Чем питьевая вода отличается от промышленной и почему без нее невозможно добывать энергоресурсы
Что такое H2O? Конечно, вода. Однако наоборот это сравнение не работает: за понятием «вода» скрывается куда больше, чем молекула из двух атомов водорода и атома кислорода. Благодаря примесям химическая палитра воды столь велика, что одна и та же жидкость может быть полезной в одной ситуации и вредной в другой. Выясним, какая вода идеальна для питья, а какая — для бурения скважин и научных экспериментов.
На вкус и цвет
Природная вода редко бывает чистой. В реках, озерах и подземных водах содержатся минералы, соли, растворенные газы, микроорганизмы. Воду, которая содержит много солей кальция и магния, называют жесткой: она может вызывать образование накипи в чайниках и укорачивать срок службы промышленного оборудования. Если в воде мало кальция и магния, но много натрия, она называется мягкой. Такая вода лучше подходит для промышленности и бытовой техники, но вредна для здоровья при длительном употреблении.
Прежде чем подготовить воду для использования, специалисты изучают ее состав. Образцы отправляют в лабораторию и проверяют на концентрации минералов, тяжелых металлов, органических веществ и микроорганизмов.
Наталья Печенежская
ведущий инженер химической лаборатории «Газпром нефти»
Для анализа питьевой и природной воды на месторождениях мы применяем органолептические методы, изучаем химический состав проб с помощью реактивов и способности примесей поглощать либо отражать различное электромагнитное излучение. Работаем на совесть, ведь от этого зависит здоровье людей.
Уровень допустимых концентраций примесей, который регулирует законодательство, различается в зависимости от целей использования воды. Если примесей слишком много, воду могут очищать разными методами — например, с помощью химических веществ, физических и даже биологических фильтров. Если примесей мало, воду обогащают минералами.
Питьевая вода: здоровью на пользу, трубам не во вред
Питьевую воду очищают особенно тщательно. Из нее предварительно удаляют бактерии и токсины, но оставляют определенное количество минералов, полезных для здоровья. Первый этап в этом процессе — сбор природной воды в системах водоочистки. Тяжелые частицы примесей под воздействием силы тяжести оседают на дно. Чтобы собрать и отсеять с помощью фильтра более мелкие частицы, в воду добавляют коагулянты.
На этапе фильтрации вода проходит через песок, гравий и уголь, словно через сита с отверстиями разного диаметра. Затем воду дезинфицируют: для уничтожения микроорганизмов жидкость хлорируют и обрабатывают ультрафиолетовым излучением.
Если полученная вода слишком «чистая», в нее добавляют важные для человеческого организма минералы. Они позволяют и подкорректировать уровень кислотности (pH) воды. Итоговый состав выверяют так, чтобы питьевая вода не навредила здоровью и не ускорила коррозию водопроводной системы.
Техническая вода: замедлитель ржавчины
Техническая вода, используемая в отопительных системах и на производствах, тоже подвергается очистке, но стандарты для нее менее строгие, чем для питьевой. Главное — контролировать уровень веществ, которые могут вызывать коррозию или накопление отложений минеральных солей в системе.
Отопительным трубам и промышленному оборудованию вредят содержащиеся в воде углекислый газ, кислород и сероводород, а также хлориды и сульфаты. Их удаляют, а попутно тщательно контролируют уровень pH воды и добавляют в нее химические вещества, которые замедляют процесс образования ржавчины.
Вода для скважин: «строитель», «грузчик», «механик»
Скважины на месторождениях нефти и газа нельзя было бы пробурить без воды. Буровой раствор, который закачивают в недра, содержит воду и предотвращает осыпание стенок скважины, защищает ее от излишней сырости, охлаждает бур и вымывает на поверхность размолотую горную породу. В жидкость для бурения добавляют присадки для смазывания оборудования, предотвращения роста микроорганизмов и увеличения плотности растворов — например, полимеры.
Гидроразрыв пласта, который применяют при добыче трудной нефти, тоже невозможно провести без жидких реагентов. Их под давлением подают в скважину вместе с твердыми гранулами. С жидкостью гранулы попадают в пласты горных пород и становятся распорками в новых трещинах, по которым в скважину течет нефть.
Дистиллированная вода: для науки, но не для питья
Для некоторых промышленных процессов нужна вода со специфическими характеристиками. Например, в фармацевтике, микроэлектронике и пищевой промышленности используется дистиллированная вода — кристально чистая, из которой при помощи кипячения и конденсации пара удалили абсолютно все примеси.
Дистилляция делает воду идеальной для научных экспериментов и производства лекарств. При этом постоянно пить ее нельзя: такая вода обладает повышенной кислотностью, быстро растворяет и выводит из организма полезные минералы.
