Всю воду из природных источников можно смело называть «живой». В ней обитают простейшие, вирусы, бактерии, водоросли, другие представители растительного и животного мира. Многие из них далеко не дружественны человеку. Некоторые опасны при контакте с кожей, а другие при попадании в организм вызывают от легкого недомогания до серьезных проблем со здоровьем. Даже внешне хорошая вода (прозрачная, без запаха и привкуса) может содержать огромное количество представителей микрофлоры, микрофауны. Наиболее загрязненными различными микроорганизмами являются поверхностные источники, особенно в период таяния снега. Реки и озера весной вместе с талыми водами принимают огромное количество продуктов жизнедеятельности животных, разложения растений. Экосистема не успевает их нейтрализовать, вследствие чего требуется дополнительная дезинфекция отбираемого для нужд людей водного потока.
Вода из колодцев имеет меньшие показатели микробиологического загрязнения. Ее качество зависит в первую очередь от интенсивности использования колодца, залегания водоносного горизонта. Риск заражения увеличивается во время весенних паводков, при загрязнении грунтовых вод сельскохозяйственными либо промышленными отходами.
Лучше всего по микробиологическим показателям вода из артезианских скважин. Однако даже ее рекомендуется использовать после обеззараживания, ведь многие опасные микроорганизмы выживают и на значительной глубине.
Требования СанПиН по микробиологическим показателям
ВОЗ не считает необходимым доводить воду до абсолютной стерильности. Организация определяет наиболее патогенные микроорганизмы и рекомендует контролировать их наличие.
Правила контроля количества микроорганизмов в питьевой воде, подаваемой в РФ в централизованные системы водоснабжения, указаны в СанПиН 2.1.4.1074-01. При проведении исследования допускается не более 50 бактерий в 1 мл воды.
Среди них не должно быть сульфитредуцирующих клостридий, колифагов, любых колиформных бактерий, цист лямблий. Эти микроорганизмы являются индикаторами качества очистки воды. Центр госсанэпиднадзора может дополнительно назначить проверку на содержание энтеровирусов, бактерий кишечной группы.
Контроль воды на сальмонеллы, вирус гепатита и другие опасные источники болезней не предусмотрен.
Исследования на содержание паразитов и микроорганизмов проводятся после процесса водоподготовки. Положительные результаты не гарантируют, что вода поступит к потребителю такой же безопасной. Изношенные трубы (микропорывы в них) могут привести к вторичному загрязнению, а снижение напора в ночное время способствует размножению бактерий и вирусов в водоводах.
Химические методы обеззараживания воды
Добавление химических веществ во время водоподготовки позволяет уменьшить количество бактерий, вирусов и других живых организмов до требуемого СанПиН уровня. Данные методы приводят не только к обеззараживанию воды, но и к появлению в ней остаточного количества применяемых реагентов, продуктов их взаимодействия с содержащимися в воде веществами.
Хлорирование
При хлорировании может использоваться:
- хлор (высокоэффективен, но опасен при перевозке и хранении, образует вредную хлорорганику);
- гипохлорит натрия (устраняет большинство бактерий, безопасен при хранении, но неэффективен против цист);
- диоксид хлора (эффективен только свежеприготовленный реактив);
- хлорамин (менее опасен чем другие хлорсодержащие реагенты, но неэффективен против вирусов).
Время обеззараживания воды свободным хлором составляет не менее 30 минут. При использовании связанного хлора (гипохлорит, диоксид, хлорамина) период обработки увеличивается до часа. Количество остаточного хлора перед подачей в распределительные сети, согласно СанПиН, не должно превышать 0,3-0,5 мг/л свободного или 0,8-1,2 мг/л связанного.
Также нормируется ПДК хлорамина, который образуется во время хлорирования. Его концентрация, согласно рекомендациям ВОЗ, не должна превышать 0,2 мг/л. Считается, что остаточный хлор и хлорамин в указанных количествах безвредны для человека.
Однако даже такие мизерные дозы могут оказаться опасными для больных астмой и другими легочными, аллергическими заболеваниями.
Озонирование
Наряду с достоинствами озонирование имеет и недостатки:
- это дорогостоящий метод, поскольку озон дороже хлора;
- для него требуется стойкое к коррозии оборудование;
- озон относится к веществам 1 класса опасности;
- ошибки при подаче озона могут привести к образованию веществ, еще более опасных, чем микроорганизмы.
СанПиН нормирует количество остаточного озона после водоподготовки на уровне 0,3 мг/л. Также контролируется концентрация формальдегида, который может образоваться в процессе озонирования. Его ПДК должна быть не более 0,05 мг/л.
Серебрение
В промышленных и домашних установках водоочистки серебрение воды происходит:
- в процессе фильтрации через обогащенные серебром фильтры;
- за счет растворения серебряных электродов.
Обработка воды серебром имеет недостатки. Его ионы почти не действуют на спорообразующие бактерии. Также спорным является их влияние на вирусы и простейших. Кроме того серебро является веществом 2 класса опасности. Определенная его концентрация губительна не только для микроорганизмов, но и для человека. Согласно СанПиН в питьевой воде ПДК ионов серебра не должна превышать 0,05 мг/л.
Из химических методов обеззараживания хлорирование применяется только на предприятиях.
А вот оборудование для озонирования и серебрения можно использовать и локально в домах, больницах, бассейнах, предприятиях общественного питания.
При этом важно правильно выбрать его мощность и профессионально эксплуатировать, ведь контролировать остаточную концентрацию озона, формальдегида, серебра без специальной лаборатории невозможно.
Физический метод стерилизации воды — ультрафиолетовое облучение
Преимущества УФ-стерилизаторов:
- универсальность (погибает 99,9 % микроорганизмов);
- неизменность физико-химических показателей воды;
- компактность установки;
- высокая скорость обеззараживания;
- отсутствие риска передозировки;
- длительный срок работы ламп.
Несмотря на массу преимуществ стерилизаторы с ультрафиолетовыми лампами имеют ограничения. В мутной воде они малоэффективны. Большое количество микроводорослей или взвешенных примесей не пропускает ультрафиолетовое излучение и качество очистки ухудшается.
УФ-стерилизаторы рекомендуется использовать как последний этап водоочистки, желательно непосредственно перед использованием воды. Это позволит получить максимально стерильную жидкость и избежать ее повторного заражения в процессе транспортировки.
Принцип работы и конструкция УФ-стерилизаторов
Обеззараживание воды происходит во время ее прохождения через металлическую реакционную камеру, в которой установлены одна или несколько ультрафиолетовых ламп. Они генерируют излучение с длиной волны 205-315 нм. Согласно исследованиям оно наиболее губительно для бактерий, вирусов, других представителей микрофлоры и микрофауны.
Для защиты лампы от прямого контакта с жидкостью она помещена в прочный кварцевый чехол. Его необходимо периодически очищать от отложений солей жесткости, которые препятствуют прохождению излучения от лампы. Также в обязательный комплект поставки входит блок питания.
УФ-стерилизаторы могут иметь и дополнительные элементы. Так крупный производитель УФ-систем для дезинфекции воды Sterilight® VIQUA использует в своем оборудовании новейшие разработки.
Среди них стоит отметить контроллер с жидкокристаллическим дисплеем. На нем отображается оставшийся срок службы лампы, интенсивность излучения.
В памяти контроллера есть даже краткие инструкции по устранению неполадок, меню запасных частей и контактная информация о поддержке.
Еще одна новинка Sterilight® VIQUA — технология LightWise. Она позволяет автоматически регулировать мощность излучения в зависимости от потока воды. Благодаря этому на 60 % увеличивается время между чистками кварцевого кожуха и на 30 % снижаются затраты электроэнергии.
Не менее функциональны стерилизаторы от AquaPro. В зависимости от модели они могут комплектоваться УФ-мониторами, счетчиками ресурса, датчиками протока. Эти элементы позволяют точнее контролировать процесс стерилизации, получать информацию о необходимости замены ламп.
Также стоит отметить стерилизаторы под торговой маркой Аквамодуль, выпускаемые ООО «ЮВК». Они отличаются проверенным качеством и оптимальной ценой.
Выбор УФ-стерилизаторов в ООО «ЮВК»
Сотрудники ООО «Южная Водоочистная Компания» знают все о технологии ультрафиолетовой обработки воды. Они помогут выбрать оборудование в зависимости от предполагаемого объема потребления воды, места установки реакционной камеры, желаемой автоматизации.
В ООО «ЮВК» есть УФ-стерилизаторы:
- бытового и полупромышленного назначения;
- производительностью от нескольких литров до десятков кубометров в час;
- с горизонтальным и вертикальным монтажом;
- для пресной и морской воды;
- с возможностью подключения к трубам разного диаметра;
- в классической комплектации и с дополнительными элементами (контроллеры, датчики).
В каталоге компании найдется стерилизатор для городской квартиры, коттеджа, муниципального учреждения, ресторана, плавательного бассейна. ООО «ЮВК» сотрудничает с частными лицами и организациями. Доставка УФ-стерилизаторов осуществляется во все регионы России. Клиенты из Краснодара и Краснодарского края могут заказать монтаж стерилизаторов, их сервисное обслуживание.
ООО «ЮВК» продает только сертифицированные стерилизаторы, поэтому на них распространяется гарантия производителя. Также всегда в наличии сменные УФ-лампы, сальники, кварцевые трубки и другие запасные детали для самостоятельной замены. Обратившись в ООО «ЮВК», вы всегда будете иметь чистую и безопасную воду.
Очистка, обеззараживание и длительное хранение воды
Очистка и обеззараживание воды Прежде чем утолить жажду водой из стоячих или слабопроточных водоемов, ее следует продезинфицировать (обеззаразить), а затем очистить путем фильтрации от нерастворимых частиц и примесей (песок, глина), продуктов распада микроорганизмов, ионов используемых для обеззараживания.
Однако в случае если обеззараживание воды планируется производить путем кипячения, то последовательность процесса меняется — сначала фильтрация, а затем обеззараживание. «Правильная» вода бесцветна, не имеет ни вкуса, ни запаха. Мутная вода это взвесь твердых частичек различного состава.
Для здоровья человека вредно содержание в воде : — марганца в больших количествах — железо в целом вредного воздействия не оказывает, но вкус и запах у железистой воды неприятен как в сыром виде, так и после кипячения.
— тяжелые металлы (кадмий, медь, мышьяк, ртуть, свинец) в малых дозах безвредны, но они накапливаются в организме, практически не выводятся оттуда и при больших концентрациях сильно подрывают здоровье. Правда, обычно тяжелые металлы в поверхностных водах не встречаются. Если конечно, не брать воду из стоков горно-обогатительного или химического комбината.
— кальций с магнием человеку не вредны. Единственный их недостаток – при кипячении из их солей образуется накипь, что ухудшает внешний вид посуды. — натрий с калием в большой концентрации придают воде соленый или горьковатый привкус в зависимости от того, что преобладает в воде наряду с ними, хлориды, сульфаты или фториды.
Но такая вода уже ближе к морской, и ее надо опреснять. — по-настоящему опасно содержание в воде азотных соединений, являющихся продуктом изменения или жизнедеятельности живых организмов. Источником их могут быть, например, гниющие водоросли, сброшенные в реку удобрения или нечистоты.
— бактерии есть в любой воде и вопреки сложившемуся мнению, далеко не все их разновидности погибают от кипячения. Поэтому, чтобы не заболеть дизентерией или чем то похуже, воду крайне желательно фильтровать и обеззараживать комбинированными способами. Наиболее опасные считаются бактерии группы кишечных палочек, именуемые колиформными бактериями.
Если они присутствуют в воде, то заболевания не избежать. Способы очистки воды Фильтрация Простейший фильтр представляет собой пустую консервную банку или пластиковую бутылку с двумя-тремя небольшими отверстиями, пробитыми в днище (пробке) и на две трети заполненную мелким песком, на дно банки или горлышко бутылки предварительно выкладывается кусок материи.
Вода заливается сверху и, пройдя сквозь толщу песка, вытекает в отверстия. Для большей надежности процесс фильтровки лучше повторить многократно. Если вода очень загрязнена, песок следует периодически менять на более чистый. А если банку или пластиковую бутылку заполнить разбитым на мелкие кусочки углем, взятым из прогоревшего костра, то получится более технологичный угольный фильтр.
Чистый уголь получается, если дрова прожечь в какой-нибудь емкости на сильном огне. Дрова должны быть лиственных пород, так как хвойные породы придают отфильтрованной воде специфический вкус и запах. Если никакой «посуды» под рукой нет, то в качестве корпуса фильтра можно использовать кепку или шапку, рукав рубахи, штанину или свернутое кульком полотнище подвесив их например на ветку дерева.
Чтобы фильтруемая вода не просачивалась по ткани, ее следует узкой струйкой наливать в углубление, сделанное в центре фильтра. Более сложный фильтр можно сделать из любой имеющейся в распоряжении ткани и веток толщиной 1.5-2 см. Для этого ветки устанавливаются треногой, на которую привязываются куски ткани. Каждый такой импровизированный фильтр нагружается своим наполнителем.
Например, травой, песком, древесным углем, взятым из прогоревшего костра, сложенного из деревьев лиственных пород. Лить воду в фильтр следует по центру и небольшими порциями, свободно протекая через все слои вода фильтруется и осветляется. Для примера, на фотографиях ниже, грязная вода взятая из открытого источника и отфильтрованная с помощью показанного выше фильтра.
Можно сделать и более простой тканевый фильтр. Например, выкопать в грунте ямку, поставить туда емкость, сверху из веток деревьев сделать решетку-настил, на которую уложить слой ткани. В центре ткань желательно продавить, чтобы образовалась направляющая воронка для стекания жидкости в емкость.
После этого на ткань нагрести толстый слой песка, песок укрыть следующим куском ткани, сверху насыпать древесный уголь, снова укрыть тканью и снова песок. Таких слоев может быть несколько — чем больше, тем лучше. Для более надежного обеззараживания профильтрованную воду желательно пропустить через фильтр еще раз. Причем лучше не через уже использованный, а через сделанный вновь.
И наконец, самый простой (но это не значит, что самый плохой) фильтр — это «земляной насос». Для его устройства не надо ничего — ни ткани, ни угля. Достаточно иметь водоем с подозрительного вида водой и шанцевый инструмент — лопатку, нож или просто заостренную палку.
Этим инструментом в 50 -100 см от водоема необходимо выкопать глубокую, не менее полуметра, ямку и подождать, пока она заполнится водой. Затем воду осторожно вычерпать, подождать, пока ямка вновь наполнится, и снова вычерпать. И так до тех пор, пока вода не станет чистой и прозрачной. А если пофантазировать, то можно придумать десяток других способов очистки воды в аварийных условиях.
Например, сделать элементарный фильтр адсорбционного действия из воронки, кусочка ваты или марли и имеющихся в аптечке таблеток активированного угля (или берёзового угля). А можно сделать простейший малогабаритный и носимый фильтр заранее, в домашних условиях. В качестве корпуса этого фильтра можно использовать пластиковый футляр из под сигары. В днище футляра проделать отверстие.
Футляр набить (снизу вверх) — слой ваты 2 см, слой толченого активированного угля 8 см и снова слой ваты 2 см. Сверху все эти слои прижать пластиной из водопроницаемого пористого пластика, наподобие того, что используют в промышленных фильтрах для воды.
Активированный уголь имеет большое количество микроскопических пор и за счет этого, поглощает (адсорбирует и абсорбирует) органические молекулы из воды и некоторые неорганические вещества. Особенно он эффективен для фильтрации органики, которая придает воде желтоватый цвет, запах и т.д. и для удаления тяжелых металлов из воды. Порядок применения такого самодельного фильтра очень прост.
Опускаем верхний конец футляра в воду и затем через маленькое отверстие в донышке всасываем ее в себя. Для справки — одна таблетка активированного угля способна отфильтровать порядка 0.9-1 л воды с эффективностью очистки до 85-90%, затем производительность резко падает и таблетку необходимо менять. Таким образом вполне можно рассчитать общий ресурс подобного фильтра.
Обратите внимание на следующее, старый угольный фильтр начинает не очищать, а загрязнять воду — фильтованная вода становится хуже исходной. Так происходит из-за того, что из сорбента начинает вымываться ранее скопившаяся в нем грязь. В некоторых случаях также можно воспользоваться двумя способами грубой фильтрации воды, которая позволяет устранить некоторых паразитов, но к сожалению, это не относится к большинству болезнетворных микробов. 1. Воткнуть тростинку в донный песок и всасывайте воду, которая фильтруется через донные отложения.
2. Обернуть тканью тростинку или трубочку и опустив ее немного глубже поверхности воды, всасывайте влагу. В независимости от применяемого способа фильтрации в обязательном порядке следует прокипятить после этого воду в течение 10 минут. Затем дайте ей отстояться не менее 30 минут и осторожно слить чистую воду не взбаламучивая осадок. Перегонка и дистилляция воды В южных регионах одной только фильтрацией воды лучше не ограничиваться, так как в ней во множестве могут пребывать различные кишечные, печеночные и прочие паразиты и вирусные инфекции, которые могут вызывать самые серьезные заболевания. В южных и особенно южноазиатских регионах воду необходимо кипятить или перегонять с помощью паровых и полиэтиленовых дистилляторов. Простейший паровой опреснитель можно изготовить из любой металлической трубы, согнутой под прямым углом — коленом. Труба устанавливается раструбами вверх на две негорючие опоры, например два песочных валика. Внутрь трубы заливается вода. В месте сгиба разводится огонь. На концы трубы надеваются металлические кастрюли или банки, выложенные изнутри тканью. Пар от кипящей воды осаждается на прохладном металле кастрюль, впитывается тканью и по капле стекает в подставленные емкости. Более простой паровой опреснитель можно сделать из куска полиэтиленовой пленки, емкости и нескольких жердей. Для этого жерди следует установить треножником, подвесить на них емкость и обмотать сверху полиэтиленовой пленкой. При этом в верхней части «кулька» следует оставить отверстие для вытяжки дыма, а нижние концы подвернуть внутрь на 10-15 см и слегка задрать вверх, чтобы образовались своеобразные карманы-углубления. Теперь если под емкостью развести костер и довести воду до кипения, то пар будет конденсироваться на пленке и стекать вниз, в образованные подвернутыми краями полиэтилена карманы. Данный опреснитель в работе довольно капризен, так как сильный огонь норовит расплавить пленку, а слабый не поддерживает на требуемом уровне кипение. Этого недостатка можно избежать, если костер разводить внутри выложенного из камней очага, на который установить емкость. Камни прикроют легкоплавкую пленку от чрезмерного жара и направят его вверх, на дно емкости. И конечно, в качестве дров лучше использовать дающие меньше искр тонкие дрова лиственных пород деревьев. В самом крайнем случае можно накрыть емкость с кипящей соленой или загрязненной водой одним или несколькими слоями ткани или даже одеждой, и когда она пропитается паром, вытащить с помощью ветки или иного предохраняющего руки от ожогов приспособления и выжать. В этом случае очень важно, чтобы капли кипящей воды не доставали до ткани, для чего воду в емкость следует заливать не более чем на треть. Опустите трубку в горловину наполненного водой и закрытого сосуда, который поставлен на огонь. Второй конец трубки закрепите в закупоренной приемной емкости, которая должна располагаться внутри другого сосуда, наполненного холодной водой для охлаждения проходящего через трубку пара. Трубки можно использовать любые. Чтобы водяной пар не улетучивался в атмосферу, места соединений заделайте грязью или сырым песком. Более простой метод представляет собой вариант пустынного дистиллятора. Выведите трубку из закрытого сосуда, в котором должна кипеть загрязненная или соленая вода. Другой конец трубки разместите под солнечным дистиллятором. Кусок жести, древесной коры или отогнутый вниз лист растения накроют сосуд и будут направлять пар в трубку. В зимнее время года соленую воду опресняют замораживанием. Для этого флягу заполняют водой и, дав ей замерзнуть на 2/3, остаток (рассол) сливают. Если образовавшийся лед сохраняет соленый вкус, его надо растопить и заморозить повторно на 2/3. Обычно повторное замораживание приводит к успеху. Способы обеззараживания воды. Кипячение Самый надежный способ продезинфицировать воду — кипячение как минимум 8 — 10 мин. Если жидкость взята из подозрительного или сильно загрязненного источника (что допускается лишь в крайних случаях), кипеть на медленном огне она должна полчаса. Для большего обеззараживающего эффекта (в зависимости от местности) в воду при кипячении можно добавить : — молодых веток ели, сосны, пихты, кедра, можжевельника — 100-200 г на ведро. Осевший на дне бурый, нерастворимый осадок пить нельзя. — кору ивы, вербы, дуба, бука, молодую бересту — 100 -150 г на ведро воды и кипятить 20-40 мин или настаивать в теплой воде 6 часов. — 2-3 горсти хорошо промытого ягеля. — лишайник (каменный мох), кору лесного или грецкого ореха — 50 г на 10 л воды. — траву арники или календулы — 150-200 г на ведро, кипятить 10-20 мин или настаивать не менее 6 часов. — траву ковыля, перекати-поля, тысячелистника или полевой фиалки из расчета 200 -300 г на ведро воды. — верблюжью колючку или саксаул.
— устранить неприятный запах воды можно добавив в нее при кипячении древесного угля из костра и последующего отстаивания. Химический Надежней всего использовать выпускаемые промышленностью специальные таблетки для обеззараживания воды, такие как пантоцид, аквасепт, акватабс, клорсепт, гидрохлоназон и другие.
Одна таблетка такого препарата обычно обеззараживает 0,5-0,75 л воды через 15 — 20 мин после растворения. Если вода сильно загрязнена, дозу надо удвоить. При этом муть оседает на дно, вода светлеет.
Оценить качество таблеток для обеззараживания воды можно следующим образом — если таблетка содержит 3-4 мг активного хлора, то качество отличное, 2-3 мг — хорошее, 1-2 мг — удовлетворительное, меньше 1 мг — плохое, использовать бессмысленно.
В какой-то степени их могут заменить : — марганцовокислый калий, но надо знать сколько его добавлять в воду, иначе можно убить всю микрофлору кишечника. Хватит примерно 1 — 2 г на ведро воды, или на литр воды несколько кристалликов чуть меньше спичечной головки, при этом цвет раствора должен быть слабо-розовым.
Этого количества вполне достаточно чтобы убить постороннюю микрофлора (особенно кишечную и дезинтерийную палочку и серебристый стафиллококк). — йод из расчета 3-4 капли 5% настойки на 1 л воды, хорошо перемешать и дать отстояться в течение часа. Также существуют ряд препаратов (йодные таблетки), используемые для индивидуальной дезинфекции воды. По оценкам специалистов марганцовка и йод это наиболее эффективные средства для обеззараживания малых объемов воды в полевых условиях.
— алюминиевые квасцы — щепотку на ведро воды.
— в крайнем случае поможет даже обыкновенная поваренная соль — одна столовая ложка на 1,5 — 2 л воды. Во всех случаях воде надо дать отстояться в течение 15-30 мин. Хорошим средством для дезинфекции воды являются различного рода фильтры промышленного изготовления: «Барьер», «Брита» и пр.
Удобнее всего иметь карманный вариант фильтра типа «Родник», имеющего вид пластиковой трубочки, один конец которой опускается в водоем, а через другой вода всасывается ртом. Обеззараживание воды в таком фильтре производится с помощью мощных йодосодержащих реагентов.
Также хорошо пригодны для полевых условий портативные фильтры Katadyn, которые позволяют пить воду из любого источника, не опасаясь за свое здоровье. Как говорят производители, в процессе фильтрации уничтожаются бактерии, микробы и вирусы, а некоторые модели еще и улучшают вкус воды.
«Природный» В полевых условиях можно использовать листья ромашки, чистотетела, брусники, малины или зверобоя, и других лекарственных растений-антисептиков, бактерицидные свойства которых признанны медициной.
Чистотел – лидер среди лекарственных растений антибактерицидного действия, убивает почти все известные науке патогенные микроорганизмы, так как это растение синтезирует йодсодержащие соединения, его едкий сок – яркого жёлто-оранжевого цвета. Кроме то можно использовать бактерицидные свойства грибов, например дождевика, белого гриба, чага и др.
Минерал кремний — мощный активатор воды и обладает значительными бактерицидными свойствами. Вода не портится, долго сохраняется, очищается. Кремниевая вода готовится очень просто, нужно опустить кремний в емкость с сырой или кипяченой водой и всё время хранить его там. Количество кремния из расчета 1-3 г на 1 л. Дать отстоятся сутки.
Неплохим дезинфицирующим средством считается серебро. Поэтому все серебряные украшения, оказавшиеся на людях потерпевших аварию, следует изъять и пустить по прямому назначению. Для увеличения площади украшения можно расплющить, разбив между камнями.
Но не следует забывать что серебро – тяжелый металл, имеющий высокую степень опасности для здоровья (в одном ряду со свинцом, кобальтом, мышьяком и другими веществами). Как и другие тяжелые металлы, серебро способно накапливаться в организме и вызывать заболевания (аргироз – отравление серебром).
Кроме того, для бактерицидного действия серебра на бактерии требуются достаточно большие концентрации, а в допустимых количествах (около 50 мкг/л) оно способно оказывать лишь бактериостатическое действие, т.е. останавливать рост бактерий, не убивая их. А некоторые виды бактерий вообще практически не чувствительны к серебру.
Все эти свойства несколько ограничивают применение серебра. Оно может быть уместно только в целях сохранения исходно чистой воды для длительного хранения. Создание запасов воды и водопотребление. Создание запасов воды целесообразно если во время переходов источники воды расположены на большом расстоянии друг от друга.
В жарком тропическом климате вода при хранении быстро изменяет свои вкусовые качества, зацветает, и поэтому перед употреблением ее желательно кипятить. Для хранения и транспортировки воды используются различного вида емкости-канистры, изготовленные из металла, не поддающегося окислению, или из пластиков. Перед заправкой, чтобы обеспечить сохранность воды в течение длительного времени, емкость дезинфицируют, а затем, тщательно промыв, заливают кипяченой водой. Для длительного хранения воды иногда пользуются металлическим серебром. Антимикробный эффект серебра в 1750 раз сильнее действия карболовой кислоты, в 3,5 раза — сулемы. Полагают, что антимикробное действие серебра даже выше, чем у многих антибиотиков, не говоря уже о том, что серебро легко справляется с антибиотикоустойчивыми штаммами бактерий.
Воду, употребляемую как питьевую, особенно водопроводную, очищают и обеззараживают. Это объясняется тем, что источниками водоснабжения большей частью являются открытые водоемы, которые трудно уберечь от загрязнения.
При очистке воды преследуют следующие цели: улучшение физических свойств (прозрачность, цветность, запах, вкус), изменение химического состава (уменьшение содержания в воде соединений железа, марганца, кальция и магния, ядовитых веществ). Одновременно с очисткой улучшаются и микробиологические показатели качества воды.
Воду очищают от содержащихся в ней органических веществ и взвешенных примесей путем отстаивания, коагуляции и фильтрации.
Отстаивание воды проводят в специальных бассейнах-отстойниках, при этом взвешенные в ней частички вместе с бактериями оседают. Количество бактерий снижается на 70-75%.
Коагуляцию применяют для более полного осветления воды. В качестве коагулянтов используют сернокислое железо, сернокислый алюминий, кальцинированную или углекислую соду. Эти вещества образуют в воде хлопья, которые быстро оседают, увлекая за собой взвешенные частицы и микроорганизмы.
Фильтрацию воды осуществляют через фильтры, представляющие собой каменные или железобетонные резервуары, наполненные песком. Толщина слоя песка 1 м, ниже последовательно укладывают гравий, щебень и булыжный камень.
Во время работы фильтра на его поверхности образуется пленка, состоящая из ила, органических веществ и микроорганизмов. При фильтровании воды на этой пленке задерживаются органические вещества и микроорганизмы (98-99%).
Однако после очистки в воде остается некоторое количество бактерий, среди которых могут быть и патогенные. Поэтому для полной гарантии безопасности воды ее подвергают обеззараживанию (дезинфекции).
Дезинфекцию воды осуществляют чаще всего хлорированием. Хлор губительно действует на микроорганизмы даже в небольших дозах (в десятых долях мг/л).Бактерицидными свойствами обладает также атомарный (активный) кислород, который образуется в результате реакции хлора с водой. Под действием атомарного кислорода окисляются находящиеся в воде органические вещества и гибнут бактерии.Эффективность хлорирования зависит от содержания в воде органических веществ, ее рН и температуры. Бактерицидное действие хлора тем выше, чем ниже концентрация в воде органических примесей. При низкой температуре воды для ее обеззараживания необходимы большие дозы хлора, чем при высокой. С увеличением кислотности воды бактерицидность хлора возрастает.Для обеззараживания воды в большинстве случаев достаточно дозы хлора 1-3 мг/л при условии взаимодействия хлора с водой в течение 30 мин. Хлор, который остается в воде неизрасходованным, т. е. не входит в соединение с веществами воды, называется остаточным активным хлором. Содержание остаточного активного хлора в воде должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л. Эти дозы активного хлора являются показателем надежности хлорирования воды. При меньшем содержании его эффективность обеззараживания воды может оказаться недостаточной, а избыток активного хлора придает ей ощутимый привкус и запах.Более совершенным методом обеззараживания воды является хлораммонизация. Сущность метода заключается в том, что в воду перед введением хлора добавляют аммиак. При взаимодействии этих веществ с водой образуются хлорамины, которые по сравнению с хлором значительно дольше сохраняют в воде бактерицидные свойства и не придают ей неприятных запаха и привкуса.Для обеззараживания воды можно также использовать озон и ультрафиолетовые лучи. Дезинфекция воды озонированием основана на разложении озона с образованием молекулярного и атомарного кислорода.Для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучам и ее пропускают тонким слоем через лоток, освещаемый бактерицидными лампами. В результате облучения погибают не только вегетативные клетки, но и споры бацилл. Дезинфекция ультрафиолетовыми лучами применима только для прозрачных вод. При содержании в воде органических примесей резко снижается бактерицидный эффект облучения.
Небольшие объемы воды обеззараживают кипячением. При кипячении воды в течение 5 мин погибают почти все имеющиеся в ней микроорганизмы.
Тема 2.2. Методы очистки, обеззараживания и улучшения качества питьевой воды
Цель:
Изучение методов очистки, обеззараживания
и улучшения качества питьевой воды.
План занятия
1.Классификация
и характеристика методов очистки воды,
обеззараживания воды и специальных
методов улучшения качества воды.
2. Лабораторная
работа «Определение дозы коагулянта
для очистки воды и пробное хлорирование
воды», решение ситуационных задач на
дефторирование и фторирование питьевой
воды.
Классификация и характеристика методов очистки воды
Методы
очистки воды классифицируются на
физические (отстаивание и фильтрация)
и химические (коагуляция).
Отстаивание
и фильтрация
позволяет удалить грубую муть (песок,
яйца гельминтов, частично микроорганизмы
и органические остатки).
Коагуляцияс
последующей фильтрацией позволяет
удалить коллоидную взвесь и за счет
этого осветлить воду, снизить цветность,
жесткость и концентрацию фторидов в
воде.
Для коагуляции используют собственно
коагулянты, вызывающие слипание частиц,
их агрегацию и оседание агрегатов в
виде хлопьев и комочков, что сопровождается
адсорбцией органических примесей,
микроорганизмов, яиц гельминтов и пр.
В качестве коагулянтов
применяют соли поливалентных металлов
(железа и алюминия) – сернокислый
алюминий, глинозем (глину, содержащую
диоксид алюминия), которые при
взаимодействии с водой образуют
амфотерные гидроксиды в виде студенистых
хлопьев.
Остаточные количества
сернокислого алюминия гигиенически
нормируются, поскольку растворимые
соединения алюминия при избыточном
поступлении в организм с водой
неблагоприятно влияют на центральную
нервную систему, красную и белую кровь
и кислотно-щелочное равновесие (ПДК =
0,5 мг/л). В качестве флоккулянтов,
облегчающих и ускоряющих процесс
коагуляции, применяют водорастворимые
высокомолекулярные соединения, например,
полиакриламид (остаточная ПДК = 2 мг/л).
Методы обеззараживания воды
Методы
обеззараживания воды классифицируются
на физические (нереагентные) и химические
(реагентные).
Нереагентные
методыобеззараживания
воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым
(УФ) излучением, гамма-лучами, ультразвуком,
электрическим током высокой частоты и
пр. Нереагентные методы имеют преимущества,
поскольку не приводят к образованию в
воде остаточных вредных веществ.
Кипячение
в течение 30 мин. применяется при местном
водоснабжении и вызывает на только
гибель вегетативных форм, которая
наступает уже при 800С
в течение 30 сек., но и спор микроорганизмов.
Обеззараживание
воды коротковолновым
УФ-излучением
(=250-260
нм) за счет фотохимического расщепления
белковых компонентов мембран бактериальных
клеток, вибрионов и яиц гельминтов
вызывает быструю гибель вегетативных
форм и спор микроорганизмов, вирусов и
яиц гельминтов, устойчивых к хлору.
Ограничение — метод не используется для
воды с высокой мутностью, цветностью и
содержащей соли железа.
Реагентные
методы обеззараживания
воды: обработка ионами серебра,
озонирование, хлорирование.
Обработка
ионами серебра
приводит к инактивации ферментов
протоплазмы бактериальных клеток,
потери способности к размножению и
постепенной гибели.
Серебрение воды
может осуществляться разными способами:
фильтрацией воды через песок, обработанный
солями серебра; электролизом воды с
серебряным анодом в течение 2-х часов,
что ведет к переходу катионов серебра
в воду.
Преимуществом метода является
долгое хранение посеребренной воды.
Ограничение — метод не используется для
воды с большим содержанием взвешенных
органических веществ и ионов хлора.
Озонирование
основано на окислении органических
веществ и других загрязнений воды озоном
О3
— аллотропной модификацией кислорода,
обладающим более высоким окислительным
потенциалом и в 15 раз большей растворимостью.
Озон в большей степени расходуется на
окисление органических и легко
окисляющихся неорганических веществ,
чем обеззараживание. Время, необходимое
для обеззараживания озоном, составляет
1-2 мин. Применяемая доза озона составляет
0,5-0,6 мг/л.
Обязательным условием
озонирования является создание
остаточного количества озона в воде
(0,1-0,3 мг/л) для предотвращения роста и
размножения патогенных микроорганизмов.
Преимуществом метода является отсутствие
остаточных веществ, дезодорирование
воды, удаление цветности, короткое время
реакции и уничтожение вирусов.
Однако
метод требует дешевых источников
электроэнергии, поскольку озоновоздушную
смесь получают при помощи энергоёмкого
процесса — «тихого» электрического
разряда на озонаторе.
Хлорирование
– наиболее доступный и дешевый способ
обеззараживания. Хлорирующие агенты
делят на 2 класса: 1) анион Cl-
(газообразный
Cl2,
хлорамин, хлорамины Б и Т, дихлорамины
Б или Т); 2) т.н.
«активный хлор» —
гипохлорит-ион = анион ClO-
[гипохлорит кальция Ca(OCl)2,
гипохлорит натрия NaOCl, хлорная известь
– смесь гипохлорита кальция, хлорида
кальция, гидроокиси кальция и воды].
Бактерицидный эффект объясняется
действием хлорноватистой кислоты,
образующейся по реакции Cl2
+ H2O
HOCl + HCl; активного хлора: HOCl
OCl-
+ H+
и хлористой кислоты НСlO2.
Механизм обеззараживания связан с
взаимодействием активных веществ с
SH-белками клеточной оболочки бактерий.
Недостатки метода: при хлорировании
споры сибирской язвы, возбудители
туберкулеза, яйца и личинки гельминтов,
цисты амебы и риккетсии Бернета остаются
жизнеспособными.
Обеззараживание
воды хлорированием требует предварительного
экспериментального определения
концентрации активного хлора в хлорирующем
препарате (в норме 25-35%) и хлорпоглощаемости
воды, которая зависит от степени
загрязнения воды органическими веществами
и микроорганизмами, на окисление и
обеззараживание которых расходуется
хлор.
Условиями
эффективного хлорирования являются
соблюдение продолжительности контакта
хлор-агента с водой и ее компонентами
(30 мин. в теплый и жаркий период года, 60
мин. – в холодный); создание остаточного
хлора 0,3-0,5 мг/л. Хлорпоглощаемость воды
и концентрация остаточного хлора в
сумме представляют собой хлорпотребность
воды.
Ограничение
применения обеззараживания воды
препаратами, содержащими «активный
хлор», касается воды, загрязненной
промышленными сточными водами с
содержанием фенола и других ароматических
соединений, что требует «постпереломного»
хлорирования, ведущего к образованию
хлордиоксинов — веществ, обладающих
высокой токсичностью и кумулятивностью
в организме человека. Признаком их
образования является сильный «аптечный»
запах воды. Для предотвращения образования
хлордиоксидов при хлорировании
загрязненной промышленными стоками
воды применяют газообразный хлор с
преаммонизацией
(предварительной
обработкой воды аммиаком).
При
невозможности экспериментального
определения хлорпоглощаемости воды
используют метод
перехлорирования.
Перехлорирование проводят избыточными
дозами хлорирующего препарата (обычно
в непроточной воде ограниченного
объема).
При выборе дозы активного хлора
учитывают тип и степень загрязненности
воды в источнике водоснабжения и
эпидемическую ситуацию на территории
сбора воды в используемый источник
(обычно доза колеблется в пределах 10-20
мг активного хлора на 1 литр воды).
Для
получения воды питьевого качества
применяются методы очистки (осветления),
обеззараживания и специальной обработки
с применением реагентов. Остаточные
количества реагентов и образующихся в
процессе обработки воды веществ
гигиенически нормированы (табл.33).
Таблица 33. ПДК
остаточных количеств реагентов в воде
| Показатели | Единицы измерения | Нормативы (ПДК) | Показатель вредности | Класс опасности |
| Хлор1): | ||||
| Остаточный свободный | мг/л | От 0,3 до 0,5 | Органолепт. | 3 |
| Остаточный связанный | -«- | От 0,8 до 1,2 | -«- | 3 |
| Хлороформ (при хлорировании воды) | -«- | 0,22) | Сан-токс. | 2 |
| Озон остаточный3) | -«- | 0,3 | Органолепт. | — |
| Формальдегид (при озонировании воды) | -«- | 0,05 | Сан-токс. | 2 |
| Полиакриламид | -«- | 2,0 | -«- | 2 |
| Активированная кремнекислота (по Si) | -«- | 10 | -«- | 2 |
| Полифосфаты (по PO3-4) | -«- | 3,5 | Органолепт. | 3 |
| Алюминийсодержащие коагулянты | -«- | 0,5 | Сан-токс. | 2 |
| Железосодержащие коагулянты | -«- | 0,1 | Органолепт. | 3 |