не могла сформироваться с уже готовыми океанами, то как они здесь появились?

Почему у меня вода из под крана пахнет хлоркой? Ее вообще можно пить некипяченой?

Хлорирование — наиболее распространенный метод дезинфекции водопроводной воды. Он считается самым надежным и экономически выгодным. Однако побочным эффектом такой очистки становится появление остаточного хлора в обработанной воде.

Поэтому запах этого вещества в воде — гарантия, что она обеззаражена. Такую воду пить можно, потому что содержание хлора обычно значительно ниже допустимых значений, которые регламентируются санитарными правилами и нормами.

В Минске реализуется проект по замене жидкого хлора при дезинфекции воды на более безопасный гипохлорит натрия. Пока данная инициатива не имеет аналогов в Беларуси, и планируется, что она будет реализована в ближайшее время.

Кометы и астероиды

Астероид Веста

Если вода не появилась на Земле изначально (на ее поверхности в обширных количествах), то благодарить стоит космических посланников (внешний фактор). Ученые указывают в сторону комет и астероидов.

Наверняка вы знаете, что в прошлом эти космические скалы и ледяные глыбы врезались в наш мир намного чаще. Модели астероидов и комет показывают, что они располагают достаточным количеством льда, чтобы создать все существующие земные океаны.

Итак, ответ найден? Не совсем. Это был астероид или комета (кто принес больше воды)? Речь идет об одном крупном событии удара или же череде небольших падений? Насколько давно это произошло?

Чтобы понять, кого стоит благодарить (комету или астероид), нужно проанализировать химических состав этих объектов и сравнить его с земным составом. Например, молекула воды всегда имеет 10 протонов и обычно 8 нейтронов. Но разные изотопы воды могут располагать дополнительными нейтронами.

Например, тяжелая вода (из кислорода и дейтерия) представляет собою изотоп водорода или водород с добавленным нейтроном.

В исследовании от 2014 года изучали относительное количество разных изотопов воды (молекулы воды с различным количеством нейтронов) на метеоритах, которые упали на Землю от древнего астероида Веста.

Важно понимать, что Веста стоит на втором месте по величине среди объектов в астероидном поясе и располагает сильно кратерной поверхностью, что намекает на бурное прошлое. Образцы пород Весты имели такое же распределение изотопов, что и на Земле

Это не значит, что Веста является главным источником нашей воды, однако подобный объект мог нести ответственность.

Комета 46P/Виртанена

Но споры продолжаются. Мы рассмотрели теорию с астероидами, но ведь удар мог прийти от крупной кометы. Например, несколько лет назад космический корабль Розетта первым облетел комету и спустил на ее поверхность посадочный аппарат. Это позволило узнать, что отношение тяжелой воды к обычной в кометах отличается от земной ситуации. Некоторые считают, что лишь 10% земной воды могло поступить от комет.

Но в 2018 году мимо нас пролетала комета 46P/Виртанена, что позволило изучить ее изотопный состав с помощью прибора SOFIA. Так вот у этой кометы соотношение дейтерия и водорода напоминало земное. Что же отличает эту комету от той, что изучала миссия Розетта?

Дело в том, что 46P/Виртанена относится к классу «гиперактиных» комет, которые выпускают больший объем воды при сближении с Солнцем, чем обычные кометы. Как они это делают? Когда обычная комета подлетает к звезде, то частицы льда из ядра превращаются в газ, который затем может стать жидкой водой, если окажется на поверхности планеты.

Но гиперактивная комета теряет не только лед из ядра, но и богатую на частицы атмосферу. Именно эти выброшенные ледяные частицы могут быть причиной того, что изотопные отношения в гиперактивных кометах напоминают земные.

Значит, падение этих комет в сумме с парочкой астероидов могли принести воду на Землю. А расположение в зоне обитаемости обеспечило тот факт, что вода сохранилась в жидком состоянии. Однако мы все еще не знаем, какие именно объекты рухнули, сколько их было и когда это случилось. На эти вопросы еще предстоит найти ответы.

Как выбрать питьевую воду и сохранить здоровье?

По статистике, за год жители России выпивают 15 миллиардов литров бутилированной воды. Но употребление плохой воды может сократить продолжительность жизни человека на 25 процентов. Откуда берется вода, которую разливают в бутылки? От чего зависит цена? И как пластик, из которого сделана бутылка, влияет на качество воды? В программе «Тест» попытались найти «правильную» и полезную воду.

Несколько лет назад Роскачество уже проводило исследование бутилированной питьевой воды. Эксперты проверили 58 образцов, и всего девять торговых марок прошли испытания без нарушений. Три образца оказались очень «живыми» – в воде обнаружили большое количество микроорганизмов, среди которых могли быть патогенные бактерии, например, кишечная и дизентерийная палочки, сальмонелла. Были образцы с низким количеством солей кальция и магния – такая вода быстро протухает, начинает цвести и отравляет организм человека. В 13 образцах было мало минералов, а это значит, что такая вода выводит соли из организма, нарушая обмен веществ и вызывая болезни.

Оказывается, 97 процентов воды на земле непригодно для питья. Чтобы понять, какая именно вода находится в бутылке, необходимо посмотреть на этикетку. Если указано, что воду взяли из водовода или системы центрального водоснабжения, то это водопроводная вода, которая прошла дополнительную очистку. А если воду добывали из скважины, а на этикетке указаны номер и место добычи, то это артезианская или родниковая вода.

Покупая бутылку воды, необходимо обращать внимание на тип пластика, из которого она сделана. На таре, как правило, есть маркировка со значком PET и указана цифра 1

Это значит, что пластик безопасный, но необходимо соблюдать меры предосторожности. Бутылку нельзя нагревать, оставлять на солнце, наливать кипяток и спиртные напитки

Не стоит повторно использовать ПЭТ тару – это довольно мягкий материал, могут появиться микротрещины, и через них внутрь попадут опасные бактерии.

В этот раз в программе «Тест» проверили образцы пяти торговых марок: «Новотерская», «Шишкин лес», «Аква Минерале», «Святой источник» и «Липецкая росинка». По результатам исследования вода марки «Новотерская» была признана безопасной, она может претендовать на Знак качества. Вода «Шишкин лес» тоже безопасна, однако в ней было зафиксировано превышение содержания натрия. «Аква Минерале» признана безопасной для здоровья, однако в этой воде выявлено недостаточное количество кальция и магния с точки зрения физиологической потребности человека. В воде марки «Святой источник» было зафиксировано повышенное содержание натрия и был отмечен недостаток по кальцию. «Липецкая росинка» – вода безопасна для здоровья, но содержание нитратов в составе – выше установленного опережающим стандартам Роскачества, что при регулярном употреблении воды может нанести потенциальный вред здоровью человека.

Вода появилась из космоса

Фото и видео подобных ионных ливней предоставляли космическая обсерватория «Хаббл» и межпланетные исследовательские станции. Большой объем в таких потоках занимают протоны, являющиеся с химической точки зрения ядрами атомов Н+, точнее протия — легкого водородного изотопа, не имеющего электрона.

Проливались ионные дожди и много миллиардов лет назад. Достигая верхних слоев земной атмосферы, они захватывали электроны и превращались в чистый водород, который тут же вступал во взаимодействие с кислородом и образовывал воду. А она изливалась на поверхность Земли в виде осадков.

Расчеты показывают: таким образом может быть образовано всего 1,5 т воды ежегодно. Но за миллионы и миллиарды лет космическая вода на планете могла создать Мировой океан.

Лёд, находящийся в межзвёздном пространстве богат дейтерием. Учёные давно подозревали, что именно он является источником воды в нашей Солнечной системе. Но молодая планетная система была настолько полна ионизирующего излучения, что любой попадающий в неё лёд должен был расплавиться и перейти в состояние воды. Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.

В чем отличия воды из подземных и поверхностных источников?

Вода из артезианских скважин преимущественно подается потребителям без дополнительной очистки и обработки хлором. Вода c повышенным содержанием железа и марганца поступает на станции обезжелезивания, где подвергается аэрации и фильтрованию. 

Вода из подземных источников часто характеризуется повышенной жесткостью. Именно поэтому в большинстве районов Минска заметна проблема появления известкового налета при кипячении.

Поверхностные источники более склонны к бактериальному загрязнению, поэтому вода из них требует более глубокой и дорогой очистки. Чтобы удалить из нее все микроорганизмы, необходима дезинфекция. Сегодня для этих целей используют ультрафиолетовое облучение, озонирование и хлорирование.

Для удаления из воды мелкодисперсных частиц применяется осаждение, коагулирование и флокулирование. А для улучшения органолептических свойств (запах, вкус и цветность) поверхностной воды, применяют углевание.

Станция водоподготовки

Итак, сначала вода поступает на станции водоподготовки, где она проходит очистку до пригодного для питья состояния.

На станции водоподготовки вода очищается до пригодного для питья состояния.

На начальном этапе вода проходит механическую очистку и очищается от грубого мусора, такого как крупная органика, песок, ил и др. Затем, посредством добавления в воду химических реагентов, которые связывают и осаждают микроскопические примеси, вода очищается вторично. Для очищения воды активно применяются и сорбционные средства, способные поглощать широкий диапазон загрязнителей, в число которых также входят тяжелые металлы и многие бактерии. Для умягчения воды используются ионообменные материалы. Вода в кране перед поступлением к потребителю в обязательном порядке проходит детерминированный процесс обеззараживания.

Стоит добавить, что способы и уровень очистительных процедур напрямую зависят от технологических возможностей водоочистительной станции и от степени загрязненности поступающей воды. Наверное, многим знакома ситуация, когда, дегустируя воду на новом месте, чувствуется новый привкус и совершенно другое качество, отличные от тех, к которым привыкли. Специфический вкус и запах воды характерны для каждого отдельного региона, города и даже районов одного города. Основной причиной такого различия является источник поставки водных ресурсов, методы очистки на водоочистительных станциях и состояние труб водораспределительной системы.

Традиционные и современные методы

Принципиальная схема очистки воды.

Если рассматривать технологии водоочистки отечественных станций, то здесь, конечно, не очень оптимистическая ситуация, поскольку на внедрение современных технологий, как всегда, не хватает средств, поэтому процесс обеззараживания воды по-прежнему осуществляется посредством хлорирования. А о том, насколько пагубно сказывается на здоровье попадание в организм этого реагента, каждому известно еще со школьной скамьи. Неприятный запах и специфический вкус прошедшей через хлорирование воды – это лишь “цветочки”. Медикам уже давно известны все коварные последствия от потребления хлорированной воды, поэтому, зная, откуда берется вода и какой небезопасный путь она проходит, медики рекомендуют отказаться от потребления водопроводной воды в качестве питьевой, а в крайнем случае пользоваться дополнительными фильтрами для очистки.

Конечно, в более развитых странах процесс обеззараживания воды выглядит совсем иначе. Там активно используются более эффективные и безвредные методы, такие как обработка ультрафиолетом и озонирование. А в Белоруссии вода дополнительно обрабатывается на предмет обезжелезивания путем предварительного окисления железосодержащих фрагментов и дальнейшей их нейтрализации и отфильтровывания.

Подземные резервуары

Схема обеззараживания воды с помощью УФ – фильтра.

В последнее время все большей популярностью стала пользоваться вода из подземных источников, откуда и берется вода в кране для некоторых регионов. Главным и неоспоримым преимуществом подземных вод, конечно же, является отсутствие в них органики и микроорганизмов, в избытке содержащихся в поверхностных водах. Данное достоинство исключает необходимость хлорирования воды и делает ее на несколько порядков безопасней из-за отсутствия содержания хлора. Единственным недостатком подземных вод является повышенное содержание в их составе солей жесткости, минералов, тяжелых металлов и неорганических примесей. Поэтому на водоочистительных станциях осуществляется процедура очистки воды от этих соединений до существующих норм минимально допустимых концентраций (ПДК).

После завершения всего технологического процесса очистки в лабораторных условиях вода тестируется на содержание вредных примесей, которое должно соответствовать их ПДК (то есть допускается наличие загрязнителей, но в строго определенных концентрациях).

Очистка воды

Мы все знаем, что сегодня пить воду, набранную из реки или озера, предварительно не профильтровав и не прокипятив ее, опасно для здоровья. Но вода, которая наполняет наши водопроводные трубы, как правило, набирается из ближайшего крупного водоема. Разумеется, предварительно она проходит сложную систему очистки на водозаборной станции. Очистка воды производится в несколько этапов. Вначале речная вода мощными насосами закачивается из реки в накопительный резервуар станции. Там она проходит несколько фильтрующих труб с решетками, очищаясь от крупного мусора – обломков дерева, водорослей и других загрязнений.

Затем следует уловить и осадить мелкие частицы песка, ила, кусочки водорослей. Для этого вода пропускается через несколько фильтров, заполненных сначала крупным гравием, затем более мелким. От мельчайших частиц грязи вода очищается, проходя через фильтр из промытого речного песка.

Следующий этап – обеззараживание, которое выполняется либо добавлением в воду дезинфицирующего вещества, либо облучением ультрафиолетом. Второй способ является более современным и совершенно безвредным для здоровья человека. Однако в некоторых регионах воду до сих пор еще обеззараживают хлорированием.

Откуда берется железо в воде.

Колодец глубиной до 20-25 метров. Затрагивает верховодку и грунтовые воды. При разработке скважины чаще всего используют подземные воды.

схема подземных вод

Есть два основных типа подземных вод:

• грунтовые;
• артезианские;

Грунтовые водызалегают ближе к поверхности, более подвижны и в большей̆ степени взаимодействуют с реками, озерами. Подвержены влиянию атмосферных осадков.

Артезианские воды залегают ниже второго (третьего) водоупорного слоя, в зоне затрудненного водообмена. Часто в условиях повышенного давления и температуры.

Факторы формирования химического состава грунтовых и артезианских вод существенно отличаются.

Грунтовые воды –

По условиям формирования химического состава выделяют две группы грунтовых вод:

• зоны выщелачивания
• зоны континентального засоления

Первая группа формируются во влажном и умеренно влажном климате. Вторая группа вод формируется в так называемом аридном климате – сухом, с высокими температурами и минимальном количестве осадков.

Во всех видах грунтовых вод повышенное количество бактерий и повышенный показатель перманганатной окисляемости (ПО). Есть соли жескости и минерализация. В первой группе минерализация воды менее 1 г/л, а во второй — более 1г/л. Железо присутствует в минимальных количествах и практически отсутствует, так как окисляется за счет кислорода, попадающего в воду.

подземный источник воды

Артезианские воды –

Не соприкасаются с внешними факторами и их химический состав зависит от пород, в которых они содержатся, температуры и давления. Вода вымывает и растворяет породу, в которой она заключена. Следовательно, в таких водах содержится большое количество железа, марганца, солей жёсткости. В связи с повышенным давлением в глубоко-подземных водах растет концентрация растворенных газов. Сероводород, метан, углекислый газ, озон, гелий, аргон, радон.

Но есть один огромный нюанс!

Артезианские скважины в нашей стране не всегда полностью артезианские. Для личного использования вы не будете платить за 200-300 метровую скважину, а на глубине 80 метров не всегда можно найти чистую «артезианку». Стоит учитывать, что в зонах контакта грунтовых и артезианских вод (в местах подземного питания рек и озер и т.п.) происходит изменение ключевых параметров (температуры, давления, рН). Следовательно, меняется минерализация, газовый̆ состав, концентрация и форма микроэлементов.

После монтажа и прокачки скважины, важно сделать химический анализ воды в лаборатории. Вы получите протокол с точными показатели и превышениями хим

элементов.

Городской водопровод

Водопроводная система современного крупного города – это сложное инженерное сооружение, состоящее из нескольких магистральных линий и многочисленных ответвлений, подходящих к отдельным домам и квартирам.

В прошлом для того, чтобы вода текла по трубам, использовалась водонапорная башня с резервуаром, расположенным на большой высоте. Вода закачивалась в резервуар, а оттуда поступала по трубам в дома и квартиры.

В современном городе эта система не смогла бы обеспечить потребности даже одного микрорайона. Да и какой высоты потребовалась бы башня, чтобы создать напор, достаточный для подачи воды на 25-й этаж? Поэтому необходимое давление в трубах создается мощными электрическими насосами, расположенными в наиболее важных узлах водопроводной сети. Правда, при крупной аварии в электросети городской район может остаться не только без электричества, но и без воды. Чтобы этого избежать, насосные станции оборудуются независимыми либо резервными источниками электроэнергии.

Для того, чтобы прийти в ваш дом, вода из реки должна преодолеть систему фильтров, пройти через несколько мощных насосов и через лабиринт труб. А в случае, если это горячая вода, то и через котел бойлерной станции, обеспечивающей теплом ваш район.

Холодная версия с последующим разогревом

Когда-то холодный земной шар разогревался постепенно. В разогретой мантии стал появляться пар при соединении ионов кислорода и водорода. Под действием внутреннего земного давления, пар вытеснялся в более холодную земную кору, охлаждался там, превращаясь в воду.

Она, в свою очередь, вступая в химические реакции с минералами коры, «разъедала» породы и заполняла образовавшиеся пустоты, трещины. Разрушительное действие позволило ей добраться до поверхности, образуя постепенно мировой океан.Попутно горячая вода растворяя кислоты и щёлочи, становилась всё более солёной, какой является по сих пор.

Под материками находятся запасы «рассола», насыщенного солями и металлами. Глубина залегания слоёв примерно 12 — 20 километров. Это следствие того, что вода «давила» во всех направлениях: вверх, вширь, вглубь. Проникнуть ещё глубже ей не дал гранит.

Подтверждением такого предположения является дрейф материков, пусть и медленно, всего несколько сантиметров в столетие, но материки «плывут». Ещё одно явление говорит в пользу гипотезы: резкое ускорение сейсмических волн на предполагаемой глубине адски солёных слоёв воды.

Возможное существование этих жидких руд и химических элементов даёт человечеству шанс на разработку богатейших месторождений.