Из всех известных жидкостей вода ближе всего к универсальному растворителю; вода растворяет больше веществ, чем любое другое известное вещество. Эта тенденция растворять материалы также означает, что в воде циркулируют минералы, кислород, химические вещества и бактерии. В таком случае безопасность дождевой воды зависит от того, какие примеси она может содержать или нести.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Безопасность питьевой дождевой воды зависит от чистоты атмосферы, через которую прошел водяной пар. То, как собирается дождь, также влияет на качество воды. Если дождь собирается непосредственно из воздуха в относительно отдаленном районе, где отсутствуют источники загрязнения воздуха с наветренной стороны, а затем кипятится для уничтожения бактерий, дождевая вода может быть безопасной для питья.
Обзор водного цикла
Круговорот воды, хотя и очень сложный по своим деталям, можно обобщить как состоящий из трех этапов: испарение, конденсация и осаждение. Испарение происходит, когда молекулы воды получают достаточно энергии, чтобы стать водяным паром. Энергия обычно состоит из тепловой энергии от солнца, но химические реакции, протекающие от растений и животных дыхание двигателей внутреннего сгорания и заводские выбросы также выделяют водяной пар в атмосферу.
Водяной пар плавает в атмосфере, со временем собираясь вместе с другими молекулами воды. Часто это слипание происходит вокруг другой плавающей частицы. Эти частицы могут быть химическими веществами, пылью, сажей, бактериями или пыльцой. Конденсация происходит, когда водяной пар снова становится жидким.
Когда капли воды становятся достаточно большими, чтобы упасть, начинается выпадение осадков. Осадки могут быть в виде дождя, снега, града или их сочетания. Вода, возвращенная на поверхность Земли, может просочиться в землю; сбегать в реки, ручьи, озера или океан; поглощаться растениями; пьян животными; или используется в промышленности, но рано или поздно вода испаряется, и цикл продолжается.
Сбор дождевой воды
Одним из преимуществ сбора дождевой воды является доступный объем. Например, один дюйм дождя, падающий на конструкцию с площадью крыши 40 на 70 футов, дает около 1700 галлонов (6600 литров) воды. Воду можно собрать с помощью дождевых бочек или цистерн, прикрепленных к водосточной трубе. Если первый сток будет отведен на землю, по крайней мере, часть накопившегося мусора, пыли, бактерий и других загрязнителей будет смыта. Остальное может быть безопасным, по крайней мере, для орошения непищевых растений и дождевых садов и, если оно относительно чистое, для водных источников диких животных. Использование собранной дождевой воды снижает количество очищенной воды из общественных систем, экономя воду.
Во многих штатах есть законы, регулирующие или запрещающие сбор дождевой воды. В Колорадо, например, в 2016 году были введены в действие правила, которые ограничивают частных домовладельцев двумя бочками (110 галлонов) собранной дождевой воды. Воду на территории необходимо использовать для наружных целей, таких как орошение сада и ландшафта. В Орегоне разрешен сбор дождевой воды, но ее можно собирать только с поверхности крыши. Домовладельцы должны проверить правила своего штата перед установкой системы сбора дождевой воды.
Питьевая дождевая вода
Качество дождевой воды сильно различается от места к месту, в зависимости от типов загрязняющих веществ и расстояния от источников загрязнения. Например, более высокие дымовые трубы частично облегчили проблему смога в Лондоне, распространив загрязненный дым на более обширные территории. Исследования показывают, что дождевая вода в таких центрах загрязнения воздуха, как Лос-Анджелес, будет содержать химические загрязнители.
Правила использования собранной дождевой воды для питья варьируются от штата к штату. Если используется для частного использования, многие штаты не обеспечивают соблюдение стандартов питьевой воды, оставляя ответственность за домовладельца. Однако в целях безопасности домовладельцы должны проверять воду перед тем, как использовать дождевую воду для питья. Агентство по охране окружающей среды США опубликовало обновленные стандарты питьевой воды и рекомендации по охране здоровья в 2018 году (см. Ресурсы).
Чистота дождевой воды
Дождь, падающий в атмосферу, может показаться самой чистой водой на Земле. К сожалению, способность воды переносить так много различных растворенных или взвешенных веществ делает это предположение небезопасным. Даже если дождевая вода относительно чистая, метод сбора влияет на чистоту дождевой воды. Накопленная дождевая вода также может быть загрязнена.
Возможные загрязнители в дождь
Материалы, находящиеся в воздухе, могут растворяться или взвешиваться в каплях дождя, загрязняя дождевую воду. Например, мониторинг воздуха в районе Лос-Анджелеса в период с 1995 по 1998 год показал, что жители подвергались воздействию почти в пять раз превышают рекомендуемые уровни канцерогенных соединений бензола, формальдегида и бутадиена. Эти химические вещества переносились из атмосферы на землю во время ливневых дождей.
Кислотный дождь
Сульфаты и оксиды азота из загрязненного воздуха химически соединяются с каплями воды, образуя кислотные дожди. Дождевая вода имеет естественный pH от 5 до 6, что является слабокислой. Кислотный дождь, однако, может достигать pH всего 2, но обычно имеет pH около 4. Хотя самый низкий pH кислотного дождя, равный 2, равен pH уксуса (2,2) и лимонного сока (2,3), кислотный дождь не вреден для питья. Прямой вред для людей (и других животных) наносится дыханием кислотного дождя. Когда идет дождь или образуется смог, относительная влажность атмосферы составляет от 99 до 100 процентов. В этот момент дыхание переносит кислотный материал в легкие. Особому риску подвержены люди, страдающие астмой, респираторными заболеваниями или нарушением дыхательной функции.
Великий лондонский туман 1952 года непосредственно унес жизни около 4000 человек, при этом общее количество смертей оценивается от 8000 до 12000 из-за пятидневного явления кислотного смога. В 1966 году из-за смога в День Благодарения в Нью-Йорке погибло около 200 человек. В 1960-х годах в Нью-Йорке все чаще становились причиной смерти от дыма и смога от бронхита и эмфиземы легких.
Бактерии в дождевой воде
Дождевая вода, собираемая с крыш, вероятно, содержит бактерии из птичьего помета, помета мелких млекопитающих и органических разложений. Австралийское исследование показало, что бактерии, переносимые по воздуху, значительно увеличивают эту бактериальную нагрузку.
Дождевая вода может быть лучше для растений, потому что в ней отсутствуют химические вещества, используемые в общественных водоочистных сооружениях. Однако собранные дождевая вода не рекомендуется для полива продовольственных культур. Если вода используется для полива овощей и фруктов, не следует поливать растения водой. Нанесите возможно зараженную воду на почву вокруг растения рано утром и отложите сбор урожая до более позднего дня, когда испарение и воздействие ультрафиолета должны убить любые бактерии. Также рекомендуется обрабатывать дождевую воду отбеливателем или йодом, если предположить, что вода загрязнена бактериями.
Пыль, грязь, дым и пыльца
Пыль, грязь, дым и пыльца, уносимые ветром, машинами, косилкой, пожарами и другими видами деятельности, становятся частью атмосферы. Водяной пар конденсируется вокруг частиц. Пыль, грязь, дым и пыльца возвращаются на землю с дождем. Эти материалы, осевшие на крышах, смываются во время ливней, особенно во время первых штормов после засухи. Эти натуральные материалы могут вызывать проблемы со здоровьем в дождевой воде.
Загрязнения крыши
Когда дождь омывает крышу, частицы материалов крыши и водосточного желоба присоединяются к пыли, саже, пыльце и переносимым по воздуху химическим веществам в стоках. Строительные материалы, такие как асбест, асфальт (нефтепродукт) и металлы (свинец и медь), могут загрязнять сточные воды.
Загрязнение накопленной дождевой воды
Собранную дождевую воду следует использовать в течение 10 дней, чтобы предотвратить заражение личинками комаров. Следует использовать экраны для предотвращения попадания мусора и заражения животных в контейнер для хранения. Цистерны со сварными швами могут быть загрязнены свинцом из припоя. Обработка дождевой воды отбеливателем или йодом не удалит химические загрязнения.