Вода и здоровье человека

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.

В столице Иордании Аммане, где население снабжается водой лишь два часа в день, баки для хранения воды на крышах домов  стали неотъемлемой частью городского пейзажа.

А жители Йемена используют лишь 2 процента воды, потребляемой среднестатистическим жителем планеты. Вода в этой стране в основном добывается из быстро истощающихся водоносных пластов.

Йемен и Иордания являются двумя странами Ближнего Востока  и Северной Африки, испытывающих наиболее острую нехватку воды. Даже наименее сведущий сторонний наблюдатель знает, проблему нехватки воды испытывают все без исключения страны Ближнего Востока.

 

Основные источники загрязнения  питьевой воды

Мало кто  в наши дни сомневается, что вода, которую мы пьем и используем в  быту, нуждается в дополнительной очистке, откуда бы она не поступала - из колодца, артезианской скважины или водопровода. По статистике Госстроя России, в аварийном состоянии сейчас находится около 40% городской водопроводной сети, не говоря уже о загородных коттеджах и дачных поселках, где качество природной воды зачастую выходит за пределы санитарных норм. В своих докладах на научных конференциях ученые все чаще констатируют, что из нашего крана течет не только не питьевая, но даже не "бытовая" вода.

В последние десятилетия поверхностные и подземные водоисточники подвергаются интенсивному антропогенному загрязнению. Ухудшение качества воды водоисточников привело к тому, что во многих регионах питьевая вода не отвечает гигиеническим требованиям как по санитарно-химическим, так по санитарно-биологическим показателям. По данным Минздрава Беларуси около половины населения страны вынуждено использовать недоброкачественную питьевую воду.

Коммунальные  стоки

Содержат как  химические, так и микробиологические загрязнения и представляют серьезную опасность. Содержащиеся в них бактерии и вирусы являются причиной опасных заболеваний: сыпного тифа и паратифа, сальмонеллеза, бактериальной краснухи, эмбрионов холеры, вирусов вызывающих воспаления околомозговой оболочки и кишечных заболеваний. Такая вода может быть переносчиком яиц глистов (солитеры, аскариды и власоглавы). В коммунальных стоках присутствуют также токсичные детергенты (моющие вещества), сложные ароматические углеводороды (САУ), нитраты и нитриты.

Промышленные  стоки

В зависимости  от отрасли промышленности могут  содержать практически все существующие химические вещества: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, органические растворители (ксилол, бензол, толуол), упомянутые выше (САУ) и т. н. особо токсичные стоки. Последняя разновидность вызывает мутагенные (генетические), тератогенные (повреждающие плод) и канцерогенные (раковые новообразования) изменения. Главные источники особо токсичных стоков: металлургическая промышленность и машиностроение, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, цементно-асбестовое производство и лако-красочная промышленность. Парадоксально, но источником загрязнения является также сам процесс очистки и водоподготовки (!).

Коммунальные  отходы

В большинстве  случаев, там, где нет сети водоснабжения нет и канализации, а если и есть, то она (канализация) не может полностью предотвратить проникновению отходов в грунт и, следовательно, в грунтовые воды. Поскольку верхний горизонт грунтовых вод расположен на глубине от 3 до 20 м (глубина обычных колодцев), то именно на этой глубине скапливаются "продукты" человеческой деятельности в гораздо более серьезных концентрациях, чем в поверхностных водах: детергенты из наших стиральных машин и ванн, кухонные отходы (остатки пищи), фекалии людей и животных. Конечно же, все перечисленные компоненты профильтрованы сквозь верхний слой грунта, но некоторые из них (вирусы, водорастворимые и текучие субстанции) способны проникать в грунтовые воды практически без потерь. То, что выгребные ямы и местная канализация располагаются на некотором удалении от колодцев ничего не значит. Доказано, что грунтовые воды могут при соблюдении некоторых условий (н. п. легкий уклон) перемещаться в горизонтальной плоскости на несколько километров!!!

Промышленные  отходы

В грунтовых водах присутствуют в несколько меньших количествах, чем в поверхностных водах. Большинство этих отходов направляются прямо в реки. Кроме того, промышленные пыль и газы, оседают непосредственно или в соединении с атмосферными осадками и накапливаются на поверхности почвы. растениях, растворяются и проникают вглубь. Поэтому никого, кто профессионально занимается очисткой воды, не удивит содержание тяжелых металлов и радиоактивных соединений в колодцах, расположенных вдали от металлургических центров - в Карпатах. Промышленные пыль и газы переносится воздушными потоками на сотни километров от источника эмиссии. К промышленным загрязнениям почвы относятся также органические соединения образующиеся при переработке овощей и фруктов, мяса и молока, отходы пив заводов, животноводческих комплексов. Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов. Накапливание в организме следующих элементов приводит к:

поражению почек - ртуть, свинец, медь.

поражению печени - цинк, кобальт, никель.

поражению капилляров - мышьяк, висмут, железо, марганец.

поражению сердечной мышцы - медь, свинец, цинк, кадмий, ртуть, таллий.

возникновению раковых заболеваний - кадмий, кобальт, никель, мышьяк, радиоактивные изотопы.

 

Способы очистки воды

Вода подземных  источников, поступающая в систему  водоочистки, должна соответствовать  стандартам на питьевую воду. Несмотря на то, что природная вода должна быть пригодна для питья, в ней могут присутствовать достаточно проблематичные загрязнители как результат деятельности человека и его отрицательного влияния на окружающую среду. В частности, к таким проблемам относится, несомненно, хлор и его соединения, которые должны быть удалены на какой-либо стадии процесса очистки. Снижение содержания примесей в воде часто достигается теми же процессами, которые применяются для снижения концентрации ионов. Однако если обычно мембранная технология для снижения концентрации ионов используется ограниченно, в некоторых случаях ее все же приходится применять для снижения общего содержания загрязнений. В частности, мембранные технологии приходится применять для подготовки воды в целях хранения. Поддержание низкого содержания бактерий в процессе водоподготовки, хранения и распределения воды весьма трудная задача, поэтому бактериальный контроль ведется на всем протяжении движения воды от источника водоснабжения и до потребителя.

Перечислим  некоторые этапы водоподготовки, гарантирующие ее качество: удаление взвешенных, удаление хлора, снижение концентрации ионов, бактериологический контроль и удаление специфичных  загрязнителей.

Удаление  хлора

В данном случае под хлором мы будем понимать не только элементарный хлор - газ зеленоватого цвета, а любые хлорсодержащие соединения. Существует несколько методов удаления хлора из воды. Наиболее распространенным является фильтрация через активированный уголь. Но есть и другие удаляющие хлор составы, например, включающие разнородные металлы. Хлор может быть удален восстановителем метабисульфитом натрия. Недавно было показано, что высокая дозировка ультрафиолетового излучения также снижает концентрацию хлорсодержащих веществ.

 

Фильтрация через уголь

Уголь способен удалять как растворенный в воде свободный хлор, так и хлорамины. Но в последнем случае время контакта воды и угля надо существенно увеличивать. Слой угля для удаления свободного хлора должен занимать в зависимости  от концентрации хлора и исходных характеристик воды от 2 до 5 слоев, заполняющих объем аппарата. Для удаления хлораминов количество слоев должно составлять 7,5-12. Угольные фильтры также эффективны для снижения общего содержания примесей. Наибольшей проблемой угольных фильтров является их предрасположенность к заселению колониями бактерий. Для борьбы с этим угольное заполнение надо периодически подвергать санитарной обработке горячей водой или паром.

Применение  реагентов

Ввод реагента непосредственно в поток воды требует очень мало оборудования: дозировочных насосов и статических реакторов. Следовательно капитальные затраты на такой метод удаления соединений хлора крайне невысоки. Основные затраты определяются стоимостью реагентов. Осложнением, возникающим при использовании реагентов для удаления хлорсодержащих соединений, является стимулирование роста некоторых организмов, разрастающихся на оборудовании, в котором производится осаждение. По этой причине дозировка реагентов должна поддерживаться на таком низком уровне, который бы не приводил к быстрому росту этих организмов. Именно это требование и является трудновыполнимым: сложно поддерживать минимальную дозировку реагентов в условиях изменения концентрации хлорсодержащих соединений в широком диапазоне.

УФ-излучение

Ультрафиолетовое  излучение широко используется в  системах очистки воды для дезинфекции  и снижения концентрации всех загрязнений. Использование УФ-излучения для  удаления хлорсодержащих соединений - относительно новый процесс, но благодаря  способности разрушать многие химические соединения этот прием получает все большее распространение, так как дозировки УФ-облучения подобраны и проверены на практике. Показано, что УФ-излучение гораздо более эффективно по сравнению с реагентами для разрушения хлорсодержащих соединений. Разрушение хлораминов требует существенно более высоких дозировок, чем удаление свободного хлора. Поэтому иногда выгодно для этой цели использовать окислители в комбинации с УФ-излучением. Капитальные затраты на применение УФ-излучения в случае удаления свободного хлора сравнимы с таковыми в случае применения угольной фильтрации.

Удаление  ионов

Существует  три основных способа снижения концентрации ионов: мембранные процессы, ионный обмен, дистилляционный процесс. На практике используются много разновидностей и комбинаций этих способов, что открывает почти бесконечные возможности в их использовании при водоочистке.

Мембранные  процессы

Мембранные  процессы широко применяются в системах водоочистки для удаления: ионов, твердых взвешенных, органических соединений и микроорганизмов. Диапазон размеров пор мембран, выпускаемых промышленностью, весьма широк: от размеров сравнимых с размерами коллоидных частиц до размеров ионов. Ионоудаляющие мембраны занимают "тесный" участок спектра размеров пор и включают мембраны обратного осмоса (ОО) и нанофильтрующие мембраны. В настоящее время химия мембран настолько доведена до совершенства, что степень разделения ионов различного размера находится где-то между 99,9 и 50%, стирая различие между понятиями нанофильтрации и фильтрации при низком давлении.

Ионный  обмен

Хотя двухходовой  обратный осмос (ОО) во многих случаях  может обеспечить необходимое удаление ионов, часто проекты систем очистки  воды предусматривают стадию ионного  обмена, размещаемую вслед за установкой ОО. Ионный обмен удаляет СО2, который в системе ОО может быть причиной сбоев при контроле качества очистки.

Заключение

На протяжении всей истории люди боролись с водой  и за воду. Чистая вода – глобальная проблема человечества.

На нашей  планете множество рек, озер, 54 моря, 4 океана. Вода несет жизнь. Вода – одно из самых главных богатств Земли. И если мы не будем хранить то, что у нас есть, то потом, думать о чистоте воды будет уже поздно. Воду нужно беречь! Беречь воду – значит беречь жизнь нашей планеты.

 

Список использованной литературы

1. И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов - “Охрана окружающей  среды” 

2. Васильева З.А., Любинская  С.М. - “Резервы Здоровья” 

3. Наша Планета;  Москва

4. Френц Щебек; Вариации на тему одной планеты

5. Пьер Агесс; Ключи  к экологии