История Московского водопровода

Вода – вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик И. В. Петрянов свою научно – популярную книгу о воде назвал “Самое необыкновенное вещество в мире”. А доктор биологических наук Б. Ф. Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде – “Вещество, которое создало нашу планету”.

Вода. Мы никогда не задумываемся над смыслом и сутью этого слова. Но вода - это сама жизнь, без неё всё погибает. Наша голубая планета Земля на 70 % состоит из воды: океаны и моря, реки и озера, родники и ручьи, болота, ледники, айсберги, вечные снега на горных вершинах и вечная мерзлота. Воды много, но для питья пригоден лишь 1% из всего этого многообразия (имеется в виду вода в своем естественном, природном состоянии).

Человеческий организм на 70-80% состоит из воды: 50% содержится в мышцах, 13% в костях, 5% в крови, 16% в печени, 0. 4% в селезенке, - благодаря которой происходят все жизненно важные процессы в организме: она питает, обогащает кислородом, охлаждает тело, помогает освобождаться от токсинов, восстанавливает клетки.

Человек очень остро ощущает нарушение водного баланса. Потеря влаги на 6-7% от веса тела вызывает обмороки. При потере 10-12% влаги сердце перестает биться. Механизм старения организма связан напрямую с потерей воды.   К 50 годам человек «усыхает» и воды остаётся менее 60% от массы тела.

Вода выполняет в живой клетке множество функций, главная — структурно - энергетическая!

Вода способна сохранять «память» о структуре растворенных веществ. Можно сказать, перенимает её свойства.

От воды зависят многочисленные химические реакции, и она служит определяющим компонентом во многих биохимических реакциях.

Будучи главной жидкостью, в организме вода служит растворителем для минеральных веществ, витаминов, аминокислот, глюкозы и многих других питательных веществ.

Вода играет ключевую роль в пищеварении, всасывании, переносе и утилизации питательных веществ. Вода является средой для безопасного выведения токсинов и продуктов жизнедеятельности, она решающим образом влияет на процесс терморегуляции в организме, от процесса образования энергии до смазки суставов и процесса репродукции. Нет ни одной системы в организме, которая не зависела бы от воды. Вода необходима для мышечных сокращений.

Ежедневное употребление необходимого количества воды хорошего качества (живой воды) является одним из главных условий сохранения, и даже восстановления здоровья. Специалисты пришли к выводу, что 9/10 хронических заболеваний могут быть излечены, если пить воду в нужных количествах и соответствующего качества.

Вода (H20) - окись водорода, простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом (11,19% водорода и 88,81% кислорода по массе).

Вода – бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха, молекулярная масса 18,0160. Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории Земли и возникновении жизни, в формировании физической и химической среды, климата и погоды на нашей планете. 71 % поверхности Земли покрыто водой (это океаны, моря, озера, реки и т.  п. ). Также вода в газообразном состоянии находится в атмосфере планеты в виде облаков, туманов и т.  п. При конденсации выводится из атмосферы в виде атмосферных осадков (дождь, снег, град, роса и т.  д. ). В совокупности жидкая водная оболочка Земли называется гидросферой, а твёрдая литосферой.

Без воды невозможно существование живых организмов. Вода — обязательный компонент практически всех технологических процессов — как сельскохозяйственного, так и промышленного производства.

Благодаря широкой распространённости воды и её роли в жизни людей, она издавна считалась первоисточником жизни.

Первые сведения о Московском водопроводе относятся к 1339 году, когда при князе Иване Калите (1308-1340 гг. ) был проложен трубопровод из дубовых сверленных бревен от реки Москвы за стены деревянного Кремля. На рубеже XV-XVI вв. во время строительства кирпичного Кремля стали устраивать водопроводы-тайники под башнями. Вода из родника самотеком проходила через подземные галереи, проложенные до Троицких и Никольских ворот.

При первом царе из династии Романовых в 1632-1634 гг. в Кремле был построен напорный водопровод. Специально приглашенный английский мастер Христофор Головей привез с собой из Англии водоподъемную машину и установил ее на Свибловой (Водовзводной) башне. Вода из Москвы реки поступала по подземной галерее в резервуар в подвале башни, оттуда машина поднимала ее наверх. Далее вода самотеком по свинцовым трубам доставлялась в Кремль. Таким образом, в 1632-1634 гг. в Москве появился первый механизированный водопровод, но только на территории Кремля.

Екатерининский самотечный водопровод.

Когда число жителей Москвы достигло 320 тыс. человек, и уже в XVIII в. возникли трудности в обеспечении чистой питьевой водой, был подписан указ Екатериной II в 1779 году о строительстве водопровода в Москве. Императрица повелела Ф. В. Бауеру «произвести в действо водяные работы для пользы престольного нашего города Москвы», одновременно приказав своей Штатс-конторе отпустить для этой цели 1 млн. 100 тыс. рублей.

Мытищинский водопровод. После страшной эпидемии чумы в 1771 году, от которой погибла почти треть населения города, стало ясно, что без чистой воды городу не расти.

В окрестностях Москвы не нашли хороших источников, зато своими чистыми родниками славилось село Большие Мытищи, что находилось в 28 км. от города. Кроме того, рельефное расположение Мытищ выше Москвы, вода могла бежать в город естественным образом без насосов. 25 лет велось строительство водопровода. На строительство Мытищинского водопровода ушло более четверти века. Строительство затягивалось, и заканчивал водопровод уже инженер-полковник И. К. Герард. Для первого перехода через реку Яузу у Мытищ были проложены два чугунных водовода диаметром 300 мм, а у села Ростокино построен каменный мост-акведук, который стоит до сих пор. В народе его прозвали миллионным мостом — по деньгам, затраченным на постройку.

Этот водопровод усовершенствовали несколько раз: устроили насосную станцию в селе Алексеевском, резервуар в знаменитой Сухаревой башне, соорудили несколько фонтанов с бассейнами, откуда воду развозили по городу водовозами.

Хочется отметить, что Мытищинский водопровод – не самый старый в Москве, а значит, и в России. Он просто стал первым городским водопроводом.

А первый в России водопровод был построен в Кремле еще в 1491 году, «ради осадного сидения». Он должен был помочь выдержать осаду Кремля в случае нападения неприятеля. Источником был родник в Арсенальной башне. Второй кремлевский водопровод появился при царе Михаиле Федоровиче. Вода из Москвы - реки поступала самотеком в выложенный камнем колодец Водовзводной (Свибловой) башни, а оттуда с помощью «водоподъемной машины» – в свинцовый резервуар и дальше, во дворцы Кремля. Этот водопровод работал до начала XVIII века, пока свинец не понадобился Петру I для военных надобностей. Водопровод разобрали.

На современном этапе.

На сегодняшний день водопроводные магистрали опоясывают весь город, являясь связанной и взаимозаменяемой системой. К очистке воды подключено четыре водопроводные станции: Рублевская, Северная, Восточная, Западная.

К началу XX века водопровод достиг максимальной мощности – 3. 5 миллиона ведер в сутки (по 3 ведра на одного москвича) – и все же не справлялся со своими обязанностями: Москва сильно выросла, и воды не хватало. Вот тогда-то и был сооружен Москворецкий водопровод, вода для которого поступала из Москвы-реки, от села Рублево. В 1930-е годы решили провести в Москву воду из Волги. Водопроводная система все усложнялась и усложнялась.

План города Москва.

Как уже было сказано, город обслуживают четыре очистные станции. Мы посчитали необходимым дать короткую историческую справку о них.

Именно здесь происходит полная очистка воды. Здесь она осветляется, освобождается от механических и химических примесей, запахов, вредных живых организмов и болезнетворных микробов.

Рублевская станция – самая старая в городе. Она построена в 1903 году, когда Мытищинский водопровод перестал справляться с нуждами разрастающейся

Москвы. Вода на станцию поступает непосредственно из Москвы-реки. Водозабор был построен в 50 километрах от тогдашней границы Москвы, деревни Рублево.

Восточная станция получает воду из Волги по каналу им. Москвы. Работать она начала в июле 1937 года. Перед санацией вода попадает в Учинское водохранилище, где проходит первоначальную природную биологическую очистку, а оттуда по водопроводному каналу сначала в большой бассейн, где она отстаивается и хлорируется, а потом – на очистные сооружения станции. В сутки Восточная станция дает более 1. 2 миллиона кубометров воды.

Северная станция. К ее проектированию приступили еще в 1939 году, но началась война, и новая станция открылась только в 1952 году. Воду она получает из двух водохранилищ – Акуловского (Учинского) и Клязьминского. После реконструкции, произведенной в 1960 годы, станция стала крупнейшей в столице.

Она может подавать в сутки около двух миллионов кубометров воды.

Западная станция – самая молодая в Москве, хотя и ей уже исполнилось более 40 лет. Первая очередь водопроводной станции вступила в строй в 1964 году, и она стала, обеспечила новые тогда районы города – Черемушки, Коньково, Теплый стан, Ясенево. Вода с нее подается в самую высокую часть города

(уровень Теплого стана на 133 метра выше уровня Москвы-реки). Сегодня Западная станция дает городу 1. 7 миллиона кубометров питьевой воды в сутки.

Планируется дальнейшая модернизация и существенное увеличение объема.

Вид четырех станций Москвы Западная станция

Мы имели возможность убедиться, что Московский водопровод имеет давнюю и славную историю. Русские правители понимали стратегическую роль водоснабжения и качества воды для жизни и роста города, и на эти программы не жалели ни средств ни рабочих сил. Водопровод постоянно модернизировался и охватывал сложной сетью все большее городское пространство. Изучив материалы, мы имели возможность убедиться в том, что на сегодняшний день Московский водопровод – это сложная система водохранилищ, каналов, водопроводных станций и магистральных трубопроводов. Это тысячи людей и очень непростое оборудование. А так же, это современные технологии очистки воды. Для нас очевидно, что водопроводные станции Москвы вполне справляются с работой по бесперебойному обеспечению Москвы таким ценным и жизненно необходимым источником жизни – ВОДОЙ.

Далее, мы решили рассмотреть основные характерные виды загрязнений воды и показатели соответствия СаНПиНа. А так же провести исследование воды в интернате и пруду парка «Кузьминки», где стоит грозное предупреждение «КУПАТЬСЯ ЗАПРЕЩЕНО!».

2. 7. 3 СП «Качество питьевой воды /в любой точке водопроводной сети вне зависимости от вида водоисточника и системы обработки воды/ должно удовлетворять гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде».

Показатели соответствия СаНПиН.

№ Ингредиент Норматив Ед. изм.

1 Запах при 20oC ГОСТ не более 2 балл

2 Запах при 60oC ГОСТ не более 2 балл

3 Цветность ГОСТ не более 20 градус

4 Мутность ГОСТ не более 1,5 мг/дм3

5 РН ГОСТ от 6 до 9 -

6 Окисляемость МУ не более 10 мг/дм3

7 Аммиак СП не более 2 мг/дм3

8 Нитриты СП не более 3,3 мг/дм3

9 Нитраты ПДК не более 45 мг/дм3

10 Жесткость воды ГОСТ не более 7 ммоль

11 Сухой остаток ГОСТ не более 1000 мг/дм3

12 Хлориды ГОСТ не более 350 мг/дм3

13 Сульфаты ГОСТ не более 500 мг/дм3

14 Железо ГОСТ не более 0,3 мг/дм3

15 Фтор ГОСТ не более 1,5 мг/дм3

16 Щелочность Нет не более 10 мг/дм3

17 Кальций СП не более 30-140 мг/дм3

18 Магний СП не более 10-85 мг/дм3

19 Натрий не более 200 мг/дм3

20 Марганец не более 0,1 мг/дм3

21 Хлор остаточный не более 0,3 мг/дм3

22 Нефтепродукты не более 0,1 мг/дм3

23 Полифосфаты не более 3,5 мг/дм3

24 Кремний не более 10 мг/дм3

25 Сероводород не более 0,003 мг/дм3

26 Стронций не более 7 мг/дм3

Результаты исследований воды в школе – интернате №55 и в пруду ПКиО «Кузьминки»

В ходе этой работы мы проверяем воду на наличие взвешенных частиц

(пропускаем через фильтры), цвет (рассматриваем воду на фоне белого листа), запах.

На снимке вы видите две бумажные полосы (результаты проб воды с пруда и крана) с лакмусовыми определителями наличия следующих химических элементов: хлор; аммиак; кислород; фосфаты; жесткость (известняки). Наши показатели цветности сравниваются с эталонной многобальной шкалой цветности. Таким образом мы получаем % уровеня загрязнения.

Ниже мы представляем полный список показателей, которые нам удалось выявить во взятых пробах.

Результаты исследования водопроводной воды: Результаты исследования воды

Мутность 0 из пруда в Кузьминском парке:

Цветность 0 Мутность 0

Жесткость 10 Цветность 10

Сухой остаток 0 Жесткость 8

Хлор 0. 8 Сухой остаток 0

Нитраты 0 Хлор 0

Нитриты 0 Нитраты 0

Запах 0 Нитриты 0

Нефтепродукты 0 Запах 0

Привкус 0 Нефтепродукты 0

Медь 0 Привкус 0

Аммиак 0. 5 Медь 0

Фосфаты 0 Аммиак 1. 0

Кислород 11 Фосфаты 0

Кислотность 7. 2 Кислород 11

Кислотность 7. 2

Анализ и вывод (вода из крана):

– Жесткость - 10 /рекомендовано меньше 7/ необходимо отстаивать. Этот показатель зависит от качеств местной воды и говорит о наличии известняков. Высокий уровень характерен для Москвы и Подмосковья в целом. Достаточно вспомнить выражение «Москва белокаменная».

– Аммиак 0. 5 /не допустим/необходимо глубокое кипячение. Присутствие этого элемента говорит о наличии гнилостного процесса. Мы предполагаем, что возникла протечка труб и вместе с тающим снегом проникли в трубы недопустимые элементы распада. Для подтверждения наших предположений, планируем повторить опыты после схода снега.

– Хлор 0. 8/допускается до 350/необходимо отстаивать. Мы знаем, что вода проходит двойное хлорирование: на начальном этапе очистки и на выходе. Это хлор быстрого распада, и через несколько часов воду можно применить к употреблению.

– Кислотность 7. 2/допустимо.

– Фосфатов нет/остатки моющих средств.

– Кислород 11/рекомендовано пить в сыром виде/очень хороший показатель для воды с крана. Питает клетки организма кислородом.

Вывод напрашивается следующий: не смотря на то, что очистка воды на территории Москвы проводится на высоком технологическом уровне и регулярно осуществляется модернизация производства с заменой оборудования, юго-восток столицы остается на более низких позициях в сравнении с другими округами по показателям чистоты воды. А значит:

– Воду из крана не рекомендуется применять без кипячения или фильтрации.

Анализ и вывод (вода из пруда):

Ни один из показателей не превысил ПДК (предельно допустимую концентрацию):

– Аммиак -1. 0. - подтверждает, что подтаивание снега уже идет, продолжается распад осенней листвы.

– Кислород – 11 /при рекомендованном 8/ очень хороший показатель - обеспечивает дыхание и жизнедеятельность обитателей озера.

Показатели воды в водоеме подтвердили наше предположение о том, что грунтовые воды в нашем районе соответствуют требованиям. А значит:

– Вода в пруду вполне соответствует требованиям. Купайтесь на здоровье и разводите рыбок!!!!!!!!!

Мы знаем, что в воде растворены тысячи ингредиентов, сотни из которых требуют к себе особого внимания. В определенных количествах они не могут повредить человеку, но если их содержание увеличивается, у нас с вами могут возникнуть проблемы со здоровьем.

Водопроводная вода в городе находится под постоянным контролем. В Москве создана автоматическая система контроля качества воды, где идет проверка по множеству химических и биологических показателей на всем пути – от источника до водопроводного крана. Таких точек на пути воды более двухсот. Лаборатории качества есть на каждом водохранилище, при каждом водозаборе, на каждой водопроводной станции и на территории самой столицы.

В конце 2008 года Мосводоканал запустил в работу систему мониторинга качества воды в подмосковных реках и водохранилищах. Установленные на берегах семь станций в режиме реального времени проводят исследования.

Работает система автоматического извещения нарушений целостности труб и и их плановая диагностика.

Но, в таком случае, результаты наших исследований должны удивлять. Имея такие технологии очистки и великолепную систему многократного тестирования воды с моментальной передачей информации по инстанциям и систему оповещения нарушений целостности труб, напрашивается здоровый вопрос: так в чем же причина?

Для нас очевидно, что замена предпочтительно и в первую очередь ведется, в северо-западном и северном направлениях. «Отсталый юг» обновляется меньшими темпами, которые не соответствуют потребностям развития района. Старые проводки лишают возможности диагностики и мобильного устранения поломок. Значит, надо увеличить темпы замены труб на юге столицы, и в частности, в ЮВАО.

Возвращаясь к показателям воды, хочется напомнить, один из высоких показателей – наличие хлора, аммиака. Давайте проследим полный цикл очистки воды и убедимся в высокотехнологичности процесса.

Последовательность очистки

Московская вода проверяется по 140 показателям, начиная с мутности, % кислорода и сероводорода и заканчивая наличием тяжелых металлов.

Московская вода проверяется по 140 показателям, начиная с мутности, % кислорода и сероводорода и заканчивая наличием тяжелых металлов.

Начинается процесс очистки с первичного хлорирования и очистки химическими реагентами – коагулянтами (процесс коагуляции). Например, сернистый алюминий, который при растворении в воде начинает притягивать к себе мельчайшие частицы. Склеившиеся частицы хлопьями оседают на дно, а вода становится по-настоящему прозрачной. Этот процесс происходит в камерах хлопьеобразования. Очищенная таким образом вода проходит через отстойник, где хлопья оседают на дно, а потом поступает на фильтры. Для усиления работы коагулянта приходят флокулянты (осенью, летом), когда происходит бурное размножение микроскопических водорослей – «цветение воды».

Следующий технологический этап - фильтрация – прохождение воды через большой бетонный резервуар, на дне которого уложены специальные трубы со щелями. Это дренаж, поверх которого насыпан слой кварцевого песка толщиной до двух метров. Здесь песчинки размером от 0. 8 до 1. 2 миллиметров. В результате мы получаем предельно прозрачную воду.

И в заключение всего процесса – повторное хлорирование, направленное на окончательное обеззараживание – старый способ, который до сих пор остается основным для водопроводной очистки во всем мире. Именно хлорирование не оставляет ни гнилостных, ни патогенных бактерий, которые способны вызвать желудочные заболевания. Вода, поступающая в магистрали, содержит небольшое количество хлора (не больше 1. 2 миллиграмма на литр), который продолжает борьбу с бактериями в трубах.

В больших мегаполисах, в дополнение к основному процессу, подключают озонирование и ультрафильтрацию. Они не исключают хлорирование, но более экологичны. Что это?

Озон – достаточно опасный газ, но он окисляет многие химические вещества и соединения, которые содержатся в воде, а также убивает почти все микробы и бактерии (О3). Озон уничтожает и болотистый запах воды, с которым не может справиться даже хлор. Поэтому он используется в дополнение к хлору. На московском водопроводе озонирование воды применяют на Восточной и Рублевской водопроводных станциях.

Ультрафильтрация описана на схеме ниже.

В Москве на отдельных станциях применяют эти технологии.

В заключение этого раздела, предлагаем просмотреть таблицу мониторинга качества водоисточников подмосковья.

В конце 2008 года Мосводоканал запустил в работу систему мониторинга качества воды в подмосковных реках и водохранилищах. Установленные на берегах семь станций в режиме реального времени проводят исследования.

Работает система автоматического извещения нарушения целостности труб и их плановая диагностика.

Вывод. Московская вода лучшая по состоянию в России, для ее очистки используются самые современные технологии, но при выходе из крана мы получаем воду мало пригодную для питья во здравие. Возникает вопрос: что произошло на пути следования воды от очистной станции к крану потребителя?

Мы попытались ответить и на этот вопрос.

Первое, как мы выяснили из теоретического материала, озонирование и ультрафильтрация используются на других станциях очистки воды, но не на нашей (обслуживающей ЮВАО).

Просмотрев отчеты Мосводоканала за последние три года, мы пришли к выводу, что Юго – Восточный округ «живет на старых трубах», а уровень замены не соответствует потребностям населения. В целом, складывается вполне благополучная картинка, но только в целом. Ситуация по округам не равнозначна, % модернизации по округам разительно отличается.

Вода движется по старым трубам, где происходит вторичное загрязнение элементами, которые вторичное хлорирование не устраняет. Старые трубы - это протечки, аварии и коррозии с развитием гнилостной флоры и плохая диагностика аварий. Как следствие, мы имеем воду не только с повышенным уровнем хлора, но и других элементов, например: аммиака.

Логическим завершением нашей работы явилось рекомендательное письмо в префектуру округа с готовностью принять участие в мероприятиях по привлечению денег для проекта по обновлению труб с подписями воспитанников интерната.

В рамках работы над проектом мы занимались в экологическом кружке «Пять шагов по чистой Планете», на занятиях которого большое внимание уделяли проблемам, связанным с водой.

Сначала мы посетили Музей воды

Работа в лаборатории Государственного биологического музея им. К. А. Тимирязева

Приняли участие в проекте «Вода – источник жизни» под эгидой WWF /Международный фонд дикой природы/ на базе Экоцентра «Кузьминки»

Мы исследовали воду и сделали выводы

Исследуем загрязнение нефтепродуктами по наличию пленки на поверхности воды

Проверка воды на различные загрязнения

Мы водопотребители «+»,«-».

По итогам участия в семинаре «Вода – источник жизни», каждый участник получил диплом

Международного фонда дикой природы.

Пишем сиквейны о воде:

Экскурсия в парке «Кузьминки»

Работа по исследованию воды на базе Экоцентра «Кузьминки»

Светлана Николаевна, биолог – методист Экоцентра, рассказала нам об основных анализах, проводимых с водой