Грунтовая вода скапливается в глубине земли на поверхности водоупорных горизонтов, состоящих в основном из толстого, плотного слоя жирной глины. Поскольку рельеф водоупорных горизонтов неоднороден, то скопившаяся на них вода образует разные по объему водоносные горизонты. Количество водоносных горизонтов и глубина их залегания зависят от строения грунта на данном участке местности.
Что же касается чистоты грунтовой воды, то чем глубже расположен водоносный слой, тем вода чище. Но при строительстве колодцев не следует забывать и о том, что если грунт загрязнен, то и вода, просачиваясь через него, становится непригодной для питья. Вот поэтому колодцы никогда не строят рядом с фермами, навозными кучами, выгребными ямами и т. п.
По санитарным нормам расстояние между ними и колодцем должно быть не менее 20 м. Кроме того, колодцы не строят по берегам рек, в низинах, затопляемых паводком или проливным дождем.
Если водоносный слой расположен ниже точки промерзания грунта в данной местности, то вода в нем всегда имеет приятный вкус и не требует дополнительной очистки.
Атмосферная вода, насыщенная газами, не содержит примесей и минеральных солей. В ее составе почти нет микроорганизмов.
Грунтовая вода содержит различные примеси в виде фосфорной кислоты, аммиака, солей калия и т. д. Поглощая из грунта углекислоту, она способна растворять минеральные соли.
Вода может быть жесткой или мягкой.
Жесткая вода содержит в своем составе большое количество минеральных солей. Степень жесткости определяется по количеству извести в 100 г воды: в 100 г воды, имеющей 1 градус жесткости, содержится 1 мг извести; в 100 г воды, имеющей 2 градуса жесткости, содержится 2 мг извести и т. д. Допустимая жесткость питьевой воды – 6–20 °.
Вода считается мягкой, если ее жесткость не превышает 10°. Она приятна на вкус, содержит в себе много воздуха и небольшое количество углекислого газа и соли.
Колодезная вода должна быть прозрачной и чистой, без вкуса и запаха. Очистить ее от мелких частиц песка, гравия, глины и других примесей, попавших из водоносных слоев, можно с помощью фильтра.
Оптимальная температура воды из колодца – 8–12 °C. Встретив на своем пути препятствие в виде водоупорного горизонта, вода начинает искать выход и находит его, как правило, в низко расположенных местах. Выходя на поверхность, она образует ключи в виде отдельных струек или одной сильной струи.
Ключи бывают восходящими или нисходящими в зависимости от давления, которое испытывает грунтовая вода. Если на низком и ровном месте вода вытекает на поверхность под некоторым напором, это восходящий ключ, а если она медленно стекает по склону оврага, то это нисходящий ключ.
Если при бурении скважины сильная струя воды вырывается на поверхность и поднимается над ней на значительную высоту, то такая струя называется артезианской.
Проще всего брать воду из восходящих и нисходящих ключей, но не всегда их удается найти. Артезианскую же воду можно получить практически на любом участке. Независимо от времени года и погодных условий ее уровень в колодце всегда одинаков. Но артезианская вода не всегда бывает хорошего качества, кроме того, она очень холодная.
Если вода горчит, скорее всего, в ней содержится сульфат магния. Кстати, он же придает воде жесткость. Соли марганца и железа придают воде металлический привкус. Щелочной (как по PH, так и по вкусу) воду делают сода и углекислый калий. Запах воде чаще всего придают микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, реже такие растворенные в ней вещества, как аммиак, хлор.
Химический состав воды, употребляемой для полива, и почвы можно произвести в химической лаборатории.
Анализ поливной воды, питательных растворов, выжимки и дренажа выполняется по следующим параметрам:
Можно ли по внешним признакам судить о наличии в воде тех или иных элементов?
Из нескольких тысяч веществ, которые могут быть растворены в воде, всего лишь несколько процентов определяются по вкусу, запаху или цвету. Но есть и очевидные “подсказки”. Налейте воду в прозрачный сосуд и дайте ей постоять. Если прозрачная вода становится мутной, в ней появляются хлопья, бурый осадок, слизь, которая плохо удаляется со стенок чашек и чайника, можно предположить, что в воде повышенное содержание железа. Белая взвесь, которая после отстоя воды оседает плотным слоем на дне, говорит о том, что рядом с источником находятся известняки, а в воде присутствует большое количество солей кальция. Наличие бледно-голубого или зеленоватого оттенка может свидетельствовать о повышенной концентрации меди.
Соленость, минерализация воды
Повышенная минерализация поливной воды влияет на концентрацию почвенного раствора. При концентрации почвенного раствора выше определенного порога происходит снижение урожайности. Содержание солей может быть выражено через единицы электропроводности, которыми являются дециСименс на метр (дСм/м), милиСименс на сантиметр (мСм/см), миллимо и т.д. (1 дСм/м = 1 миллимо = 1 мСм/см = 0,001 обратного Ома).
Измерить солёность воды можно несколькими способами: по плотности с помощью специального прибора ариометра, по водородному показателю среды с помощью рН-метра, или по электропроводности, определённой прибором солемером при заданной температуре.
Электропроводность растворов обычно определяется кондуктометрами.
В таблице отражены критерии солеустойчивости растений в соответствии с соленостью почвы и воды.
| Группировка культур по солеустойчивости | Градация засоленности почвы или воды | Средняя засоленность ECmin, дСм/м |
| Чувствительные | Очень низкая | < 0,95 |
| Среднечувствительные | Низкая | 0,95-1,90 |
| Среднеустойчивые | Средняя | 1,90-4,50 |
| Устойчивые | Высокая | 4,50-7,70 |
| Очень устойчивые | Очень высокая | 7,70-12,20 |
| Растения не выживают | Экстремально высокая | > 12,2 |
В таблице отражены влияние электропроводности почвы и воды на урожайность сельскохозяйственных культур.
| Культура | ECmin, дСм/м |
| Финиковая пальма | 4,0 |
| Гранатовое дерево | 2,7 |
| Апельсиновое дерево | 1,7 |
| Лимон | 1,7 |
| Яблоня, груша | 1,7 |
| Грецкий орех | 1,7 |
| Персиковое дерево | 1,6 |
| Абрикос | 1,5 |
| Виноград | 1,5 |
| Вишня | 1,5 |
| Миндаль | 1,5 |
| Слива | 1,5 |
| Ежевика | 1,5 |
| Крыжовник | 1,0 |
| Малина | 1,0 |
| Садовая земляника | 1,0 |
| Столовая свекла | 4,0 |
| Морковь | 1,0 |
| Картофель | 1,7 |
| Томат | 2,5 |
| Лук репчатый | 1,2 |
| Огурец | 2,5 |
| Репа | 0,9 |
Определить наличие солевого остатка в воде можно в домашних условиях. Для этого взвешивают сухую эмалированную чашку, в нее надевают 130 мл поливной воды и снова взвешивают. Затеи испаряют воду и опять взвешивают. Разница в массе между сухой чашкой и после испарения составит солевой остаток.
Более простой и цивилизованный метод — использовать электронный прибор солемер, который позволит с точностью до миллиграммов на литр определить солесодержание воды и ее пригодность не только для полива, но и для питья.
Изначально правильно установленная система капельного орошения значительно уменьшит проблемы солености почвы, благодаря поддержанию на постоянной основе высокого влагосодержания почвы.
Уровень кислотности pH
Жесткость
Итак, жесткостью принято называть совокупность свойств воды, обусловленных содержанием в воде катионов кальция (Са) и магния (Mg).На самом деле, все двухвалентные катионы влияют на жесткость воды, просто влияние катионов стронция (Sr), железа (Fe) или марганца (Mn) ничтожно по сравнению с влиянием катионов кальция и магния, а растворимость солей трехвалентного железа и алюминия (Al) мала при уровне кислотности природной воды.
Жесткость воды можно подразделить по видам. Общая жесткость - суммарная концентрация ионов магния и кальция. Это сумма карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.
Карбонатная жесткость (временная) - обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния. Этот тип жесткости воды практически полностью устраняется кипячением воды, и поэтому получил название временной жесткости. При повышении температуры воды гидрокарбонаты распадаются, в результате образуется нестойкая угольная кислота, а кальций и магний выпадают в осадок в виде карбоната кальция и гидроксида магния.
Некарбонатная жесткость (постоянная) – обусловлена наличием солей кальция, магния и таких кислот как соляная, серная, азотная. При повышении температуры этот вид жесткости не устраняется, так как эти соли не выпадают в осадок.
Измеряется жесткость воды в градусах (условных единицах, миллиграмм - эквивалентах на 1 литр (мг-экв/л). В нашей стране чаще используются русские или немецкие градусы жесткости. Один градус соответствует одному миллиграмм - эквиваленту кальция (20,04 мг), растворенному в 1 л воды, или одному миллиграмм - эквиваленту магния (12,16 мг), также растворенному в 1 л воды.
Снижение жесткости воды называется умягчением. Способов умягчения воды довольно много и они всегда ставят целью снижение в воде концентрации катионов кальция и магния.
Временную (карбонатную) жёсткость устраняют либо кипячением воды, либо реагентным способом: добавлением в нее гашёной извести. Постоянную жесткость воды устраняют добавлением соды (иногда используют ортофосфат натрия). Во всех случаях кальций и магний выделяются из воды в виде нерастворимого осадка, вода становится мягкой. При использовании реагентов не надо забывать, что в умягченной воде увеличивается содержание ионов натрия, например, не используемого растениями в процессах жизнедеятельности. В домашних условиях воду для умягчения проще кипятить в течение 20-30 минут. Затем ее, не перемешивая, нужно охладить и осторожно слить 2/3 объема (в остальном объеме будут находиться осажденные соли). Можно попытаться полученный осадок отфильтровать, но это будет затруднительно в силу его мелкодисперстности. Необходимо помнить, что кипяченая вода лишается растворенного в ней кислорода.
В продаже часто встречаются разнообразные «декальцификаторы». Как правило, это натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б). Эти средства катионы кальция и магния в осадок не выводят, а переводят их в растворимые комплексные соединения, доступные для питания растений. Опыты показали, что добавление 1-1,5 г. трилона Б на 1 литр воды жесткостью 12-16 град. позволяют выращивать растения, требующие очень мягкой воды.
Хорошо умягчает жесткую воду вымораживание из нее солей. В начале процесса происходит образование льда и концентрирование солей в не успевшей замерзнуть части воды. Поэтому следует замораживать не более 2/3 объема воды. Лед при размораживании станет источником прекрасной мягкой воды, незамерзшую же воду, ставшую достаточно концентрированным раствором солей, придется вылить. Тем же, кто живет в местах, где зимой замерзают водоемы, можно напомнить, что в их распоряжении всегда есть лед – источник мягкой воды для полива (или свежевыпавший снег после затяжного снегопада).
Обессоленную, мягкую воду получают так же дистилляцией, кипячением воды с улавливанием ее паров с последующей конденсацией. Дистиллированная вода прекрасно подходит для полива растений, следует помнить только, что в этом случае растениям следует обеспечить регулярные подкормки удобрениями (в дистиллированной воде отсутствуют не только соли жесткости, но и соли, необходимые для жизнедеятельности растений). В домашних условиях этот метод не используется не только в силу высокой энергоемкости процесса, но и в силу того, что дистиллятор требует стационарного подключения к водопроводу, системы охлаждения для конденсации паров, строгого соблюдения мер безопасности.
В продаже для умягчения жесткой воды предлагаются ионообменные фильтры. Фильтры представляют собой емкости, наполненные смолой, содержащей способные к замене катионы натрия. При пропускании жесткой воды через фильтр катионы кальция и магния замещаются на катионы натрия, оставаясь в смоле, а вода умягчается. Но при этом она обогащается содой, что делает реакцию среды щелочной и приводит к тому, что некоторые элементы питания почвы становятся нерастворимыми, то есть недоступными для растений. Ну а сами ионы натрия, напомним, растениям не нужны. Все сказанное делает использование такой умягченной воды для полива растений нежелательным. Кроме того, ионообменные фильтры требуют регулярной регенерации (или замены, если вы не хотите регенерировать смолу самостоятельно). Ориентировочно, 1 куб. дециметр ионообменной смолы может умягчить 160 литров воды жесткостью 5 мг-экв/л.
Самыми эффективными по умягчению (и очистке) воды являются обратноосмотические фильтры. Они защищают от любых механических примесей, атомов и ионов, размер которых превышает 1/1000 долю микрона, что в сотни и тысячи раз выше адсорбционной способности лучших сортов угля и синтетических волокон. Обратноосмотическую воду можно пить без кипячения, так как в ней отсутствуют вирусы, микробы и бактерии. В такой воде не может быть гербицидов и пестицидов (в силу крупных размеров их молекул). Полупроницаемая осмотическая мембрана препятствует выравниванию концентраций веществ по разные стороны от себя. Поток воды продавливается через мембрану, которая задерживает примеси, поддерживая их высокую концентрацию с той стороны, откуда течет вода. В зависимости от типа мембраны степень очистки воды составляет 90–98%. Необходимо понимать, что прежде, чем вода поступит на обратноосмотическую мембрану, она должна пройти несколько ступеней предварительной (грубой) фильтрации, где будут улавливаться более крупные частицы примесей (это существенно удлинит срок ее службы). Обратноосмотические бытовые фильтры достаточно дороги, их стоимость начинается от $300–$400, пока они не являются массовым продуктом.
Кажется, что перечислены основные способы умягчения жесткой воды. Хотя в магазинах появляется все больше средств и разнообразных фильтров, едва ли они представляют собой что-то абсолютно новое, уникальное. Скорее всего, эти средства или способы будут, в какой-то степени, аналогами перечисленного выше (или их комбинацией). Со всеми плюсами и минусами. Хотелось бы, чтобы прочитанное помогло вам ориентироваться в предлагаемом ассортименте и делать разумный выбор.