Estimation of the variability of the chemical composition of drinking water transported by water distribution networks

Abstract

При оценке надежности и эффективности работы предприятий водопроводно-канализационного хозяйства повышенного внимания требует транспортировка питьевой воды до потребителя из-за возможного ухудшения ее качества при длительном времени транспортирования, а также в тупиковых и локальных застойных зонах распределительных сетей. Выявлено, что значения общехимических показателей в питьевой воде при ее транспортировке достаточно стабильны. Исключение составляют мутность питьевой воды поверхностного водозабора и жесткость питьевой воды инфильтрационного водозабора. Статистические критерии, полученные при обработке многолетних данных (диапазон варьирования концентраций металлов, стандартное отклонение и форма графиков плотности распределения их концентраций), свидетельствуют о большей стабильности состава питьевой воды в сетях по сравнению с водой в резервуаре чистой воды на водозаборах. Близкое к нормальному распределение значений концентраций выбранных показателей говорит об отсутствии значимых случайных факторов, влияющих на качество воды в сетях. Тупиковые и локальные застойные зоны сетей являются уязвимыми для коррозионных процессов, происходящих внутри труб, что подтверждается более высокими значениями индекса Ланжелье для воды, отобранной в этих зонах. В целом питьевая вода поверхностного водозабора характеризуется большим разбросом концентраций компонентов и является более коррозионно-активной по сравнению с водой инфильтрационного водозабора. В воде застойных и тупиковых зон водораспределительных сетей наблюдается увеличение содержания железа, цинка, мутности. Относительно действующих на сегодняшний день нормативов качества воды значения концентраций находятся на стабильном приемлемом уровне во всех точках отбора, что подтверждается диапазоном варьирования концентраций, охватывающим весь период наблюдения (2006–2016 годы). While estimating the reliability and efficiency of water supply and sanitation utilities, transporting drinking water to the consumer requires closer attention due to possible quality deterioration during long transportation time, as well as in dead-end and local stagnant zones of distribution networks. It was revealed that the values ​​of the general chemical indicators in drinking water during its transportation are quite sound. An exception is the turbidity of drinking water from surface water intakes and the hardness of drinking water from infiltration water intakes. Statistical criteria obtained during long-term data processing (the range of variation in metal concentrations, standard deviation and the shape of the density distribution graphs of their concentrations) evidence greater stability in the composition of drinking water in networks compared to water in clean water tanks at water intakes. A close to normal distribution of the concentration values of the selected indicators suggests the absence of significant random factors affecting the quality of water in the networks. Dead ends and local stagnant zones of networks are exposed to corrosion processes occurring inside pipes, which is confirmed by higher values of the Langelier index in water samples from these zones. In general, drinking water from surface water intakes is characterized by a wide scatter in the concentrations of the components and is more corrosive compared to the water from infiltration water intakes. Water in stagnant and dead-end zones of water distribution networks has raised turbidity and contains increased concentrations of iron and zinc. Relative to the current water quality standards, the concentration values were at a stable acceptable level in any sampling point, which is confirmed by the range of variation in concentrations during the whole observation period (2006–2016).