Исцеляющая вода: «живая», «мертвая», золотая, «волшебная», талая, святая и колокольная. Часть 1. Основой всех вещей является вода; из воды всё выходит и в воду всё возвращается (Людмила Ростова, 2011)

Великого физика Нильса Бора, участвовавшего в создании первой атомной бомбы, как-то спросили: «Погибнет ли человечество в результате атомной войны?» «Нет, – ответил Бор, – Человечество погибнет из-за помоек, которые оно создает». Конечно, Бор имел в виду не только всевозможные помойки и свалки, которые каждый день «ласкают» наш взгляд даже в самых отдаленных от цивилизации уголках. Нильс Бор более полувека тому назад образно спрогнозировал, что произойдет с биосферой нашей планеты.

Есть такое понятие «допустимая нагрузка». Вы подвесили на конец пружины килограммовую гирю – пружина растянулась, сняли гирю – пружина сжалась, вернулась в прежнее состояние. А теперь подвесьте тонну – понятно, что станет с пружиной. Предположим, вы вылили в пруд стакан бензина. В результате различных физико-химических явлений в воде пруда вредные последствия такого хулиганского поступка через некоторое время будут уничтожены. Но человечество выливает не стакан бензина в океаны, моря, озера. Сброс только сточных вод в реки России в год достигает сотни кубических километров. Да если бы только сброс в реки! В Европейской части России и на Урале в течение года на 1 км² поверхности в конце прошлого века выпадало 450 кг атмосферных загрязнителей и среди них достаточная часть ядовитых. А кислотные осадки, переносимые из Германии и Великобритании в Скандинавию, уничтожили 20 тысяч озер. И таких фактов, с указанием точных величин, можно привести столько, что на их перечисление не хватит объема всей этой книги.

Так вот, нагрузка на биосферу Земли сейчас превышает допустимую примерно в десять раз. Спектр последствий такой нагрузки широк: от громадного количества самых различных заболеваний, особенно у детей (современные специалисты считают, что в мегаполисах появление на свет здорового ребенка практически невозможно), до катастрофических изменений климата, которые у нас уже есть возможность наблюдать лично или услышать в сводке новостей.

Все сказанное не преследует цель огорчить счастливого жителя планеты Земля. Главное – каждому из нас понять, что гибель окружающей среды (а это проблема, несомненно, самая главная для земной цивилизации) – дело рук самого человека. Понятно, что не у всех есть время и желание протестовать против, скажем, выбросов вредных веществ из труб предприятий и домов. Но каждому по силам не выбрасывать в соседний лес пивные банки, не загрязнять водоемы, не рубить кустарник и деревья на собственном участке.

Среди загрязнений окружающей среды принято выделять загрязнения атмосферы, воды, почвы; шумовые, электромагнитные и радиоактивные.

Конечно, все эти виды глобальных загрязнений не зависят непосредственно от вас и, скажем прямо, бороться с ними индивидуально вряд ли кому-то под силу. Но воду, прежде всего для питья, вы очищать можете. Ведь доказано, что от качества питьевой воды во многом зависит здоровье человека.

Какой бы вкусной и прозрачной вам не показалась вода, даже из сделанного своими руками колодца, – отдайте ее на анализ в лабораторию, например, при Центре госсанэпиднадзора. Если анализ сделан грамотно, с уверенностью можно сказать, что в большинстве случаев результаты его вас разочаруют.

Почему? Начнем с питьевой воды.

О питьевой воде

Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой. Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. По одной из гипотез, жизнь возникла на границе Мирового океана, атмосферы и земли. Олицетворением этой гипотезы является прекрасный греческий миф о появлении из морской пены богини любви Афродиты. Можно сказать, что биосфера как оболочка Земли, неразрывно связанная с деятельностью живых организмов, в основном сформировалась в гидросфере, а сфера Разума – ноосфера – зародилась в биосфере. С незапамятных времен человек живет там, где есть вода.

В процессе развития цивилизации вода используется не только для питьевых и бытовых целей, но и как мощнейшее средство развития производительных сил. Сельскохозяйственное орошение, транспорт, энергетика – все это основано на использовании воды. Однако наличия только водного объекта не всегда достаточно. Для того чтобы использовать воду в каких-либо целях, необходимо создать ряд сооружений. Состав этих сооружений, сложность применяемых технических решений и используемые материалы непосредственно зависят от общего уровня развития общества, его материальных и финансовых возможностей.

С момента своего появления на Земле человек использует природные водные источники. И одна из этих целей – приготовление питьевой воды. Под приготовлением питьевой воды понимается изыскание источников воды, определение ее пригодности для питьевых целей, добыча воды, улучшение ее качества, а также транспортирование к месту потребления. В общей структуре использования воды потребление ее для питьевых целей занимает совершенно незначительное место. Достаточно сказать, что в зависимости от степени благоустройства жилища человека нормами предусмотрено потребление до 350 л воды питьевого качества в сутки. Из них непосредственно для питья человек расходует не более 2-3 л. Однако приготовлению воды именно питьевого качества цивилизованное человечество уделяет особое внимание.

Высокое качество питьевой воды обеспечивает здоровье, благополучие и расцвет нации. Низкое качество питьевой воды ведет к эпидемиям, ухудшению здоровья и может стать причиной вырождения населения. Поэтому с древнейших времен человек создает системы водоснабжения, изыскивает источники чистой воды, улучшает ее качество.

История водопровода

Количество воды, потребляемой человеком, определяет степень социального развития общества. Первые водопроводные сооружения – колодцы и оросительные каналы – появились в местах развития древнейших цивилизаций в период их расцвета и явились одним из условий этого расцвета. Проведенные археологические раскопки свидетельствуют о наличии колодцев и оросительных каналов в древних цивилизациях Ассирии, Вавилона и Египта.

История Древнего мира свидетельствует: природные поверхностные и подземные воды, рядом с которыми развивались древние цивилизации, повсеместно являлись объектом освоения и использования для сельского хозяйства, транспорта, рыболовства и, конечно же, для питьевых и бытовых целей.

Исторически сложилось так, что водопроводом называют не только акведуки или каналы для подачи воды, но и всю систему сооружений, предназначенных для добычи, транспортирования, обработки и распределения воды.

Водопроводы античного Рима

Самая мощная индустрия производства воды для питьевых и бытовых целей была создана в античном Риме. В период расцвета в этом городе проживало, по разным сведениям, от шестисот тысяч до миллиона человек, на каждого из которых приходилось до 1000 л воды в сутки. Надо отметить, что этот показатель превышает водопотребление в современном Риме почти в 3 раза. Индустрия производства воды включала в себя значительные изыскательские работы, направленные на определение водных источников, трассировку водоводов, проектирование очистных сооружений. За изысканиями следовало строительство водопроводов, водоочистных сооружений, распределительных сооружений для снабжения общественных и личных фонтанов, бань (терм), купален, специальных аквариумов-садков для разведения морских и речных рыб, а также строительство водоотводных каналов.

Строительство водопроводов в Риме осуществлялось на общественные средства, а также на средства, полученные в результате победоносных войн. Так, водопровод Ашо был построен в 272 г. до н. э. на средства, полученные в результате разгрома Пирра, Марциев водопровод – в 144 г. до н. э. на средства, полученные после взятия Коринфа. Средства на эксплуатацию водопроводов формировались за счет нескольких видов налогов, относящихся к сфере водопользования. Это были налоги на бани и каналы.

Акведуки

Водопроводы, или акведуки, строились следующим образом. На довольно высоком месте находили обильный источник воды и делали углубление в виде большого водоема, в котором собиралась вода. Из этого водоема вода поступала к общественному или собственному (личному) водопроводу по подземным трубам или по надземным водопроводам.

Подземные трубы выполнялись из дерева, глины или свинца. Кстати, это стало одной из причин падения Римской империи. Свинец – провокатор онкологических заболеваний. Римляне, особенно элита, не доживали до 30 лет из-за раковых опухолей. В местах пересечения водопровода с твердыми скальными породами вырубались водоотводные каналы; в мягких грунтах эти каналы выкладывались камнем, над ними сооружались своды. На определенном расстоянии друг от друга делались отверстия для воздуха, чтобы вода оставалась чистой и свежей.

Надземные каменные водопроводы имели гидроизоляцию из штукатурки и отверстия сверху для доступа воздуха. Водопроводы располагались на стенах, которые везде, где нужен был проход, имели арки. Эти арки образовывали один или несколько ярусов, что позволяло сооружать водопроводы через реки в виде мостов и прокладывать по ним дороги. Отдельные части римских водопроводов и водораспределительных устройств в виде фонтанов функционируют до сих пор.

Римские водопроводы простирались в длину на многие километры, достигая в высоту десятков метров. Так, водопровод, построенный при императоре Калигуле, был высотой почти 40 м; водопровод во Франции и поныне двумя арками высотой почти 50 м поднимается над окрестностями. Таковы же остатки водопроводов в Испании. Кстати, акведуки строились и в России. До Второй мировой войны существовал акведук, соединявший Таицкие ключи с Царским (Детским) селом.

Древние сооружения для очистки воды

Кроме водоводов, системы античного водоснабжения имели особые водоемы – отстойники для очищения воды и особый гидравлический прибор для удобства распределения воды по городу в конце водовода. Распределение производилось при помощи трех резервуаров, в одном из которых находилась вода, предназначенная для общественных колодцев и фонтанов (водометов), в другом – вода для бань, а в третьем – для частных домов.

Поражают своими масштабами и великолепием очистные сооружения в районе г. Байи (на берегу Неаполитанского залива). Они занимают обширные пространства и покрыты сводом, покоящимся на 48 колоннах.

Менее впечатляющими по размерам, но более наглядными являются очистные сооружения на сохранившемся в Риме водопроводе Агриппы.

Водопроводы строили также Август, Калигула и Клавдий.

Девять водопроводов снабжали водой Рим в конце I в. н. э., обеспечивая ежедневно подачу 5,5 млн ведер чистой воды. К концу III в. до н. э. число водопроводов в Риме достигло 13. Подземные источники воды обустраивались специальным образом, над ними возводились различные постройки. Многие из них сохранились до настоящего времени.

Исправное состояние водопроводов было заботой значительного числа чиновников. Вода была одним из самых ходовых и недорогих товаров. Невысокая стоимость потребляемой воды и огромные ее объемы обеспечивали значительные финансовые поступления в казну государства.

Огромные количества использованной воды требовали отвода. По водосточным канавам вода отводилась в Тибр. Со временем сбросные каналы (клоаки) стали огораживать, а во II в. до н. э. главный отводной канал был покрыт сводом.

Отвод воды также существенно пополнял государственную казну. Именно в античном Риме при императоре Веспасиане был введен налог на уборные, и именно с этого момента вошло в обиход выражение «деньги не пахнут». Осмотр водоотводных каналов занимал у императора целый день, а это свидетельствует о значительных размерах водоотводного хозяйства и экономической заинтересованности в его развитии.

Современное отношение к питьевой воде

Прежде всего, определим, что такое питьевая вода. На основе множества самых разнообразных исследований специалисты создали стандарты, нормы содержания различных веществ в воздушном бассейне города, в различной по использованию воде и т. д.; если эти нормы не превышены, то непосредственной угрозы человеческому здоровью нет. Есть такие нормы и для питьевой воды.

Сразу заметим, что эти нормы (их называют ПДК – предельно допустимые концентрации) несколько отличаются в разных странах. Здесь сказываются и различные методики, и результаты исследований. Создать методику выяснения безопасных норм, провести длительные опыты на животных, а иногда и на добровольцах, а в итоге получить данные, что именно эта доза не угрожает человеческому здоровью – дело весьма сложное. Правда, различие в этих нормах не столь уж большое.

Но главное, нормы нужно соблюдать. В Советском Союзе уже в 1937 г. был разработан и утвержден первый ГОСТ на качество водопроводной воды, эти ГОСТы постоянно совершенствовались и дополнялись.

Обычно полагают, что плохая питьевая вода – это вода, содержащая микробы, вирусы, то есть различные микроорганизмы, возбуждающие болезни. Такую воду надо прокипятить (что иногда делается), а для страховки от заразы еще принять рюмку водки, продезинфицировав тем самым кишечник, но не все так просто...

Да, действительно, вода может выступать в роли распространителя эпидемий из-за находящихся в ней патогенных бактерий, палочек холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии, туляремии, водной лихорадки, бруцеллеза, полиомиелита. Вода часто становится источником заражения человека животными паразитами – глистами. С загрязненной водой в организм человека могут попасть яйца некоторых паразитических червей. В кишечнике они превращаются в паразитов (таковы аскариды, острицы). Наконец, через воду иногда происходит заражение лямблиями, которые поражают печень. Попавшие в воду возбудители кишечных инфекций сохраняют жизнеспособность длительное время. Например, палочка брюшного тифа может сохраняться в речной воде до 183 дней, дизентерии – до 92 дней. Показатель пригодности воды определяется микробным числом, то есть общим числом бактерий на 1 мл воды, выдержанной в течение суток при температуре 37 °С, или содержанием кишечной палочки. Концентрация кишечных палочек выражается двумя показателями: колититром (наименьшее количество воды, в котором обнаруживается 1 кишечная палочка) и коли-индексом (количество кишечных палочек в 1 л воды).

Колититр должен быть не менее 300, коли-индекс не более 3, микробное число не более 100.

Но не только возбудители кишечных инфекций представляют прямую угрозу для нашего здоровья. Человек употребляет для питья в среднем 2,5 л воды в сутки, содержащей 0,02-2 г минеральных веществ на один литр воды.

Вода природных источников содержит большое количество разнообразных микроэлементов, их роль в жизнедеятельности организма значительна. Избыток или недостаток тех или иных микроэлементов способен оказывать влияние на здоровье, привести к нарушению обмена веществ, в результате возникают геохимические эпидемии. Например, эндемический зоб, вызываемый недостатком йода. Такие заболевания встречаются в центральных областях РФ, в районах Кавказа, Урала, Алтая и Прибайкалья; за рубежом среди населения США, Китая, Швейцарии, Австрии и других стран.

Нормальным считается, когда человек ежесуточно получает с питьевой водой и пищей 0,05-0,1 мг йода. Если природные воды содержат недостаточное количество йода, то произрастающие в той местности сельскохозяйственные продукты, как правило, также содержат его мало, что и обусловливает заболевание. В больших городах, даже если йода в местной воде недостаточно, заболеваний эндемическим зобом не отмечается.

Объясняется все просто: жители городов употребляют привозные продукты, получая в общей сложности достаточное количество этого микроэлемента. А в небольших населенных пунктах целесообразно использовать при питании йодированную поваренную соль.

Другое заболевание, связанное с составом питьевой воды, эндемический флюороз (поражение эмали зубов). Оно возникает там, где в воде содержится избыток фтора (более 1,5 мг/л), который, кроме флюороза, вызывает поражение костного аппарата (остеосклероз, остеопороз), функциональные нарушения нервной и некоторых ферментных систем. Флюороз наблюдается почти во всех странах мира, что объясняется разбросанностью в земных недрах фтористых минералов и их значительной растворимостью в водах. Заболевают в основном люди, которые с детства употребляли воду для питья с повышенным содержанием фтора.

С другой стороны, недостаток фтора в питьевой воде (менее 0,6 мг/л) тоже вреден в совокупности с другими факторами (нерациональное питание, недостаток ультрафиолетовой радиации, неблагоприятные условия труда и быта) – возникает кариес зубов. В РФ особенно много таких заболеваний среди детей на севере, где питьевая вода бедна фтором.

В принятом стандарте для питьевой воды установлены предельно допустимые концентрации мышьяка (0,05 мг/л) и свинца (0,1 мг/л) эти микроэлементы в определенных концентрациях могут стать ядовитыми. В существующем ГОСТе также указаны предельные содержания веществ, изменяющих вкус воды: меди не более 3,0 мг/л и цинка не более 5,0 мг/л.

Нормы и правила предусматривают обезжелезивание воды, используемой для хозяйственно-питьевых нужд, если содержание железа в воде превышает 0,3 мг/л; такие концентрации железа отрицательно сказываются на вкусовых качествах воды. При использовании подземных вод содержание железа в них в исключительных случаях может быть допустимо до 1,0 мг/л.

Установлено и предельно допустимое содержание нитратов в воде, оно составляет 10 мг/л по азоту. При превышении этого количества могут наблюдаться признаки такого заболевания, как метгемоглобинемия. В основе метгемоглобинемии лежит та или иная степень кислородного голодания, симптомы которого проявляются в первую очередь у детей, особенно грудного возраста. Они заболевают преимущественно при искусственном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводят водой, содержащей нитраты, или при употреблении этой воды для питья. Дети старшего возраста менее подвержены этой болезни, а если заболевают, то менее тяжело, так как у них сильнее развиты компенсаторные механизмы.

Употребление воды, содержащей 2-11 мг/л нитратов, не вызывает повышения в крови уровня метгемоглобина, тогда как использование воды с концентрацией 50-100 мг/л резко увеличивает этот уровень. Метгемоглобинемия проявляется цианозом, увеличением содержания в крови метгемоглобина, снижением артериального давления. Эти симптомы специалисты зарегистрировали не только у детей, но и у взрослых. Содержание нитратов в питьевой воде в концентрации ниже 10 мг/л является безвредным.

Обследования водоисточников, проведенные как за рубежом, так и в свое время в разных районах России, показывают, что примерно 30% всех обследованных колодцев имеют воду, содержащую нитраты в количествах выше 10 мг азота в литре. Нитраты природного происхождения, например в Татарии, – обычное явление в подземных водах.

Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится в некоторых природных водах.

Бериллий является ядом общетоксического действия, который способен накапливаться в организме человека, приводя к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Содержание бериллия в питьевой воде допускается в концентрации, не превышающей 0,002 мг/л.

Молибден также встречается в природных водах. Избыточное его попадание в организм человека ведет к заболеванию молибденовой подагрой. Безвредной считается концентрация молибдена в питьевой воде менее 0,5 мг/л.

Стронций несложно отыскать в природных источниках, при этом его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). Длительное поступление больших количеств стронция в организм приводит к функциональным изменениям печени. Вместе с тем продолжительное употребление питьевой воды, содержащей стронций в концентрациях меньших 7 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений в тканях, органах и организме человека. Эта величина принята в качестве норматива содержания стронция для питьевой воды.

Также не предусматривается содержание в воде нитритов. Согласно современным данным, нитриты в кишечнике человека под влиянием обитающих в нем бактерий восстанавливаются в нитраты. Всасывание нитратов ведет к образованию метгемоглобина и частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода.

Уран – широко распространенный в природе радиоактивный элемент, его большие концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.

Строго регламентируется и предельно допустимая концентрация некоторых добавок, применяемых для осветления воды (например, полиакриламида, сернокислого алюминия).

Считается целесообразным контроль наличия в воде аммония (не более 0,05 мг/л), так как он, в определенных количествах, может создать благоприятные условия для роста микроорганизмов, вызвать коррозию труб, затруднить хлорирование. Не допускается в питьевой воде и присутствие свободной углекислоты, которая способна повредить трубопроводы, а также привести к выщелачиванию токсических микроэлементов. А вот растворенный кислород, наоборот, должен содержаться в воде в количестве не менее 5 мг/л, в противном случае вода может приобрести неприятный запах и привкус, в ней возникнут благоприятные условия для роста микроорганизмов.

Кроме химического состава воды, устанавливаются определенные нормы и на ее органолептические свойства: прозрачность, цвет, вкус, запах. Люди неохотно пользуются водой, если она мутна, окрашена или чем-либо пахнет, даже если им известно, что это не вредит здоровью.

Установлены показатели, определяющие пригодность воды в отношении ее органолептических свойств. К ним относятся запах и привкус при температуре 20 °С не более 2 баллов; цветность по шкале не более 20°. В исключительных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы цветность воды может быть допущена до 35°. Специфические запахи и привкусы, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла.

К требованиям, обеспечивающим должные органолептические свойства, относится также отсутствие различаемых невооруженных глазом водных организмов. Если они имеются, значит, в неудовлетворительном состоянии находятся очистные сооружения водопровода. При хлорировании воды на водопроводных станциях не должно появляться хлорфенольных запахов, которые возникают при содержании в ней фенола и креозолов. Государственный санитарный контроль за качеством воды в местах водозабора перед поступлением в сеть и в самой распределительной сети осуществляется по плану, установленному органами санитарно-эпидемиологической службы.

Важным показателем воды является ее жесткость. Каждый знает, что если водой неприятно мыть голову, приходится долго намыливать волосы, то вода «жесткая». Но мало кто знает, что такое «жесткая вода» на самом деле.

Вы уже знаете, что в питьевой воде допускается содержание свинца не более 0,1 мг/л (количество свинца в мг на 1 л воды). Для измерения жесткости воды используют другую единицу: грамм-эквивалент (мг-экв) количество вещества в граммах или мг, численно равное его эквиваленту. Если вы сделали анализ воды и в результатах будет написано, например, что общая жесткость воды 5 мг-экв/л, нужно знать хорошо это или плохо. Заметим, что жесткость воды также зависит от времени года: минимальна она во время весенних паводков и максимальна зимой.

Природа жесткой воды

Жесткость воды – это содержание в воде растворенных солей щелочноземельных металлов, прежде всего кальция и магния. Различают кальциевую и магниевую жесткость, а их сумма называется общей жесткостью воды. Таблица 1 содержит сведения об общей жесткости воды. Иногда в справочной литературе приводят и несколько другие величины (например, жесткая вода 8-12 мг-экв/л).

Таблица 1

Общая жесткость различной воды

Жесткую воду не желательно использовать для различных бытовых, технических целей, об этом мы поговорим чуть позже. А человеческое здоровье? Как оно реагирует на содержание кальция и магния в воде? Оказывается, и мало солей плохо, и много тоже плохо. Вопрос, как влияет употребление жесткой воды на здоровье, нельзя считать до конца выясненным. Тем не менее, исследования немецких и английских ученых доказали, что существует определенная взаимосвязь между употреблением жесткой воды и распространенностью некоторых болезней. Изучая состав воды и распространенность наиболее часто встречающихся заболеваний в различных городах Германии, специалисты заметили, что чем больше в воде того или иного города солей и примесей, тем меньше среди горожан, употреблявших эту воду, случаев инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечно-сосудистых заболеваний среди населения. Например, в Глазго, где очень мягкая вода, самая высокая на Британских островах смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. В Лондоне же картина совершенно другая: случаев инфаркта со смертельным исходом здесь на 37% меньше, чем в Глазго.

Жесткая вода мало пригодна для стирки белья. Содержащиеся в ней растворимые известковые соли (кальция и магния) соединяются с мылом, образуя нерастворимый осадок, который вместе с загрязнениями остается на ткани, придавая ей желтоватый или серый цвет и делая белье хрупким и липким. Ухудшаются и гигиенические свойства белья: пористость, гигроскопичность, воздухопроницаемость, а расход моющих средств увеличивается на 20-40%. Для умягчения воды чаще всего применяют щелочи: соду, тринатрийфосфат, поташ, силикат натрия (жидкое стекло) и др. Вода также умягчается при кипячении. При этом из нее улетучивается углекислый газ, входящий в состав известковых солей, вследствие чего известковые соли переходят в нерастворимое состояние и осаждаются на стенках посуды, образуя накипь. Самым простым индикатором жесткости воды является растворимость мыла. Немного измельченного мыла (в виде стружек) кладут в стакан горячей воды. Если мыло полностью растворится и после охлаждения получится прозрачный раствор, значит вода мягкая, если же на поверхности образуется пленка нерастворимого мыла – вода жесткая.

Несколько слов о накипи

Если речь идет о чайнике, избавиться от накипи достаточно просто, существует множество самых различных рецептов: раствор уксуса, лимонной кислоты и др. Избавиться от накипи внутри труб, особенно горячего водоснабжения и отопления, гораздо сложнее. Теплопроводность стенки «труба-накипь» резко падает, что, с одной стороны, приводит к дополнительным расходам энергии, с другой к авариям: разрыву труб, взрыву котлов. Частицы накипи забивают краны, узкие шланги водосмесителей, сокращают сроки службы гидромассажных насадок, душевых сеток, разбрызгивающих головок посудомоечных и стиральных машин. В системах отопления общая жесткость воды не должна превышать 0,1 мг-экв/л, а в системах горячего водоснабжения 1 мг-экв/л – это в идеале. О такой идеальной, с точки зрения жесткости, воде можно только мечтать, но бороться с накипью можно. Широко рекламируемые средства, такие как «Колгон» и другие (сода, известь, фосфат натрия), необходимо регулярно использовать; в инструкциях, прилагаемых к отопительным и другим приборам, есть целые разделы по профилактическим мерам удаления накипи.

Другой бедой подавляющего большинства используемых вод является их повышенная железистость – излишнее содержание в растворенном и коллоидном состоянии соединений железа. Концентрация железа, как уже сказано, не должна превышать 0,3 мг/л, но например, подземные воды центрального региона России, включая Подмосковье, чаще всего содержат 2-6 мг/л. Повышенное содержание соединений железа – еще один удар по вашему здоровью, так как избыток железа способствует развитию самых различных болезней.

Как и соли кальция и магния, соединения железа образуют свою накипь – шлам, в горячей воде появляются хлопья, забивающие теплообменники, трубопроводы и т. д. Шлам затвердевает на внутренних поверхностях труб, в том числе за счет быстрого размножения (уже при 1 мг/л) железобактерий. О борьбе с соединениями железа в воде мы расскажем далее.

Нормы качества питьевой воды

В таблице 2 приведены некоторые нормы качества питьевой воды для Европы (предпоследняя колонка); значительно строже эти нормы в Швейцарии. Конечно, пить воду по «швейцарским» стандартам – лучшее, что можно придумать, но даже если анализы вашей воды будут близки к европейским нормам, это тоже очень неплохо.

Таблица 2

Нормы качества питьевой воды

Недаром в США считается, что даже чистая водопроводная вода является непригодной для питья. На кухнях большинства американских домов установлены подставки для крепления и эксплуатации больших сосудов с питьевой водой, всегда имеющейся в продаже. И можно быть уверенным, что вода в этих сосудах действительно соответствует нормам, принятым в США.

И последнее: конечно, в питьевую воду могут попасть возбудители кишечных заболеваний. Или, проходя через породы, богатые, например, соединениями мышьяка, вода несет вредный мышьяк. Но последние десятилетия всеобщее загрязнение воды не природное явление, а результат хозяйственной деятельности человека.

Громадное количество стоков, несущих самые токсичные вещества, попадает в итоге в источники водопотребления, в том числе и с грунтовыми водами в индивидуальные колодцы.

Очистка воды в частных домах – не дополнительное удобство, это необходимая мера для вашего здоровья.

Другое дело, что, в зависимости от полученных анализов воды, методы ее очистки будут различными.

Еще раз хочу обратить ваше внимание, что неправильно прибитую доску в доме можно перебить, неверно уложенный лист кровли можно поправить, максимум, что вам грозит в этом случае, – недолговременные протечки крыши. А вот разрушая зубы или щитовидную железу, желудок или печень, уже ничего «не перебьешь», лекарства и лечение стоят дороже, чем строительные материалы, а главное, часто не приводят к положительным результатам, а только устраняют симптомы. Воду мы пьем в больших количествах каждый день, и пить необходимо только качественную воду. Отдельную главу можно было бы посвятить инфекциям, которые попадают в организм с водой, но цель автора не напугать читателя, а дать рекомендации, как обезопасить себя и близких.

Не всем по карману полная установка очистки воды в доме, хотя от стоимости строительства среднего дома (30-40 тыс. долл. США) цена такой установки составляет примерно 1/10. И лучше, если есть такая возможность, не покупать в первую очередь дорогой телевизор или мебельный гарнитур к новоселью: здоровье важнее. Ну а если финансовые возможности не позволяют сразу приобрести систему очистки воды или анализы показывают, что она не нужна, воспользуйтесь небольшой установкой для питьевой воды стоимостью 100-200 долл. США.

Как правило, для водоснабжения используют подземные воды, которые по массе составляют около 7% от общего содержания воды гидросферы нашей планеты (примерно миллиард миллиардов тонн). Если равномерно «разлить» все подземные воды по нашей планете, то слой такой воды составил бы около 200 м. И тем не менее, многие регионы Земли испытывают нехватку воды, особенно пресной.

Подошва подземных вод находится на глубине 1520 км; до глубины 300-500 м находится зона интенсивного водообмена; верховодка и грунтовые воды постоянно связаны с наземными водоемами. Обычно используются подземные воды, лежащие в пределах нескольких десятков метров от земной поверхности. Верховодка – подземная вода (до 4 м от поверхности), не имеющая сплошного распространения: она периодически исчезает за счет испарения или перетекания в более глубокие горизонты. Верховодка «несет» все вещества с земной поверхности, в том числе и вредные для здоровья человека. Далее, за верховодкой, следуют почвенные (до 10 м) и грунтовые (до 40 м) воды подземные воды первых от поверхности земли постоянных водоносных горизонтов. Глубина их залегания зависит от геологического строения конкретного места. Первый горизонт не имеет сплошной кровли из водонепроницаемых пород и поэтому подвержен сезонным колебаниям уровня, многие дачники замечали изменение уровня воды в колодце в разное время года или в зависимости от обильных дождей (засухи).

Подземные воды создают различные водоносные системы. Самые простые из них пористый пласт или пласт грунта с трещинами, заполненный водой. Обычно такие пласты залегают между водоупорными слоями, чаще всего образуя сложные системы различной площади и глубины залегания.

На рисунке 1 приведена одна из схем залегания подземных вод. Указать точную глубину залегания в этом случае не представляется возможным, все зависит от конкретного выбранного места, ландшафта, близости подземных вод, состава и структуры пород.

Рис. 1. Схема залегания подземных вод:

1 – буровые скважины и уровни воды в них; 2 – свободный (у грунтовых вод) уровень вод; 3 – напорный уровень вод; 4 – проницаемые породы

Чаще всего, вне зависимости от типа колодца или скважины, используется вода первого водоносного горизонта, т.е. свободная вода (ее иногда называют гравитационной), которая перемещается между частицами породы или трещинами под действием силы тяжести. Обычно такое движение направлено в сторону уклона водной поверхности или меньшего гидростатического давления. В отличие от свободной воды, так называемая капиллярная вода передвигается вверх по тонким порам уже под действием капиллярных сил.

Реже для водоснабжения используются артезианские воды, известные еще с глубокой древности. Артезианские воды залегают между водоупорными наклонными пластами и в местах прогибов (впадин) и образуют водонапорный подземный бассейн. При бурении грунта в этих местах вода поднимается выше кровли водоносного пласта и при определенных условиях может фонтанировать над поверхностью земли.

О подземных водах, как и о всей гидросфере нашей планеты, можно рассказывать долго. Все сказанное выше было необходимо для того, чтобы дать представление о тех близких к поверхности водах, которые используются для водоснабжения, и пояснить, что горизонты весьма изменчивы и зависят от геологических и других условий конкретной местности.

Некоторые практические советы для определения места залегания воды

Конечно, самым простым и надежным свидетельством близости воды являются бьющие ключи. Но чаще всего ключевой воды вблизи нет, тогда о неглубоком залегании воды можно судить по следующим признакам.

В пологих, неглубоких балках во время засушливого лета сохраняются места с зеленой и густой травой, что свидетельствует о близком залегании подземных вод. Индикатором такого залегания является вечерний плотный туман в местах, где нет рек, прудов, болот и озер. Часто на этих участках растут влаголюбивые растения (камыш, осока), а после захода солнца в воздухе наблюдаются скопления комаров и мошек. Зимой в снежном покрове появляются прогалины и впадины.

Конечно, это косвенные признаки, объясняемые подъемом воды к поверхности по трещинам и порам, но, тем не менее, они значительно надежнее, чем используемые методы поиска воды с помощью лозы, металлических палочек и других приемов, не имеющих никакого отношения к гидрогеологии, которые сродни астрологии, уфологии и прочим «наукам» подобного пошиба.

В гидрогеологии есть специальный раздел «Разведка запасов подземных вод», основанный на изучении разведочных скважин в определенном районе с целью получения сведений, характеризующих водоносный пласт, и выяснения на их основании перспективы организации водоснабжения с использованием подземных вод.

Такую разведку необходимо провести на вашем (если такой имеется) участке. Причем необходимо не только выбрать место, где вы будете делать тот или иной колодец, но, если таких мест несколько, выбрать нужное, исходя, прежде всего, из следующих условий:

• колодец должен быть удален от места сброса канализационных стоков не менее чем на 15-20 м, причем, если участок имеет наклон, необходимо размещать колодец выше по течению грунтовых вод (в более высокой части участка);

• желательно выбрать место расположения колодца максимально близко к дому, точнее, к той части дома, где у вас будут находиться основные точки водопотребления (мойка, душ, туалет и т.д.). Такое расположение позволит сократить длину магистрали подачи воды от источника водоснабжения к источникам водопотребления.

Как провести такую разведку «под воду», пробное бурение? Есть два пути, выбор зависит от ваших финансов и наличия свободного времени.

1. Сделать заказ фирме, которая проведет такую работу, и, при вашем желании, выполнит монтаж выбранного вами источника водоснабжения, магистрали, водопровода и т.д. Адреса и телефоны подобных организаций можно найти, например, в регулярно издаваемых справочниках «Строительные материалы» и «Обустройство и ремонт», распространяемых в магазинах «Стройматериалы», в почтовых отделениях и через Интернет.

2. Произвести разведку своими силами. Не нужно думать, что такие работы требуют сложного и дорогостоящего оборудования. Например, отечественной промышленностью выпускается небольшой мотобур (вес с буровым инструментом 67 кг), позволяющий проводить бурение на глубину 10 м при диаметре начальных скважин 75 мм.

Какой из этих двух путей выбрать, решаете вы, узнав стоимость работ и необходимого инструмента, оценив свою квалификацию и т. д. Только помните, что без грамотной разведки вы можете оказаться в неприятном положении: вырытый глубокий колодец, с уложенными бетонными кольцами или деревянным срубом, окажется на дне сухим.

Устройство и изготовление колодцев

Принято считать, что основными типами колодцев являются: трубные, буровые (или трубчатые), восходящие и нисходящие ключевые колодцы.

Два последних типа колодцев мы рассматривать не будем, немногие хозяева участков могут похвастать тем, что на их земле бьют ключи.

В большинстве случаев трубные колодцы изготавливают с использованием готовых бетонных колец диаметром 1-1,5 м и высотой 1 м. Обычно глубина таких колодцев не превышает 10 м, и делают их следующим образом: равномерно подрывают ручной лопатой грунт и опускают кольцо на всю высоту, затем сверху ставят следующее кольцо и подрывают грунт дальше и т. д. Над кольцами ставят треногу с блоком для выемки грунта (обычно ведром) и подъема по тросу рабочего, проводящего подкоп. Лучше всего использовать кольца с замком (углубление по торцевой части кольца, в которое плотно вставляется следующее кольцо). Цена такого кольца диаметром 1 м около 50 долл. США, стоимость работы с вывозом вынутого грунта для укладки десяти колец 500 долл. США, то есть общая стоимость десятиметрового колодца составляет 1 000 долл. США. Работа, которую выполняют 2-3 рабочих, займет несколько дней. После заполнения водой нескольких нижних колец рекомендуется засыпать дно колодца слоем промытого песка, затем гравия (гальки, щебенки) 10-20 см каждый слой, после чего несколько раз откачать воду. Работа обычно проводится ранней осенью, когда грунтовые воды опустились; весной необходимо повторить откачку воды.

Многие специалисты рекомендуют, несмотря на плотную посадку колец в замки, для уплотнения швов проложить прокладку из просмоленной пеньки или других волокнистых материалов, не подверженных гниению. Применяют также обмазку из смеси цемента и жидкого стекла (обычно 1:1 по объему). Во всяком случае, для колец без замков (а такие кольца имеют, как правило, не только неровные торцы со сколами, но часто и форму, весьма далекую от окружности) такие меры защиты необходимы. Иначе верховодка может занести в колодец любые вещества, включая минеральные удобрения, навоз и т. п. Более того, кольца без замков необходимо скреплять в пяти местах стальными скобами во избежание возможных перекосов и появления щелей между кольцами. С этой целью на расстоянии 10-20 см от торца победитовым сверлом делают отверстия, скобы окрашивают масляной водостойкой краской, хорошо просушивают, после чего начинают стяжку колец. Лучше вставлять скобы с внутренней стороны колец, загибая их концы снаружи.

Если уровень подземных вод на вашем участке лежит ниже 10 м от поверхности земли, то в этом случае делают сквозной проход трубного ствола до водоносного слоя, одновременно устанавливая распорки, предотвращающие обвал стенок. Затем кольца опускают в ствол.

Вокруг колодца необходимо сделать замок из глины (толщиной до 1 м), а затем зацементировать поверхность, что позволит избежать проникновения в колодец дождевой воды. После этого можно поставить сруб с плотной крышкой или закрепить над колодцем кровлю. Рекомендуется также вывести вентиляционную трубу высотой 1-1,5 м над уровнем колодца. Если вы собираетесь эксплуатировать колодец и в зимнее время, необходимо сделать плотную теплую крышку (например, на деревянную крышку, прикрепить лист пенопласта толщиной 5 см, закрыв его с двух сторон несколькими слоями полиэтиленовой пленки). Желательно также утеплить и сруб колодца.

Трубные колодцы также можно изготавливать из кирпича или природного камня.

Еще 10-20 лет тому назад самыми распространенными шахтными колодцами были деревянные, так как вблизи лесных массивов всегда можно подобрать необходимые лесоматериалы и изготовить сруб. Сейчас, в связи с широкой продажей бетонных колец, деревянные шахтные колодцы стали делать реже. Тем не менее, вкратце рассмотрим устройство и изготовление таких колодцев.

Одним из основных условий долгой работы колодца и наличия качественный воды в нем является выбор древесины, которая должна отвечать следующим требованиям:

– не должна придавать воде привкус и быть зараженной грибками, жуками-древоточцами и т. п.;

– должна быть:

• водоустойчивой;

• удобной для обработки, прямослойной и сухой;

• остроганной (а не отесанной) с внутренней стороны сруба, так как заколы древесины ускоряют гниение сруба.

Лучшей древесиной для колодца считается лиственница, которая служит 20-25 лет, а главное, не придает привкуса воде. Дуб служит такое же время (в подводной части сруба еще больше), но дубильные вещества первое время придают воде привкус, окрашивают ее в коричневый цвет. Поэтому достаточно долго после изготовления колодца из дуба воду откачивают, используя только свежепоступившую. Раньше использовали мореную дубовую древесину: изготавливали дубовые венцы, на год-два укладывали их в проточную воду, например в ручей, затем в сарае, где древесина защищена от сквозняков, венцы просушивали.

Можно также использовать сосну, вяз, ольху и осину. Древесина этих деревьев в подводной части сруба служит около 20 лет. В надводной части сруба вяз, ольха и осина служат недолго (около 5 лет), поэтому на Руси колодцы иногда делали, комбинируя сорта древесины.

Форма деревянных срубов может быть самой разной, но чаще всего она квадратная, размеры с внутренней стороны 1,5 х 1,5 м.

Срубы изготавливают из бревен, брусьев или пластин. В последнем случае распиливают бревна диаметром 20-30 см вдоль их длины, затем распиленные стороны строгают.

Для бревенчатого сруба бревна обтесывают на один кант, одну сторону строгают. Выполняют срубы чаще всего рубкой «в лапу».

После изготовления сруба вынимают грунт на глубину 2 м, устанавливают треногу с полиспастом, делают на глубину 1 м водоупорный замок, утрамбовывая заранее приготовленную мятую глину, и опускают сруб. Шахту снова копают, выбирая грунт на толщину венца, через 5 венцов укладывают более длинные (на 20-30 см) бревна, которые ликвидируют возможные перекосы. При обильном водоносном слое на дно шахты опускают коробку, сбитую из толстых досок, стараясь ее как можно больше заглубить. Затем на дно слоем 20-30 см насыпают крупный песок, щебенку, гальку. Такая засыпка не позволяет взмучиваться илу.

Сруб шахтного деревянного колодца должен быть изготовлен тщательно, без трещин (если небольшое количество трещин все-таки появится, нельзя конопатить их изоляционными материалами, которые быстро загнивают), сколов. Венцы должны быть плотно подогнаны друг к другу.

Изготовление качественного деревянного сруба шахтного колодца требует достаточно высокой квалификации рабочих, опыта, поэтому при возможности рекомендуем вам остановить свой выбор на колодце с бетонными кольцами.

Также шахтные колодцы делают и из природного камня, и из кирпича.

Предположим, что результаты пробного бурения показали: на вашем участке водоносные слои залегают на глубине свыше 10-20 м. В этом случае обычно делают трубчатый колодец. Заметим, что строительство трубчатого колодца оценивается примерно в 5 раз дешевле (без учета стоимости бурения), чем шахтного, и занимает меньшее время. Поэтому при выборе источника водоснабжения необходимо тщательно взвесить все преимущества и недостатки шахтных и трубчатых колодцев, выяснить стоимость работ, материалов и сроки изготовления.

Если же вы решили сделать буровой колодец своими силами, ознакомьтесь с устройством и изготовлением таких колодцев, краткое описание которых приведено ниже.

Изготавливают такие колодцы бурением скважины с последующим опусканием свинченных стальных труб выбранного диаметра; обычно такого, чтобы в трубу можно было опустить погружной насос. В части трубы, находящейся в водоносном слое, сверлится большое число отверстий для прохождения в нее воды. Профессиональные буровые установки расположены на специальных автомашинах, вращение бура осуществляется от двигателя через передаточные устройства, уже подобранные металлические трубы имеют резьбу и навинчиваются автоматически, а не вручную.

Для плотных каменистых грунтов применяют специальные буры, использующие ударный способ разработки грунта с удалением продуктов разрушения каменистых грунтов из скважины. Самостоятельно пробурить скважину в таких грунтах без специальной установки практически невозможно.

Существенная деталь колодца – фильтры, очищающие воду, поступающую к насосу, от взвесей.

Самый простой гравийный фильтр – гравий засыпают в скважину после ее устройства. Сначала в скважину опускают дырчатую трубу или сетчатый фильтр, который по мере подъема обсадных труб обсыпают гравием. Зерна гравия должны быть в десятки раз крупнее диаметра водоносного песка.

Дезинфекция колодцев

Итак, вы выбрали и сделали колодец, вода вполне устраивает вас, не имеет привкуса и взвешенных частиц. Но этого мало. Не поленитесь отдать воду на анализ в ближайшую лабораторию, так как в ней могут находиться вещества органического и неорганического происхождения в количестве, превышающем установленную норму. В этом случае воду, особенно питьевую, нужно очищать, о чем мы поговорим далее. Но в любом случае в колодце и возле него должно быть чисто (шестиметровая санитарная зона). Регулярно (не реже двух раз в год) проводится дезинфекция колодца. Для этого 100-200 г хлорной извести заливают холодной водой, растирают до получения жидкой кашицы, выливают в ведро с водой, перемешивают, отстаивают и сливают прозрачную воду. Используя опрыскиватель, покрывают стены колодца прозрачной водой, которую слили. Операцию повторяют 2-3 раза, затем раскрытый колодец оставляют на сутки и несколько раз откачивают воду, пока не исчезнет запах хлора.

Для профилактики кишечных заболеваний, передающихся через воду (брюшной тиф, холера, гепатит А, дизентерия, ротавирусные инфекции, глистные инвазии и ряд других кишечных заболеваний), при нецентрализованном водоснабжении производится обеззараживание питьевой воды в шахтных колодцах, накопительных емкостях и других резервуарах с помощью дозирующего хлор-патрона (в соответствии с СанПиН 2.1.4.1175-02 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников, вступившем в силу 1 марта 2003 г.).

Дозирующий патрон объемом 500 мл из пористого керамического материала представляет собой сосуд с крышкой.

Для заполнения патрона чаще всего используют хлорную известь или двутретьосновную соль гипохлорита кальция (ДТСГК). В процессе обеззараживания воды хлорсодержащими препаратами в резервуарах величина остаточного хлора должна быть на уровне 0,5 мг/л.

Патрон осматривают на наличие трещин и погружают в сосуд с водой на 3-5 часов для вытеснения воздуха из его пор. Дозирующий патрон заполняют дезинфицирующим средством, при перемешивании добавляют воды до образования равномерной кашицы, закрывают пробкой и погружают в воду колодца на расстояние 20-50 см от дна – в зависимости от высоты водяного столба, а свободный конец веревки закрепляют на головке шахты. Через 2-4 суток определяют в воде колодца величину остаточного хлора и величину Коли-индекса (не более 10) йодометрическим методом или по запаху.

Частота повторных определений не должна быть реже 1 раза в неделю.

При отсутствии остаточного хлора в воде дополнительно вносят один или более патронов. При остаточном хлоре в воде более 0,5 мг/л, при резком запахе извлекают из колодца по одному патрону до тех пор, пока величина остаточного хлора в воде не будет 0,5 мг/л.

При уменьшении величины остаточного хлора или его исчезновении (примерно через 30 суток). Патрон извлекают из колодца, освобождают от содержимого, промывают и вновь заполняют дезинфицирующим препаратом. При этом вносят необходимые коррективы исходя из первоначального опыта обеззараживания воды в колодце.

Для удаления из пор и с поверхности патрона карбоната кальция, образующегося при применении ДТСГК при нахождении патрона в воде, его погружают в слабый раствор уксусной кислоты (1:250) на 1-6 часов (в зависимости от массивности пласта). После очистки патрон вновь заполняют дезинфицирующим средством и используют повторно.

Влажные патроны при перезарядке нельзя оставлять при температуре ниже 0 градусов, так как замерзание воды в порах ведет к разрушению патронов.

В завершении этой главы хочется сказать: не забывайте – вы творите свое здоровье, настроение и жизнь собственными руками. Начинайте день с глотка чистой и полезной воды! Будьте здоровы!