извлеченный из водозабора "Неманица"
г. Борисова
Процессы химического кольматажа, происходящие в прифильтровых зонах скважин, интенсифицируются биологической деятельностью. Основной причиной этого являются железо-, сульфат- и марганцевые бактерии, которые в нескольких видах присутствуют во всех водоносных породах и подземных водах и в результате жизнедеятельности осаждают железо, марганец и выделяют сероводород из подземных вод. Все организмы, способные осаждать эти компоненты из подземных вод, можно разбить на четыре основ-ные группы .
Первую группу составляют железо и марганцевые бактерии, способные использо-вать энергию окисления закисных соединений Fe и Mn по уравнению:
4Fe(НСО3)2 + 6 Н2О + О2 > 4 Fe(ОН)3 + 4 Н2 СО3 + 4 СО2 + 58 000 кал.
4 MnСО3 + О2 > 2MnО +2 СО2 +76 000 кал.
Сюда относятся Leptothrix, Gallionella, Siderococcus и другие железобактерии авто-трофного образа жизни, использующие энергию как солнца, так и энергию окисления дру-гих веществ. Длина отдельных разновидностей (Leptothrix ochracea) достигает 1 см. Они могут прикрепляться к субстрату и вести плавающий образ жизни, по существу, производя хемосинтез.
Ко второй группе относится ряд гетеротрофных организмов, покрытые слизистой оболочкой, которая может абсорбировать из раствора окисные или закисные соединения, пропитывать их гидратом окиси Fe или Mn. Энергия, выделяющаяся при окислении этих соединений, организмами не используется. Сюда относится ряд нитчатых бактерий из рода Cladothrix. К третьей группе могут быть отнесены организмы, которые способны использовать органические соединения гуматов железа. Типичный представитель этой группы Sidero-capsa treubii. Эти бактерии, используя для своего питания органическую часть гуминового комплекса, осаждают освобождающееся железо на своей поверхности.
К четвертой группе относятся представители высшей водной растительности и нитчатых водорослей, например Conferva. Во время интенсивного фотосинтеза они ис-пользуют углекислоту бикарбонатов, железа, кальция и марганца. При этом сильно подщелачивается окружающая среда и из раствора выделяются марганец и железо в виде гидратов окиси.
Железобактерии характеризуются следующими физиологическими особенностями: способностью оказывать каталитическое действие на процесс перевода закиси железа в окись, интенсивным выделением огромного количества гидрата окиси железа, основного продукта их окислительной работы. Они обычно не нуждаются в органических питательных веществах, присутствие которых в больших количествах угнетающе действует на их развитие. Все они предпочитают низкую температуру, свет не играет особой роли в жиз-недеятельности железобактерий: они лучше размножаются в темноте. Наиболее благо-приятная для развития железобактерий слабо – кислая реакция, но они могут развиваться при почти нейтральной реакции. Необходимыми условиями развития железо- и марганцевых бактерий являются: 1) Величина рН должна находиться в пределах 5,7 – 7,2. 2) Содержание железа Fe2+ не должно быть меньше 1,6 мг/л и не превышать 10 – 12 мг/л. 3) Подземная вода должна со-держать углекислоту 4) Окислительно – восстановительные условия должны характеризо-ваться величинами Еh > -10 мВ ± 20мВ, а rH ? 14,5±1. Процесс развития бактерий интен-сифицируется с увеличением скорости фильтрации, так как в этом случае увеличивается интенсивность поступления питания (Fe2+, Mn2+) к бактериям.
С целью уменьшения действия бактерий, для поддержания стабильной работы скважин, необходимо предусматривать профилактические мероприятия. К ним относятся 1) С частотой 1 раз в 3 – 4 месяца предусматривать хлорирование скважин с остаточной концентрацией хлора 5 – 7 мг/л. При этом возможно хлорирование скважин путем подачи воды с хлором из напорного водовода. После введения раствора хлорной извести в сква-жину целесообразно включить насос на 30 – 50 с и затем отключить его с тем, чтобы об-работался не только фильтр, но и прифильтровая зона скважины. 2) Все оборудование включая и насосное, во время бурения скважины, ее ремонта и обслуживания, необходи-мо перед установкой дезинфицировать, для исключения попадания бактерий в скважину с поверхности земли. 3) Вода, используемая при бурении, очистке и другом обслуживании не должна быть взята из озер или прудов. 4) Обсадная труба скважины должна в обяза-тельном порядке быть водонепроницаемой, сверху герметично закрыта, и выступать над поверхностью земли не менее чем на 0,5 м.
Более устойчивый эффект на длительный период времени обеспечивает установка в фильтре специального источника гамма лучей. В качестве такого источника опробовано применение радиоактивного кобальта и цезия, помещенных в закрытом излучателе .
Альтернативным и более дорогим методом борьбы с бактериями можно считать применение воды нагретой до температуры + 600 С, и выдерживаемой в скважине в тече-нии 30 минут. Из всего выше изложенного можно заключить, что для Республики Беларусь в об-щем и для г. Минска в частности, условия для развития бактерий являются вполне при-емлемыми, т. к. величина рН колеблется в пределах от 7 до 8,2, содержание железа лежит в пределах от 1,4 до 12 мг/л, в образцах кольматанта присутствует сульфид железа и на-блюдается сокращение в водах иона SО4 (присутствие сульфатредуцирующих бактерий), а также отмечается разница в количественном содержании сульфида железа и окиси каль-ция в образцах, взятых с водоподъемного оборудования, и полученных при кислотных об-разцах.
Любые вопросы напровлять сюда