Водоподготовка
Станция водоподготовки (ETAP)Когда
До использования воды. Её берут из реки и делают пригодной для питья.
Что удаляет
Ил, взвешенные частицы и микроорганизмы.
Что нужно принести
Три предыдущих урока рассматривали воду как вещество. Этот рассматривает её как ресурс: сколько её доступно, как её делают питьевой и что с ней делают после использования.
Объяснение
Читать объяснение
Воды много, доступной — очень мало
Планета покрыта водой, и всё же доступная пресная вода — ничтожная доля общего количества.
| Где находится | Доля от общего количества | Можно ли использовать? |
|---|---|---|
| Океаны и моря | около $97\ \%$ | Нет: она солёная. |
| Ледники и полярные льды | около $2\ \%$ | Пресная, но замёрзшая и далеко. |
| Подземные воды | меньше $1\ \%$ | Частично да, через скважины. |
| Реки, озёра и атмосфера | ничтожная доля | Да: отсюда берётся почти вся вода, которую мы используем. |
Главный вывод: из каждых ста литров воды на планете меньше одного — пресная жидкая вода, до которой можно дотянуться. Этот крошечный остаток снабжает всё население, всё сельское хозяйство и всю промышленность.
И к тому же распределена она плохо
В Аргентине в среднем много воды на жителя. Но среднее скрывает главное: вода и люди находятся не в одних и тех же местах.
| Область | Ситуация |
|---|---|
| Литораль и пампа | Воды много: бассейн Ла-Платы — одна из самых полноводных речных систем мира. Здесь живёт большая часть населения. |
| Патагония | Много талой воды и мало жителей: высокая доступность на человека. |
| Куйо | Засушливая зона. Зависит от рек, питаемых таянием снегов Кордильер, и от орошения: без этого не было бы сельского хозяйства. |
| Северо-запад и Чако | Очень сезонные дожди и долгие засухи. Здесь труднее всего обеспечить безопасную воду. |
Подсказка: иметь воду рядом — не то же самое, что иметь безопасную воду. Доступ определяется инфраструктурой: водопроводной сетью, очистной станцией и канализацией.
Цикл: две очистки, а не одна
Вода проходит через две разные станции, и их не стоит путать.
Очистка сточных вод
Очистные сооружения (EDAR)Когда
После использования. Принимают то, что выходит из канализации, и очищают это, прежде чем вернуть в реку.
Что удаляет
Твёрдые вещества, органические вещества и биогенные элементы, такие как фосфор и азот.
Как получают питьевую воду
Станция водоподготовки (ETAP) делает следующее в таком порядке:
- Водозабор и решётки. Воду берут из реки и задерживают крупные предметы: ветки, мусор.
- Коагуляция и флокуляция. Добавляют вещество, из-за которого мельчайшие частицы, которые сами оседали бы несколько дней, слипаются друг с другом в более крупные хлопья.
- Отстаивание. Хлопья, теперь тяжёлые, оседают на дно.
- Фильтрование. Вода проходит через слои песка, которые задерживают то, что осталось.
- Обеззараживание хлором. Уничтожается всё живое, что там есть.
Шаги 2–4 удаляют взвешенные вещества: это методы разделения смесей из раздела 3, применённые в масштабе города. Шаг 5 — единственный, который ничего не разделяет: он уничтожает.
Подумай, прежде чем открыть: если вода уже прошла песчаный фильтр и вышла прозрачной, зачем добавлять хлор?
Посмотреть ответ, чтобы сравнить со своим
Потому что прозрачная — не значит безопасная. Бактерии и вирусы слишком малы, чтобы их задержал фильтр, и их не видно: кристально чистая вода может содержать достаточно микробов, чтобы ты заболел.
Есть и вторая причина, и именно она объясняет проект урока 17: хлора должно быть немного в избытке. Этот избыток — остаточный свободный хлор — путешествует с водой по километрам труб до твоего дома и защищает её от загрязнения по пути.
Что происходит, если вода возвращается грязной
Сточные воды — это воды, которые уходят из домов, с предприятий и с полей. Если они возвращаются в реку без очистки, происходят три вещи:
- Микробиологическое загрязнение. Стоки канализации несут микроорганизмы, вызывающие болезни. Если кто-то пьёт из этой реки ниже по течению, он заболевает.
- Нехватка кислорода. Бактерии, разлагающие органическое вещество, расходуют растворённый кислород. Без кислорода рыбы гибнут.
- Избыток биогенных элементов. Азот и фосфор из моющих средств и удобрений действуют как удобрение для водорослей. Это эвтрофикация, и это тема следующего урока.
Значит, очистные сооружения — не роскошь: именно они не дают реке превратиться в канализацию для тех, кто живёт ниже по течению.
Анимация
Описание анимации
Из всей воды планеты 97,5 процента — солёная. Из 2,5 процента пресной большая часть заморожена в полярных шапках или находится под землёй. Поверхностная пресная вода рек и озёр, которую легче всего использовать, — крошечная доля общего количества.
Эта вода не попадает в кран сама. Она проходит через станцию водоподготовки, и путь состоит из пяти шагов. Сначала решётка и песколовка, которые удаляют крупное. Потом коагуляция, где добавляют вещество, заставляющее мелкие частицы слипаться. Потом отстаивание, где эти комки оседают на дно под собственным весом. Потом фильтрование через слои песка. И наконец хлорирование, которое уничтожает оставшиеся микроорганизмы.
И путь не заканчивается, когда ты используешь воду. То, что уходит в слив, должно пройти через другую станцию — очистные сооружения. Там тоже есть решётки, потом первичное отстаивание, потом биологическая очистка, где бактерии поедают органическое вещество, потом вторичное отстаивание, и только после этого вода возвращается в реку.
Их не стоит путать. Станция водоподготовки готовит воду, чтобы ты её пил; очистные сооружения очищают использованную воду, чтобы вернуть её в окружающую среду. Это не одна и та же установка, и функции у них разные.
А когда вторых нет — а так обстоит дело на большой части страны, — река получает сточные воды без всякой очистки.
Источники анимации: USGS, Where is Earth's Water — распределение воды на планете; этапы водоподготовки и очистки сточных вод следуют схеме страницы урока. Схема, не в реальном масштабе.
Листы для скачивания (на испанском)
Сколько воды доступно
Цикл воды
Задания
1. Проследить за литром
Опиши полный путь литра воды от реки до возвращения в реку, называя на каждом шаге, какая станция её обрабатывает и что из неё удаляют.
- Опиши путь не меньше чем в шесть шагов.
- Отметь единственный шаг, на котором воду используют, и шаги, которые являются очисткой.
- Укажи, на каком шаге добавляют хлор и почему именно там, а не раньше.
2. Разделение смесей в масштабе города
Для каждого шага водоподготовки реши, на какой метод разделения из раздела 3 он похож, и обоснуй одним предложением.
- Решётки водозабора.
- Отстаивание.
- Фильтрование через песок.
- Обеззараживание хлором. Осторожно с этим пунктом: возможно, это не разделение.
3. Вода рядом и безопасная вода
Напиши ответ, разделённый на три части.
Самопроверка
Восемь вопросов. Когда выбираешь вариант, появляется объяснение — и при верном, и при неверном ответе: прочитай его, даже если ответил правильно.
Загрузка вопросов…