Жесткость. Свойство природной воды, определяемое присутствием в ней растворимых солей кальция и магния.
Различают жесткость кальциевую и магниевую. Суммарное содержание этих металлов в воде называют общей жесткостью. При длительном кипячении ( более часа) воды из нее выпадают в осадок диЯрославский педагогический вестник. 2004. No 1-2(38-39) Стр. 4 оксид углерода, состоящий из карбоната кальция, при этом общая жесткость уменьшается. Результат определения жесткости выражается в моль/м3. Классифицируются природные воды по общей жесткости следующим образом: ¦ очень мягкая до -1,5 мгмоль/м3; ¦ мягкая -1,5 3,0 моль/м3; ¦ умеренно жесткая 3 6 моль/м3; ¦ жесткая 6 9 моль/м3; ¦ очень жесткая -9 моль/м3.
По действующему стандарту жесткость питьевой воды не должна превышать 7 моль/м3. В исследованных родниках средняя жесткость воды равна 6,00 моль/м3, т.е. воды относятся к категории жестких. Размах колебаний жесткости от 11,0(д. Ям) до 0,35 моль/м3 в роднике у д.
Красная гора. В 14 водоисточниках жесткость выше нормативов: родник в с. Курба 8,7 родник в д. Девятово 9,6, родник в д. Скулино 7,6, два родника в д. Криушкино 8,7 и 8,2, родник в Гагаринских Новоселках 8,8 и колодец в д. Ям 11 моль/м3, кроме того, еще в пяти родниках жесткость на грани нормативов по 7 моль/м3.
Кальций – норм для питьевого водоснабжения нет. В пресных водоемах содержание кальция существенно влияет на общую минерализацию водоисточников. Среднее содержание кальция в воде родников 64,3 мг/л, но разброс очень велик – от 4,091 у родника Красной горы до 124,25 у родника д. Титово, еще у пяти родников концентрация кальция более 100 мг/л. Наиболее высокое содержание кальция характерно для родников Любимского МО, наименьшее – для Угличского МО.
Магний – норм для питьевого водоснабжения нет, но, как и кальций, является одним из главных компонентов, определяющим минерализацию пресных вод и, кроме того, влияет на вкусовые качества воды. Средняя концентрация магния в воде родников 32,8 мг/л, размах колебаний от 1,22 в Шарнинском роднике до 75,4 мг/л в роднике д. Тюриково (оба в Любимском МО). Содержание магния в отдельных случаях превышает содержание кальция.
Сульфаты сульфатные ионы один из главных анионов, они присутствуют во всех природных водах. В родники поступают за счет процессов химического выветривания и растворения серосодержащих минералов. Часть их поступает в процессе отмирания организмов и окисления веществ растительного и животного происхождения в почвогрунтах, через которые фильтруются подземные воды. Повышенное содержание сульфатов ухудшает органолептические свойства воды и оказывает физиологическое воздействие на организм человека. ПДК составляет 500 мг/дм3. Нигде концентрация сульфатов не достигает предельной нормы, чаще всего она колеблется в пределах 15 30 мг/дм3, максимум в роднике у д. Останкино 175 мг/дм3.
Хлориды хлоридные ионы относятся к главным ионам химического состава природных вод. Содержание хлоридов естественного происхождения имеет большой диапазон колебаний от миллиграмма до десятков сотен, а иногда и тысяч миллиграммов в 1 дм3. Обычно в родниковых водах содержание хлоридов колеблется в пределах двух трех десятков мг/дм3, единственный родник с относительно большим содержанием хлоридов у Лесных полян 110 мг/дм3. ПДК хлоридов составляет 350 мг/дм3. Повышенное содержание хлоридов, более 40 мг/дм3 , ухудшает вкусовые качества воды.
Соединения азота. Повышенное количество азота в природных водах свидетельствует о загрязнении водоисточника. Поэтому в питьевой воде не допускается присутствия органического и аммонийного азота.
Присутствие нитратных ионов (NO3) в природных водах связано с внутриводоемными процессами. Увеличение концентрации нитратов летом связано с отмиранием фитопланктона. Нитраты могут поступать со сточными водами и со стоком с сельскохозяйственных угодий. Повышение содержания нитратов указывает на ухудшение санитарного состояния водного объекта. ПДК воды NO3 40 мг/л.
В исследуемых нами родниках такой концентрации нитратов не наблюдалось, их содержание колеблется от 0,011 до 37,9 мг/л. Но в шести источниках содержание нитратов достаточно высоко выше 26 мг/л, что свидетельствует о неблагополучии с качеством воды в этих родниках. Средний показатель 8,41 мг/л.
Нитриты-(NO2) в природных водах встречаются в связи с разложением органических веществ и их нитрификацией. Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях более медленного окисления NO2 в NO3, что указывает на загрязнение водного объекта, то есть является важным санитарным показателем. Нитриты неустойчивые компоненты природных вод, поэтому они встречаются в незначительных концентрациях (сотые и даже тысячные доли миллиграммов в 1 дм3). ПДК нитритов в питьевой воде 3,00 мг/л. В исследованных родниках максимальное содержание нитритов отмечено в родниках г.Данилова – 0,135, в с. Курба 0,119 и д.
Девятово 0,092 мг/л, минимальное опускалось до аналитического нуля.
Аммонийный азот(NH+ 4) в свободном состоянии не существует, в соединениях играет роль одновалентного металла. Повышенное содержание связано с процессом распада органических веществ и указывает на ухудшение санитарного состояния водоисточника. ПДК аммония 2 мг/л. В наших исследованиях содержание его колеблется от нуля до 4,0 мг/л с. Покров. Среднее содержание 1,31 мг/л.
Окисляемость величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ. Существует несколько видов окисляемости, мы оперируем данными перманганатной и бихроматной(ХПК химическая потребность в кислороде) и БПК5( биологическая потребность в кислороде).
Перманганатная окисляемость позволяет определить наличие в воде только легкоокисляемых веществ, таких как сульфиды, нитриты, железо двухвалентное, некоторые гуминовые вещества.
ПДК этой окисляемости для питьевой воды 5 мг/л. В наших исследованиях ее колебания от 11,0 (родник No5 у Плещеева озера) и 6,8 в с. Курба до 0,19 ключ «Гремиха» в Карабихе и 0,4 мг/л родник в д. Осташково.
ХПК (Химическое потребление кислорода) отождествляется с бихроматной окисляемостью, значения которой указываются при воздействии на воду сильного окислителя (бихромат калия К2Cr2O7) в кислой среде. По значениям ХПК судят о содержании в воде органических веществ. ПДК для питьевой воды 15 мг/л. В наших исследованиях величина ХПК изменялась от 56,2 родник No5 и 37,4 родник в с. Курба и 1,5 мг/л родник в с. Новое.
БПК5 при определении окислителями являются бактерии. Значительное число бактерий облигатных аэробов и факультативных анаэробов способно существовать за счет использования загрязненной воды в качестве источника питания. Значения БПК5 используются для оценки степени загрязненности водного объекта и содержания легкоокисляющихся органических веществ. ПДК для питьевой воды составляют 3,0 мг О2/л. В природных водах значения БПК5 колеблются обычно от 0,5 до 4,0 мг О2/л.
В исследуемых водоисточниках наименьшие значения имеют родники в д. Пуклышево и д. Осташково 0,08, наибольшие родники в д. Филинское 3,2 и родник No5 3,8 мг О2/л. Среднее содержание 1,1 мг/л.
Соединения железа определение показателей железа имеет наибольшее значение для характеристики воды. Соединения железа присутствуют в воде в растворенной, коллоидной и нерастворимой форме. Двухвалентное железо в воде, в присутствии растворенного кислорода, очень быстро переходит в трехвалентную форму и образует малораствоЯрославский педагогический вестник. 2004. No 1-2(38-39) Стр. 6 римый гидроксид железа, выпадающий в осадок. При рН=8,0 основной формой является Fe(ОН)3. При уменьшении рН происходит изменение соотношений между различными формами гидроксида железа и сильно повышается доля других форм, в частности свободных ионов железа по сравнению с недиссоциированной Fе (ОН)3; и увеличивается растворимость железа. В двухвалентном состоянии железо находится лишь при низких значениях рН и .h. При выходе на поверхность в воде родников и достаточной аэрации гидрокарбонаты железа гидролизуются, и малорастворимый гидроксид железа окисляется в гидроксид трехвалентного железа.
Повышенное содержание в питьевой воде более 1 мг/л ухудшает качество воды и возможность ее использования для пищевых целей. Высокое содержание железа в пищевом рационе может вызвать сидероз печени и селезенки и связанные с ними случаи остеопороза позвонков. ПДК железа для питьевой воды 0,3 мг/л. В нашем случае среднее значение составляет 0,51 мг/л, что в 1,7 раза выше нормы. Максимальная величина отмечена в роднике у базы отдыха «Прибрежное – 6,9 и в ключе «Гремячий» у Плещеева озера 4,7; отсутствие железа наблюдается в родниках у д. Макарово, Никиты слободы. Очень высокое содержание железа в скважине с. Курба 2,8, родниках у д. Пуклышево -2,11, д. Осташково 0,85, д. Сидельницы 0,83, д. Филимоново -1,4 мг/л, Коровино 0,90 мг/л. Всего из 160 обследованных водоисточников в 35 вода по этому показателю непригодна для питьевого водоснабжения.
Марганец в природные воды поступает в результате выщелачивания ортштейна горизонта почвогрунтов, широко распространенного в Ярославской области, а также в процессе разложения растительных и животных организмов. Содержание марганца в природных водах меньше, чем железа, и колеблется в пределах n 102 n 103 мкг/дм3.
Роль марганца велика в жизни водных растений и водорослей, он способствует утилизации диоксида углерода, участвует в процессах восстановления нитратов и ассимиляции азота.
ПДК марганца в питьевой воде 0,10 мг/л. В исследуемых водоемах средняя величина составляет 0,085, то есть в пределах допустимой нормы, в 22 родниках она выше нормы, наиболее значительна в роднике у д. Заозерье – 1,33, Коровино 0,34 мг/л, д. Остудино – 0,170, в остальных в пределах 0,11 0,21 мг/л.
Повышенное содержание марганца в питьевой воде весьма вредно для здоровья человека. Токсичное действие марганца связано с поражением центральной нервной системы (ЦНС), где он вызывает органические изменения экстрапирамидного характера, в тяжелых случаях паркинсонизм. При хроническом отравлении наблюдается поражение дофоминергической системы мозга, изменение психики.