Проблема пресной 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.

 

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.

 

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности:

 

 

1. Отрасль промышленности 
2. Преобладающий вид загрязняющих компонентов 

 

• Нефтегазодобыча, нефтепереработка 
• Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды  

 

• Лесная промышленность 
• Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот 
• Машиностроение, металлообработка, металлургия 
• Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы 

 

• Химическая промышленность 
• Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика 

 

• Горнодобывающая, угольная промышленность 
• Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества 

 

• Легкая, текстильная, пищевая промышленности 
• СПАВ, нефтепродукты, органические красители и др. 

 

Кроме поверхностных вод постоянно  загрязняются и подземные воды, в  первую очередь в районах крупных промышленных центров.

Загрязняющие вещества могут проникать  к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников  и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и др.

 

 

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.

 

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.

 

Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.

 

 

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 взвешенными веществами и препятствует использованию в хозяйственно - питьевых целях.

 

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 органики, могут вызвать заболевания тифом, дизентерией, холерой, полиомиелитом и т.д. бесцветная.

 

4.Соли жесткости в большом количестве делают воду непригодной для хозяйственных нужд. В жесткой воде увеличивается расход моющих средств при стирке, медленно развариваются мясо и овощи, выходят из строя посуда и водонагреватели.

 

5.Железо и марганец придают воде неприятную красновато-коричневую или черную окраску, ухудшают её вкус, вызывают развитие железобактерий. Избыток железа в организме увеличивает риск инфарктов, длительное употребление железосодержащей воды вызывает заболевание печени, снижает репродуктивную функцию организма. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают токсическое действие на организм.

 

6.Соединения азота - при использовании питьевой воды с нитратами в количестве свыше 45 мг/л в организме человека синтезируются нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей.

 

7.Наличие в воде сероводорода резко ухудшает её качество, придает неприятный запах, провоцирует развитие серобактерий.

 

Хозяйственно - питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие физические, химические и санитарные показатели.

 

Метод или совокупность методов  очистки выбирают на основе изучения свойств исходной воды, её запасов  в источнике, требуемое количество продукта, а также воспринимающую способность канализации для  приема выделенных из воды загрязнений.

 

6. Бытовые способы очистки воды

 

Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно  их необходимо осуществлять и какой  может при этом возникнуть побочный эффект.

 

Все способы очистки воды можно  условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров.

 

7. Очистка воды без использования фильтров.

 

Данный вариант наиболее распространен  и доступен, поскольку для очистки  воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной  кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

 

• Кипячение
• Отстаивание
• Вымораживание

 

Кипячение

 

Все мы с детства знаем, что сырую  воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения  органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов  и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов   (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека.

 

Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

 

Действительно, давно остывшая кипяченая  вода - совершенно мертвая жидкость. Однако энергетические потери можно  свести к минимуму, если придерживаться простых правил.

1. Пейте чай, пока вода горячая. Через несколько часов она потеряет все. Впрочем, и воду, и другие блюда можно сохранять гораздо дольше, если держать их в тепле - например, на русской печи, или в теплосберегающей посуде.

2. Смело можно пить и горячую воду, не дошедшую до кипения. Разговоры о том, что от недокипяченого чая бывают расстройства - миф.

3. Качество старой кипяченой воды можно существенно улучшить, перелив ее несколько раз из одной чаши в другую. Очень жесткая вода после кипячения становится более пригодной для питья. В местностях с такой водой ее специально долго кипятят (около 30 минут), отстаивают, а потом уже используют для каш, супов и на другие нужды. Хотя лучше, конечно, очищать жесткую воду фильтром или частичным замораживанием. Или применять дистиллированную воду.

 

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Вывод. После кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др.

 

Отстаивание

 

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого  водопроводную воду наливают в большое  ведро и оставляют в нем  на несколько часов. Без перемешивания  воды в ведре удаление газообразного  хлора происходит примерно с 1/3 глубины  от поверхности воды, поэтому для  получения сколь-либо заметного  эффекта необходимо следовать разработанным  методикам отстаивания.

Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

 

Вымораживание

 

Данный способ применяют для  эффективной очистки воды с помощью  ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения  и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды).

Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и  поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что  эффект очистки воды вышеприведенным  способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком  зависит от точного следования разработанным  методикам.

 

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь  в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать  на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективность резко снижается.

 

Талая вода

 

Ее можно  приготовить из отфильтрованной  воды в обычном холодильнике - налить кастрюлю или миску и поставить  на лист фанеры или картона в морозилку. После замерзания вытащить и оставить таять при комнатной температуре. Вода сохраняет приобретенную структуру  несколько часов, правда, теряет ее при нагревании. Но наибольшей биологической  силой обладает только что растаявшая вода, когда в посуде еще плавают  отдельные льдинки. Часто воду замораживают в виде обычных кубиков. Такие  кубики добавляют в чай и даже в суп, и едят (или пьют) не дожидаясь, пока они растают. Хотя и нагреваемая, талая вода успевает оказать свое благотворное действие за счет короткого  промежутка между таянием и употреблением.