Из воды возникло всё. Вода – универсальное сырьё любой культуры и фундамент любого человеческого и духовного развития. Вода — ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Человек — элемент биосферы. Все жизненные ресурсы — воздух, пищу, воду и значительную часть энергетических и строительных ресурсов — он получает из биосферы. В биосферу человек сбрасывает и отходы — бытовые и промышленные. Долгое время такой тип человеческой деятельности не нарушал равновесия биосферы. В настоящее время стихийное взаимоотношение с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий, стран и т.п., но и для всего человечества.
Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество всегда стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу многообразное давление. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических средств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.
Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления. При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.
2
Главные загрязнители воды
Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение воды. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.
Энергетика – источник жизни и загрязнения биосферы
... воды, ветра и солнца. Наконец, в ХХ веке началось использование ядерной энергии. В целом энерговооруженность человека возросла в тысячи раз, возникла энергетическая ... шлаки, радиоактивные отходы и т.д.); 3.тепловое загрязнение – сброс тепловой энергии электростанции в ... свою долю потребления растительной продукции биосферы. Потребление продуктов биосферы совместно с использованием невозобновимых ...
Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители: вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы; и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.
Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:
1. Сброс в водоемы неочищенных сточных вод.
2. Смыв ядохимикатов ливневыми осадками.
3. Газодымовые выбросы.
4. Утечки нефти и нефтепродуктов.
К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.
Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т.д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения.
Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.
3
Наиболее распространенные примеси, ухудшающие качество питьевой воды:
1. Взвешенные вещества – нерастворимые в воде суспензии, эмульсии. Наличие в воде взвешенных веществ свидетельствует о её загрязненности частичками глины, песка, ила, водорослей и т.п.
2. Органические вещества природного происхождения – частички почвенного гумуса, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов.
3. Органические вещества техногенного происхождения: органические кислоты, белки, жиры, углеводы, хлорорганические соединения, фенолы, нефтепродукты.
4. Микроорганизмы – планктон, бактерии, вирусы.
5. Соли жесткости – кальциевые и магниевые соли угольной, серной, соляной и азотной кислот.
6. Соединения железа и марганца – органические комплексные соединения, сульфаты, хлориды и гидрокарбонаты.
7. Соединения азота – нитраты, нитриты, аммиак.
8. Растворимые в воде газы – сероводород, метан.
Влияние примесей на качество воды:
1.Повышенная мутность воды указывает её значительную загрязненность
2.Органические вещества вызывают различного рода запахи (землистый, гнилостный, болотный, рыбный, аптечный, нефтяной и т.п. ), повышают цветность, вспениваемость, оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека.
3.Микроорганизмы увеличивают количество
Экология» : «Сточные воды и их очистка
... вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения. ... (общая концентрация органических веществ); БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим путем); концентрация взвешенных веществ; активной реакции ... -коммунальное хозяйство (10%). Пока что загрязнение подземных вод встречается на сравнительно небольших, обособленных площадях, ...
4.Соли жесткости в большом
5.Железо и марганец придают воде
6.Соединения азота – при использовании питьевой воды с нитратами в количестве свыше 45 мг/л в организме человека
7.Наличие в воде сероводорода резко ухудшает её качество, придает неприятный запах, провоцирует развитие серобактерий.
5
Современные методы очистки воды
Всем известно, что без воды наша жизнь была бы невозможной. Но при ее потреблении возникают определенные проблемы. Использование воды ненадлежащего качества очень сильно влияет на здоровье человека и срок службы бытовой техники. Поэтому вода, поступающая из скважины или водопровода, нуждается в специальной обработке, представляющей собой комплекс физических, химических и биологических методов.
1. Угольные фильтры
Достоинства угольных фильтров:
-
Отлично удаляют пестициды и хлор.
-
Недороги.
Фильтры бывают всех форм и размеров. Это один из самых старых и самых дешевых способов очистки воды. В большинстве угольных фильтров используется активированный уголь. Вода легко проходит через фильтр с активированным углем, который обладает большой площадью поверхности пор (до 1000 м2/г), в которых происходит адсорбция загрязняющих веществ. Активированный уголь используется как в форме твердых блоков, так и в гранулированной форме. Через твердый блок вода проходит дольше, что делает подобные фильтры более эффективными в поглощении загрязнений. Фильтры с активированным углем лучше всего подходят для удаления таких загрязнителей, как инсектициды, гербициды и полихлоринатные бифенилы. Они могут также удалять многие промышленные химикаты и хлор. Но активированный уголь не удаляет большинство неорганических химических веществ, растворенных тяжелых металлов (например, свинца) или биологические загрязнения. Чтобы в некоторой степени справиться с этими недостатками, многие производители используют активированный уголь в сочетании с другими способами очистки, такими как керамические фильтры или ультрафиолетовое излучение, о которых речь пойдет позже. Даже с этими усовершенствованиями, однако, угольные системы фильтрации имеют свои ограничения и недостатки.
6
Недостатки угольных фильтров:
-
Не удаляют бактерии.
-
Недолговечны.
Угольные фильтры представляют собой отличную среду для размножения бактерий. Если вода не подвергалась обработке хлором, озоном или другим способам бактерицидной защиты перед фильтраций, то бактерии из воды осядут в фильтре и будут там размножаться, загрязняя проходящую через него воду. По этой причине не рекомендуется использовать угольный фильтр в том случае, когда вода поступает напрямую из природного источника. Некоторые производители утверждают, что проблема решается при помощи добавления серебра. К сожалению, эта технология работает недостаточно эффективно. Вода должна оставаться в контакте с серебром гораздо дольше, чтобы появился существенный эффект. Также со временем угольные фильтры начинают терять свою эффективность. Постепенно фильтр теряет способность задерживать загрязнения и все больше и больше примесей попадает в отфильтрованную воду. При этом вода продолжает протекать через фильтр с легкостью, и узнать насколько эффективно работает фильтр можно только при помощи анализа качества воды, но не у всех дома есть лаборатория. Поэтому фильтр необходимо заменять через определенный промежуток времени или после фильтрации определенного объема воды.
Воздушные фильтры
... угольного или HEPA-фильтра. Представляют собой волокнистую структуру. В таких фильтрах пористые фильтрующие слои различной плотности образуются из волокон, обычно связанных склеивающими веществами. В волокнистом рулонном воздушном фильтре ... способны химически устранять эти газы. Хемосорбенты вступая в реакцию с молекулой воды, находящейся в воздухе, и молекулой газа химически их разлагают на ...
7
2. Керамические фильтры
Достоинства керамических фильтров:
-
Хорошо очищают от паразитов и физических примесей.
-
Легко чистятся.
Вода проходит через очень мелкие поры в керамическом материале и такие фильтры легко удаляют из воды ржавчину, грязь, паразитов, таких как криптоспоридии (Cryptosporidium) и лямблии (Giardia lamblia), а также другие загрязнители. Некоторые пивоваренные заводы используют керамические фильтры в качестве альтернативы пастеризации. Они также хорошо подходят для путешествий или занятий альпинизмом, так как легко очищаются снаружи и могут быть использованы повторно.
Недостатки керамических фильтров:
-
Неэффективны против органических загрязнителей и пестицидов.
Керамические фильтры неэффективны при удалении органических загрязнителей или пестицидов. Так что эти фильтры не рекомендуется использовать для очищения воды в домашних условиях. Дома их стоит использовать в паре с угольным фильтром.
3. Озонирование
Достоинства озонирования:
-
Удаляет бактерии, вирусы, грибки, водоросли и паразиты.
Озон (О3) отличается от обычного кислорода тем, что он содержит три атома
кислорода вместо двух. Этот дополнительный атом кислорода делает озон
сильным окислителем. Когда пузырьки озона проходят через воду, озон быстро и очень эффективно убивает бактерии, вирусы, водоросли и паразитов. Этот способ не только в тысячи раз более эффективный по сравнению с хлорированием, но при этом он еще и не производит любых вредных побочных продуктов, которые появляются при хлорировании. По этим причинам этот метод очистки применяется при обработке воды в бассейнах.
Недостатки озонирования:
-
Этот метод не позволяет удалять тяжелые металлы, минералы и пестициды.
