Metode poboljšanja kakvoće vode za piće. Načini poboljšanja sastava vode Glavne metode poboljšanja kvalitete vode uključuju
ODJEL ZA OPĆU HIGIJENU
VLADIKAVKAZ 2011
Sastavio:
Ø asistent F.K. Khudalova,
Ø asistent A.R. Naniev.
Recenzenti:
Odobreno od strane TsKUMS GBOU VPO SOGMA Ministarstva zdravstva i socijalnog razvoja Ruske Federacije
"____" _________________2011., protokol br.
Svrha lekcije: proučiti metode pročišćavanja i dezinfekcije vode, naučiti provoditi probnu koagulaciju i probno kloriranje vode.
Učenik mora znati:
Metode poboljšanja kvalitete vode (probno kloriranje, dezinfekcija vode različitim metodama kloriranja);
Student mora biti sposoban:
Procijeniti izvedivost i učinkovitost metoda za poboljšanje kvalitete vode;
Koristite glavne regulatorne dokumente i izvore informacija referentne prirode za izradu higijenskih preporuka za primjenu sheme pročišćavanja vode namijenjene za kućanstvo i uporabu za piće, te potrebne metode pročišćavanja vode, uzimajući u obzir kvalitetu izvorne vode, njezinu sanitarnu ispravnost stanje i područje oko njega.
Glavna literatura:
Ø Rumyantsev G.I. Higijena XXI stoljeća, M., 2008.
Ø Pivovarov Yu.P., Korolik V.V., Zinevich L.S. higijene i osnove humane ekologije. M., 2004. (monografija).
Ø Lakshin A.M., Kataeva V.A. Opća higijena s osnovama humane ekologije: Udžbenik. - M .: Medicina, 2004 (udžbenik za studente medicinskih sveučilišta).
Ø Avchinnikov A.V. Higijenska procjena suvremenih metoda dezinfekcije vode za piće// Higijena i sanitacija. - 2001.-.S. 11-20 (prikaz, ostalo).
Ø Krasovski G.N., Egorova N.A. Kloriranje vode kao faktor povećane opasnosti za javno zdravlje // Higijena i sanitacija - 2003. - br. 1.
Dodatna literatura:
Ø Pivovarov Yu.P. Vodič kroz laboratorijske studije i osnove humane ekologije, 2004.
Ø Kataeva V.A., Lakshin A.M. Vodič za praktično i samostalno učenje iz opće higijene i osnova humane ekologije. M.: Medicina, 2005
Ø SanPiN 2.1.4.1074-01 „Voda za piće. Higijenski zahtjevi za kvalitetu vode centraliziranih sustava za opskrbu pitkom vodom. Kontrola kvalitete"
Kvaliteta vode za piće temelj je epidemiološke sigurnosti i javnog zdravlja. Benigna u pogledu kemijskih, mikrobioloških, organoleptičkih i estetskih svojstava, voda je pokazatelj visokog zdravstvenog stanja i životnog standarda stanovništva. Imajući u vidu veliki značaj kakvoće i količine isporučene vode za piće za zdravlje stanovništva i uvjete njegovog življenja, osiguranje normalnog funkcioniranja dječjih, zdravstveno-preventivnih, kulturnih, športskih i drugih ustanova, komunalnih, industrijskih poduzeća i drugih objekata, važno je uvoditi progresivne mjere u oblasti opskrbe pitkom vodom.
Glavni cilj metoda poboljšanja kakvoće vode za piće je zaštita potrošača od patogenih organizama i nečistoća koje mogu biti opasne za ljudsko zdravlje ili imati neugodna svojstva (boja, miris, okus i dr.). Metode obrade treba odabrati uzimajući u obzir kvalitetu i prirodu izvora vodoopskrbe.
Ključni načini poboljšanja kvalitete vode
Glavni načini poboljšanja kakvoće vode površinskih izvora su bistrenje, izbjeljivanje i dezinfekcija.
Bistrenje vode je uklanjanje suspendiranih čvrstih tvari iz njega.
Izbjeljivanje - eliminacija obojenih koloida.
Dezinfekcija - neutralizacija izvora patogenih bakterija i virusa sadržanih u vodi.
Za bistrenje i obezbojenje koriste se sljedeće metode:
Ø prirodno taloženje i filtracija na sporim filtrima;
Ø koagulacija, taloženje i filtracija na brzim filtrima;
Ø koagulacija i filtracija u kontaktnim taložnicima.
Metode obrade vode
Glavni zadatak pročišćavanja vode je potpuno je osloboditi od suspenzije (zamućenja), učiniti je prozirnom (razbistriti) i smanjiti boju na neprimjetnu razinu.U suvremenim uvjetima prethodno uklanjanje zooplanktona (najsitnijih životinjskih organizama) i fitoplanktona ( najmanji biljni organizmi) iz vode od velike je važnosti. Za to se koriste mikrofilteri i bubanj, kroz koje se voda filtrira.
Za bistrenje i izbjeljivanje, kompleks postrojenja za obradu vode uključuje: taložnike, miješalice, reakcijske komore, filtre itd.
Taložni spremnici(horizontalno, okomito) - strukture dizajnirane za taloženje pod djelovanjem gravitacije uglavnom velikih čestica veličine i mase koje su u suspenziji u vodi.
Shema horizontalnog korita
Nedostatak prirodnog taloženja suspendirane tvari u taložnicima je dugotrajnost ovog procesa koji ne osigurava taloženje glavnog dijela sitne suspendirane tvari i svih koloidnih čestica. Kako bi se ubrzala i povećala učinkovitost taloženja suspendiranih tvari i uklanjanja koloidnih tvari u taložnicima, voda se prije taloženja koagulira.
Shema okomitog korita:
1 - opskrba vodom;
2 - izlaz vode;
3 - ispuštanje sedimenta;
4 - komora za flokulaciju;
5 - prstenasta sabirna posuda;
6 - reflektirajući konus.
zgrušavanje naziva se proces zgrušavanja, agregacije koloidnih i fino raspršenih nečistoća vode, koji nastaje kao rezultat međusobnog prianjanja pod djelovanjem sila molekularne privlačnosti. Proces koagulacije završava stvaranjem nakupina vidljivih golim okom – ljuskica.
Koagulacija se događa pod utjecajem kemijskih reagensa - koagulansa, koji uključuju soli aluminija (aluminijev sulfat A1 2 (SO 4) 3,) i željeza (željezni sulfat, željezni klorid). Za ubrzavanje procesa koagulacije koriste se flokulanti.
Filtriranje- ovo je sljedeći proces nakon koagulacije i taloženja za oslobađanje vode od suspendiranih krutih tvari preostalih nakon prvih stupnjeva pročišćavanja. Bit filtracije je prolazak vode kroz fino porozan materijal, na površini, u gornjem sloju ili u čijoj debljini se zadržavaju suspendirane čestice.
Filtar je armiranobetonski spremnik ispunjen filterskim materijalom, obično u dva sloja. Kao materijal za filtriranje koriste se kvarcni pijesak, antracitni komadići, ekspandirana glina (drobljena i nedrobljena), neke vulkanske troske, ekspandirani polistiren i drugi.
Postoje dva načina za filtriranje vode.
1. Filmska filtracija uključuje stvaranje biološkog filma od prethodno zadržanih nečistoća u gornjem sloju filterskog medija. U početku se zbog mehaničkog taloženja suspendiranih čestica i njihovog prianjanja na površinu sirovine (npr. pijesak) smanjuje veličina pora. Tada se na površini pijeska razvijaju alge, bakterije i drugi živi organizmi koji stvaraju muljeviti sediment koji se sastoji od mineralnih i organskih tvari (biološki film). Film doseže debljinu od 0,5-1 mm ili više. Ima odlučujuću ulogu u radu sporih filtera, zadržava najmanje suspenzije, 95-99% bakterija, osigurava 20-45% smanjenje oksidativnosti i 20% boje.
2. Volumetrijska filtracija se provodi na brzim filtrima i fizikalno-kemijski je proces u kojem mehaničke nečistoće vode prodiru u debljinu filtarskog medija i adsorbiraju se na površini njegovih čestica i ljuskica koagulansa. Kao rezultat smanjenja veličine pora, povećava se otpor opterećenja tijekom filtracije i gubitak visine. Volumetrijska filtracija zadržava oko 95% bakterija. Brzi filtri, koji propuštaju više vode, brzo se začepe i zahtijevaju češće čišćenje.
Dvoslojni filter
Flotacija je učinkovita metoda pročišćavanja voda niske mutnoće i visokog sadržaja organskih spojeva, koje je teško obraditi u taložnicima i taložnicima.
Flotacija- ovo je proces, čija je bit u činjenici da se koloidne i raspršene nečistoće spajaju s mjehurićima zraka fino raspršenim u vodi. Kompleksi koji pritom nastaju lebde i stvaraju pjenu na površini uređaja za plutanje. Smanjenje površinske napetosti na granici voda-zrak dovodi do povećanja učinkovitosti pročišćavanja vode metodom flotacije. Da biste to učinili, u vodu se dodaju tenzidi (flotacijski reagensi).
U slučaju organiziranja centralizirane opskrbe pitkom vodom malih objekata (sela, pansiona, odmarališta itd.), Kada se površinska vodna tijela koriste kao izvor vodoopskrbe, za pročišćavanje vode mogu se koristiti kompaktne strukture malog kapaciteta. . Sadrže: cijevni taložnik, filter sa granuliranim punjenjem, opremu za pripremu i doziranje reagensa i spremnik za vodu za pranje.
U modernim postrojenjima za pročišćavanje vode, u slučaju korištenja tehnoloških shema reagensa, uvođenje kemijskih reagensa u pročišćenu vodu provodi se automatskim sustavima za doziranje. To uključuje spremnike za reagense, pumpe za doziranje upravljane mikroprocesorom i ventile za ubrizgavanje.
Crpka za doziranje kemikalija s mikroprocesorskom kontrolom i ventilom za ubrizgavanje
Metode dezinfekcije vode
Dezinfekcija (dezinfekcija) vode za piće provodi se radi osiguranja epidemijske ispravnosti vode za piće i sprječavanja prijenosa uzročnika zaraznih bolesti vodom. Dezinfekcija je usmjerena na uništavanje patogenih i uvjetno patogenih mikroorganizama. Koristi se u svrhu dezinfekcije reagens(kemijski) i bez reagensa(fizikalne) metode.
Metode reagensa temelje se na upotrebi jakih oksidacijskih sredstava (klor, tvari koje sadrže klor, ozon), iona srebra i drugih tvari.
U nereagensne metode spadaju: ultraljubičasto zračenje, izlaganje ultrazvuku, vakuumu, radioaktivno zračenje, odnosno fizikalne metode, kao i toplinska obrada. U vodoopskrbnim sustavima dezinfekcija vode obično se provodi u posljednjoj fazi njezina pročišćavanja prije ulaska u spremnike čiste vode i razvodnu vodovodnu mrežu. Odabir određene metode dezinfekcije ovisi o kvaliteti i količini izvorne vode, metodama njezine prethodne obrade, uvjetima za opskrbu reagensima i drugim čimbenicima.
Kloriranje- tretiranje vode za piće vodenom otopinom klora radi dezinfekcije. Ova metoda je postala najraširenija od svih metoda dezinfekcije vode. To je zbog relativne jeftinosti klora, jednostavnosti korištene opreme i pouzdanosti dezinfekcijskog djelovanja.
Na uobičajenim temperaturama i tlakovima, klor je žuto-zeleni plin oštrog, specifičnog mirisa. Nadražuje sluznicu, oči, odnosi se na jake otrovne tvari (SDN) i, ako se ispusti u zrak, može uzrokovati trovanje ljudi.
Klor se može koristiti za dezinfekciju vode u raznim objektima – od rudničkog bunara do velikog vodovoda. Za dezinfekciju vode mogu se koristiti plinoviti klor (isporučuje se u cilindrima u tekućem stanju), izbjeljivač, kalcijev hipoklorit, kloramini, klor dioksid i druge tvari koje sadrže klor.
Glavni uvjeti za djelovanje klora su: temeljito oslobađanje vode od suspendiranih tvari, dovoljna doza klora, potpuno i brzo miješanje klora s cjelokupnim volumenom dezinficirane vode i kontakt klora s vodom najmanje 30-60 minuta. vremena potrebnog za ispoljavanje baktericidnog djelovanja. Da bi se osigurala pouzdana dezinfekcija, potrebno ju je unijeti u tolikoj količini da pokrije cjelokupnu apsorpciju klora u vodi i da se dobije određeni višak slobodnog aktivnog klora. Uspjeh kloriranja vode prosuđuje se prema ostatku aktivnog klora. Utvrđeno je da doze klora u vodi od 1-3 mg/l obično daju dovoljan baktericidni učinak. Istovremeno, sadržaj zaostali slobodni klor u vodi nakon čiste vode spremnici bi trebali biti unutar 0,3-0,5 mg/l. Takvo kloriranje naziva se konvencionalno kloriranje ili kloriranje prema potrebi.
Apsorpcija klora u vodi - količina klora, koja se pri kloriranju 1 litre vode troši na oksidaciju organskih, lako oksidirajućih anorganskih tvari i dezinfekciju bakterija tijekom 30 minuta.
Potreba vode za klorom - ukupna količina klora potrebna da se zadovolji apsorpcija klora u vodi i da se osigura dostupnost potrebne količine zaostalog klora.
Vrste kloriranja
Različite vrste kloriranja na vodovodnim cijevima su dvostruko kloriranje i superkloriranje (ponovno kloriranje).
Na dvostruko kloriranje klor se u vodu unosi dva puta: prvi put u mješalici prije taložnika i drugi put nakon filtara, koristi se npr. u slučaju vode za piće iz riječne vode s visokom bakterijskom kontaminacijom.
Superkloriranje- kloriranje vode s prekomjernim dozama klora (5-20 mg/l) s rezidualnim sadržajem aktivne tvari: do 1-5 mg/l. Privremeno se koristi u slučaju oštrih kolebanja bakterijske kontaminacije vode, u slučaju posebne epidemijske situacije i kada je nemoguće osigurati dovoljan kontakt vode s klorom.
Ako postoji visok sadržaj rezidualnog klora, voda se smatra neprikladnom za izravnu potrošnju i zahtijeva naknadno dekloriranje kemikalijama (hiposulfit ili sumporov dioksid) ili sorpcijskom metodom (aktivni ugljen).
Jedan od načina dezinfekcije vode je amonizacija (kloriranje s preamonizacijom), u kojem se amonijak uzastopno uvodi u vodu, a zatim klor. Kloriranje s preamonizacijom koristi se za sprječavanje pojave specifičnih mirisa u slučaju kloriranja vode koja sadrži fenol ili benzen, kao i za sprječavanje stvaranja kancerogenih tvari (kloroform i dr.) tijekom kloriranja vode u prisutnosti humusa i druge tvari.
Unatoč pozitivnim stranama korištenja klora za dezinfekciju vode za piće, posljednjih su godina uočene i negativne posljedice kloriranja vode za javno zdravlje.
Kao rezultat reakcije klora s huminskim spojevima u vodi, otpadnim produktima nekih organizama i tvarima tehnogenog podrijetla, u vodi mogu nastati visokotoksične, kancerogene i mutagene tvari. To uključuje: trihalometane (THM), uključujući kloroform, bromoform, dibromoklorometan i druge.
Treba imati na umu da neke od štetnih tvari koje nastaju u vodi ulaze u tijelo ne samo u procesu pijenja vode i hrane (enteralno), već i kroz neoštećenu kožu prilikom tuširanja, kupanja, plivanja u bazenu. Stoga je važan smjer u rješavanju hitnog problema uporaba drugih, alternativnih kloriranju, metoda dezinfekcije vode za piće.
Ozonizacija- tretiranje vode ozonom radi uništavanja mikroorganizama i uklanjanja neugodnih mirisa.
Ozon (O 3) je plavičasti plin specifičnog mirisa, vrlo topiv u vodi. Ima visoku oksidacijsku sposobnost, što određuje njegova baktericidna svojstva. Djeluje na protoplazmu mikroorganizama, uništava viruse (osobito poliomijelitisa).
Ozonizator - uređaj (generator) za proizvodnju ozona koji služi za dezinfekciju vode
Ozonizacija u usporedbi s kloriranjem ima sljedeće Glavne prednosti:
Ø pouzdana dezinfekcija postiže se u roku od nekoliko minuta, dok ozon učinkovitije od klora dezinficira vodu od oblika spora bakterija i uzročnika virusnih infekcija;
Ø ozon, kao i proizvodi njegovog spajanja sa tvarima u vodi, nemaju okusa i mirisa;
Ø dolazi do promjene boje vode i uklanjanja prethodno postojećih mirisa različitog podrijetla;
Ø višak ozona nakon nekoliko minuta pretvara se u kisik koji se oslobađa u atmosferski zrak, te stoga ne utječe na ljudsko tijelo;
Ø u isto vrijeme, mnogo manje nego tijekom kloriranja, nastaju nove otrovne tvari;
Ø Proces ozonizacije u manjoj mjeri od kloriranja ovisi o pH, mutnoći, temperaturi i drugim svojstvima vode;
Ø Proizvodnja ozona na licu mjesta eliminira potrebu za slanjem i skladištenjem reagensa.
Nedostaci ozonizacije Ozon je eksplozivan i otrovan te je skuplji od kloriranja. Brza razgradnja u otpadnoj vodi (20-30 minuta) ograničava njezinu upotrebu, nakon ozoniranja često se uočava značajan rast mikroflore zbog bakterijske reaktivacije i sekundarnog onečišćenja. Čak ni visoke doze ozona (20 mg/l) i duga izloženost (1,5-2 sata) ne osiguravaju potpuno učinkovitu dezinfekciju bakterijskih spora. Kada se voda tretira ozonom, mogu nastati toksični nusprodukti: bromati, aldehidi, ketoni, karboksilne kiseline i drugi spojevi. Ovi proizvodi mogu izazvati mutagene i druge štetne učinke.
Dezinfekcija vode ionima srebra na temelju oligodinamičkog djelovanja ovog metala. Srebro ima sposobnost da dugo čuva vodu. Prema objavljenim podacima, voda tretirana srebrom u koncentraciji od 0,1 mg / l održava visoke sanitarne i higijenske pokazatelje godinu dana ili više.
Dezinfekcija srebra provodi se izravno osiguravanjem kontakta vode s metalnom površinom ili otapanjem soli srebra u vodi elektrolitičkom metodom. U drugom slučaju koriste se ionatori koji osiguravaju otapanje srebra pod djelovanjem istosmjerne električne struje.
Ionatori se koriste za dezinfekciju vode na velikim brodovima. Astronauti su visoko ocijenili vodu tretiranu srebrom. Praksa je pokazala da tretiranje brodskih zaliha pitke vode srebrom osigurava očuvanje njegovih organoleptičkih i higijenskih svojstava u uvjetima svemirskih letova različitog trajanja. Srebro se pokazalo i kao odličan konzervans za mineralnu vodu. Stoga se u prestižnim poduzećima za proizvodnju bezalkoholnih pića mineralna voda dezinficira srebrom.
Međutim, usprkos bogatstvu informacija o antimikrobnim svojstvima srebra, njegovu široku upotrebu u praksi vodoopskrbe ometaju različiti razlozi, uključujući i nedovoljno znanje o njegovoj toksičnosti.
Ultraljubičasto zračenje. Baktericidno djelovanje ultraljubičastih (UV) zraka nadaleko je poznato i više puta dokazano eksperimentima. UV zrake prodiru kroz sloj čiste i bezbojne vode od 25 cm. Pod utjecajem UV zračenja u stanicama mikroorganizama u vodi dolazi do nepovratnih procesa koji uzrokuju kršenje molekularnih i međumolekulskih veza. To dovodi do denaturacije (uništavanja) staničnih proteina protoplazme, posebice do oštećenja DNA, RNA, staničnih membrana i, kao rezultat, do smrti mikroorganizama. Kratkotrajne molekule ozona, atomski kisik, slobodni radikali i hidroksilne skupine nastale pod utjecajem UV zračenja dodatno utječu na mikroorganizme u vodi.
Metoda UV dezinfekcije ne mijenja kemijski sastav i organoleptička svojstva vode. Prednost metode je i brzina dezinfekcije (nekoliko sekundi) te odsutnost mirisa i okusa pri korištenju ultraljubičastih zraka. Zrake štetno djeluju ne samo na vegetativne oblike patogenih bakterija koje umiru nakon zračenja unutar 1-2 minute, već i na spore otporne na klor, viruse i jaja helminta. Brojna istraživanja pokazala su izostanak štetnih učinaka čak i pri dozama UV zračenja koje su mnogo veće od praktično potrebnih. Stoga, za razliku od tehnologije kloriranja i ozoniranja, u osnovi ne postoji opasnost od predoziranja UV zračenjem. Istodobno, postoje dokazi da ako je doza UV zračenja pravilno odabrana, ne uočava se aktivacija mikroorganizama, što omogućuje primjenu UV dezinfekcije bez naknadnog uvođenja konzervansnih doza klora.
Tehnologija dezinfekcije vode UV zračenjem je najlakša za implementaciju i održavanje. Dezinfekciju vode UV zračenjem karakteriziraju niski troškovi energije (3-5 puta niži nego kod ozoniranja) i nema potrebe za skupim reagensima.
Za dezinfekciju vode koriste se instalacije s visokotlačnim živo-kvarcnim žaruljama i niskotlačnim argon-živinim žaruljama. Lampe se postavljaju iznad mlaza ozračene vode ili u samu vodu. U prvom slučaju opremljeni su reflektorom za usmjereno zračenje, u drugom slučaju zrake se šire po obodu u svim smjerovima.
Ugradnja UV dezinfekcije vode za piće
Unatoč brojnim pozitivnim stranama korištenja ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju vode za piće, mora se uzeti u obzir da povećana mutnoća, boja i soli željeza smanjuju propusnost vode za baktericidne UV zrake. Stoga je voda iz podzemnih izvora s udjelom željeza ne većim od 0,3 mg/l, niskom mutnoćom i bojom prikladnija za UV dezinfekciju. Ako je potrebno, UV dezinfekcija vode iz površinskih i nekih podzemnih izvora zahtijeva njeno prethodno pročišćavanje (bistrenje, obezbojenje, uklanjanje željeza, itd.).
Dezinfekcija vode ultrazvukom. Baktericidni učinak ultrazvuka uglavnom je posljedica mehaničkog razaranja bakterijske stanične stijenke u ultrazvučnom polju. U ovom slučaju baktericidni učinak povezan je s intenzitetom ultrazvučnih vibracija i ne ovisi o zamućenosti (do 50 mg/l) i boji. Učinak dezinfekcije proteže se ne samo na vegetativne, već i na sporne oblike mikroorganizama.
Za dobivanje ultrazvučnih vibracija potrebnih za dezinfekciju vode koriste se piezoelektrični i magnetostrikcijski uređaji. Dezinfekcijsko djelovanje ultrazvuka traje nekoliko sekundi.
Dezinfekcija vode vakuumom omogućuje dezinfekciju bakterija i virusa niskim pritiskom. U tom slučaju puni baktericidni učinak može se postići za 15-20 minuta.
Radijacijska dezinfekcija vode. Ionizirajuće (prodorno) zračenje naziva se kratkovalno rendgensko i γ-zračenje, tok visokoenergetskih nabijenih čestica (elektrona, protona, deuterona, α-čestica i povratnih jezgri), kao i brzih neutrona (čestica koje nemaju naknade). U interakciji s elektronskim ljuskama atoma i molekula medija, oni prenose dio svoje energije na njih, proizvodeći ionizaciju molekula. Elektroni koji se oslobađaju u ovom procesu, u pravilu, imaju značajnu energiju, koja se troši na ionizaciju još nekoliko molekula vode.
Ionizirajuće zračenje je snažan bezreagensni čimbenik čije djelovanje dovodi do smrti patogenih mikroorganizama prisutnih u ozračenoj vodi i njezine dezinfekcije. Primarni produkti radiolize vode remete metabolizam u bakterijskoj stanici.
Pročišćavanje zračenjem i dezinfekcija vode imaju sljedeće prednosti u odnosu na tradicionalne metode obrade:
ü univerzalnost, odnosno sposobnost neutralizacije mnogih organskih i mikrobnih zagađivača;
ü visok stupanj dezinfekcije i čišćenja;
ü velika brzina obrade i mogućnost potpune automatizacije.
Međutim, uzimajući u obzir onečišćenje vodnih tijela specifičnim tehnogenim tvarima i iz drugih razloga, kombinirane metode postaju široko rasprostranjene, kada se obrada vode zračenjem koristi zajedno s tradicionalnim metodama dezinfekcije (kloriranje ili ozoniranje).
Termička dezinfekcija vode Uglavnom se koristi za dezinfekciju male količine vode u dječjim ustanovama (škole, predškolske ustanove, pionirski i ljetni kampovi), sanatorijima, bolnicama, na brodovima, a također i kod kuće.
Utvrđeno je da se potpuna dezinfekcija moda (uništavanje svih vrsta i oblika patogena) postiže samo kuhanjem vode 5-10 minuta. Međutim, treba imati na umu da je prokuhana voda lišena ne samo patogenih, već i saprofitnih, bezopasnih ili čak korisnih mikroorganizama za čovjeka. U takvoj vodi lako se razmnožavaju mikroorganizmi koji su u nju ušli nakon vrenja i hlađenja, što dovodi do brzog pogoršanja njezine kvalitete. Stoga prokuhanu vodu treba čuvati u dobro zatvorenim posudama na hladnom mjestu ne duže od 24 sata.
filter vrč
Prednosti: vrč za filtriranje je vrlo jednostavan za korištenje, ne zahtijeva priključak na dovod vode, proces čišćenja ne treba kontrolirati.
Protiv: mali volumen pročišćene vode (od 1 do 2 litre), niska stopa pročišćavanja.
Izvrstan upijač - ugljen - apsorbira klor, organoklor i organska onečišćenja, a njegova dodatna obrada srebrom sprječava razvoj bakterija.
I filter i kuhalo za vodu
Bila je sasvim prirodna odluka spojiti u jednu posudu kuhalo za vodu i filter za punjenje vodom. Električni kuhalo za vodu kombinira funkcije filtriranja i omekšavanja vode, s filtrima za pročišćavanje vode koji vam omogućuju brzo i učinkovito pročišćavanje vode iz slavine od klora i drugih nečistoća, sprječavajući stvaranje kamenca.
Priključak na dizalicu
Princip rada: pročistač vode postavlja se izravno na slavinu, voda mu se dovodi pod pritiskom.
Prednosti: niska cijena, jednostavan za korištenje.
Nedostaci: niska produktivnost (0,3-0,5 l / min), potrebno je koristiti spremnik za skladištenje pročišćene vode. Ako filtar nema prekidač, morat ćete ga svaki put uključiti i isključiti ručno.
Praktični rad br.1
Kontrolni i trenažni testovi
1. Najčešći način dezinfekcije vode za piće u vodovodu:
a) kloriranje;
b) UV zračenje;
c) ozonizacija.
2. Pri dezinfekciji vode za piće pripravcima koji sadrže klor, organoleptička svojstva vode mogu:
a) poboljšati
b) pogoršati se
c) ne mijenjati.
3. Metode fizičke dezinfekcije uključuju:
a) korištenje vodikovog peroksida;
c) vrenje;
e) oligodinamičko djelovanje srebra.
4. Posebne metode poboljšanja kakvoće vode za piće:
a) dekontaminacija;
b) pojašnjenje;
c) dezodoriranje;
d) otplinjavanje;
e) čišćenje.
5. Približne vrijednosti doze klora tijekom kloriranja s normalnim dozama:
a) 1-5 mg/l;
b) 10-15 mg/l;
c) 20-30 mg/l.
6. Metode dezinfekcije vode za piće:
a) koagulacija;
b) kloriranje;
c) fluoriranje;
d) ozonizacija;
e) UV tretman.
7. Indikacije za primjenu metode kloriranja s predamonizacijom su:
a) visoka mikrobna kontaminacija;
b) sprječavanje izazivanja neugodnih mirisa;
c) nepovoljna epidemiološka situacija za crijevne infekcije;
d) proširenu vodovodnu mrežu;
e) nemogućnost osiguranja dovoljnog vremena kontakta vode s klorom.
8. Prednosti ozona u odnosu na klor u dezinfekciji vode za piće:
a) poboljšava organoleptička svojstva vode;
b) poboljšava organoleptička svojstva vode i zahtijeva kraće vrijeme kontakta;
c) poboljšava organoleptička svojstva vode, zahtijeva kraće vrijeme kontakta i učinkovitiji je protiv patogenih protozoa.
9. Pri dezinfekciji vode za piće UV zračenjem organoleptička svojstva vode mogu:
a) poboljšati
b) pogoršati se
c) ne mijenjati.
10. Pri dezinfekciji vode pripravcima koji sadrže klor, njezina organoleptička svojstva:
a) pogoršati se
b) ne mijenjaju se;
c) postaju sve bolji.
Kontrolna pitanja
1. Kako se klasificiraju metode poboljšanja kvalitete vode za piće?
2. Kako se zgrušava voda? Koje koagulanse poznajete?
3. Kako se voda taloži?
4. Koje filtre poznajete, po čemu se međusobno razlikuju?
5. Opišite metode reagensa za dezinfekciju vode za piće.
6. Navedite metode kloriranja. Koje su prednosti i mane svakog od njih?
7. Što je apsorpcija klora i potreba vode za klorom?
8. Koji je higijenski značaj rezidualnog klora u vodi za piće?
9. Kako se vrši određivanje sadržaja aktivnog klora u izbjeljivaču?
10. Kako se doza izbjeljivača određuje prema rezidualnom kloru?
11. Opišite fizikalne metode poboljšanja kakvoće vode za piće.
12. Koje dodatne metode za poboljšanje kakvoće vode za piće poznajete?
13. Provesti usporednu procjenu fizikalno-kemijskih metoda poboljšanja kakvoće vode za piće.
14. Koje kombinirane metode poboljšanja kakvoće vode za piće poznajete?
Ministarstvo zdravlja i socijalnog razvoja Ruske Federacije"
ODJEL ZA OPĆU HIGIJENU
METODE ZA POBOLJŠANJE KVALITETE VODE ZA PIĆE
VLADIKAVKAZ 2011
Sastavio:
Ø Doktor medicinskih znanosti, profesor A.R. Kusova,
Ø asistent F.K. Khudalova,
Ø asistent A.R. Naniev.
Recenzenti:
Ø F.V. Kallagova - prof., doktor medicinskih znanosti, voditelj. Zavod za opću i bioorgansku kemiju;
Ø Tuaeva I.Sh. - kandidatkinja medicinskih znanosti, izvanredna profesorica Katedre za higijenu Fakulteta preventivne medicine s kolegijem Epidemiologija i FPDO
Su česti
1. Bistrenje (uklanjanje zamućenja)
2. obezbojenje
3. Dekontaminacija
Čišćenje prema 2 sheme:
1. Taloženje, spora filtracija
2. Koagulacija, taloženje, brza filtracija
1. Voda se kreće vrlo sporo duž horizontalnih sedimenata unutar 4-8 sati, kao rezultat toga, sve velike, suspendirane čestice talože se na dno. Zatim voda ulazi u spori filtar - velike strukture s nekoliko slojeva:
a) podloga.
b) pijesak. V = 0,1 - 0,3 m / h - filtracija.
Tijekom rada filtar "sazrijeva", na površini se stvara film, učinkovitost se povećava, brzina se smanjuje. 99,5% - učinkovitost dezinfekcije.
2. Voda se podvrgava koagulaciji, pahuljice nastale u vodi imaju naboj, na njih se adsorbiraju suspendirane čestice koje se talože zajedno s pahuljicama. Reagensi: Al sulfat, Fe. Al - gradi spojeve s bikarbonatom.
Prva razina. Određivanje tvrdoće bikarbonata (količina Al). Reakcija je spora, malo pahuljica - s viškom aluminijevog sulfata potrebno je uvesti lužinu da se reakcija ubrza. U dodiru s vodom stvara se koloidna otopina.
Nakon koagulacije, voda se šalje na brze filtre, brzina je 50-100 puta veća nego na sporim.
Učinkovitost dekontaminacije 95%.
Dezinfekcija:
Primjenjuju se fizikalne, kemijske, mehaničke metode.
a) Kemijske metode - kloriranje, hidrokloriranje, korištenje djelovanja soli teških metala.
b) Mehanička metoda - filtracija kroz posebne svijeće (Chamberlane)
c) Fizikalna metoda - UV zračenje.
Posebne metode
Specifične metode dekontaminacije:
1. Dezodoracija - uklanjanje neugodnog okusa i mirisa.
2. Otplinjavanje
3. Fluoriranje
4. Omekšavanje
5. Peglanje
6. Opisivanje
Reagensi: Plinoviti klor, Cl - vapno, DTSGK - dvotrećinska sol hipoklorita Ca.
Kloriranje - ostaje normalna doza Cl, ali nakon toga voda se oslobađa viška F.
Cl-potreba - količina ml aktivnog Cl potrebna za brzinu dezinfekcije vode.
Za dezinfekciju se koristi vezani klor, ostatak slobodnog klora je 0,5-0,3 mg/l.
0,3-0,5 - količina klora ne mijenja značajno organska svojstva vode, ali ukazuje na potpunost dezinfekcije.
Vezani Cl ne više od 0,8 mg/l.
Preostali dušik 0,3-0,5 mg/l.
Odabir izvora opskrbe vodom
Godine 1948. usvojen je GOST "Izvori centralizirane kućne vodoopskrbe 27.84"
Podzemni izvori dijele se na klase, ovisno o metodama poboljšanja kakvoće vode.
1. Zadovoljavanje svih zahtjeva SANPIN-a.
2. Prema nekim pokazateljima imaju odstupanja (prozračivanje, filtracija, dezinfekcija).
3. Imaju zahtjeve SANPIN-a kao prve, ali filtracija se odvija uz prethodno taloženje.
Površinski izvori:
Klasa 1 - dezinfekcija, filtracija, koagulacija.
Stupanj 2 - koagulacija, taloženje, dezinfekcija.
Stupanj 3 je isti kao i stupanj 2, samo uz korištenje poliefektorskih metoda filtriranja.
Mjesta decentralizirane vodoopskrbe:
U ruralnim područjima, uz prisustvo izvora podzemne vode. Instalirajte iskopane ili izbušene bunare.
Kopani bunari.
Tlo je zaštićeno od poplave, močvare. Zidovi bunara su propusniji, kota iznad površine je najmanje 80 cm Oko bunara, do dubine od 2 m i širine 100 x 70, uklanja se zemlja i nasipa glinom. Zahvat vode treba provoditi tako da ne dolazi do onečišćenja.
Bušenje bunara- bušiti zemlju, ugraditi električnu pumpu na vrh.
Prednosti: povećana dubina, zidovi nisu propusni.
Pregled bunara:
1. Sanitarno-epidemiološki (otkrivanje bolesti koje se prenose vodom)
2. Sanitarni
Obrada vode iz bunara:
Nakon adaptacije
U prisutnosti zaraznih bolesti
Privremeno kloriranje u slučaju onečišćenja podzemne vode 1,5 - 2 l / po 1 m bušotine.
Kontinuirano - od volumena od 0,25-1 l, u zalihu se dodaje 150-600 grama vapna, otopina difundira 30 dana.
Kako bi se kvaliteta vode izvora vodoopskrbe dovela do zahtjeva SanPiN - 01, postoje metode pročišćavanja vode koje se provode u vodovodima.
Postoje osnovne i posebne metode za poboljšanje kvalitete vode.
ja . DO glavni metode uključuju bistrenje, izbjeljivanje i dezinfekcija.
Pod, ispod pojašnjenje razumjeti uklanjanje lebdećih čestica iz vode. Pod, ispod obezbojenje razumjeti uklanjanje obojenih tvari iz vode.
Bistrenje i izbjeljivanje se postiže 1) taloženjem, 2) koagulacijom i 3) filtracijom. Nakon prolaska vode iz rijeke kroz zahvatne rešetke, u kojima ostaju veliki zagađivači, voda ulazi u velike spremnike – taložnice, sporim protokom kroz koji krupne čestice padaju na dno za 4-8 sati. Za taloženje sitnih suspendiranih tvari voda ulazi u spremnike, gdje se koagulira - dodaje joj se poliakrilamid ili aluminijev sulfat, koji pod utjecajem vode postaje, poput snježnih pahuljica, pahuljica na koju se lijepe sitne čestice i adsorbiraju boje, nakon čega se taložiti na dno spremnika. Potom voda ide u završnu fazu pročišćavanja – filtraciju: polako se propušta kroz sloj pijeska i filtarsko platno – ovdje se zadržavaju preostale suspendirane tvari, jaja helminta i 99% mikroflore.
Metode dekontaminacije
1.Kemijski: 2.Fizički:
-kloriranje
- upotreba natrijevog hipoklorita-kuhanje
-ozonizacija -U\V zračenje
-upotreba srebra -ultrazvučni
liječenje
- koristite filtere
Kemijske metode.
1. Najviše korišten metoda kloriranja. Za to se koristi kloriranje vode plinom (na velikim postajama) ili izbjeljivačem (na malim). Kada se klor doda vodi, on hidrolizira, stvarajući klorovodičnu i hipokloričnu kiselinu, koje, lako prodirući kroz ljusku mikroba, ubijaju ih.
A) Kloriranje u malim dozama.
Suština ove metode leži u odabiru radne doze prema potrebi za klorom ili količini zaostalog klora u vodi. Da biste to učinili, provodi se probno kloriranje - odabir radne doze za malu količinu vode. Očito su uzete 3 radne doze. Ove se doze dodaju u 3 boce od 1 litre vode. Voda se klorira ljeti 30 minuta, zimi 2 sata, nakon čega se određuje rezidualni klor. Trebao bi biti 0,3-0,5 mg / l. Ova količina rezidualnog klora, s jedne strane, ukazuje na pouzdanost dezinfekcije, as druge strane, ne narušava organoleptička svojstva vode i nije štetna za zdravlje. Nakon toga se izračunava doza klora potrebna za dezinfekciju sve vode.
B) Hiperkloriranje.
Hiperkloriranje - rezidualni klor - 1-1,5 mg / l, koristi se tijekom razdoblja epidemijske opasnosti. Vrlo brza, pouzdana i učinkovita metoda. Provodi se velikim dozama klora do 100 mg/l uz obvezno naknadno dekloriranje. Dekloriranje se provodi propuštanjem vode kroz aktivni ugljen. Ova metoda se koristi u terenskim uvjetima.U terenskim uvjetima slatka voda se tretira tabletama klora: pantocidom koji sadrži kloramin (1 tabela - 3 mg aktivnog klora), ili aquacidom (1 tabela - 4 mg); a također i s jodom - tablete joda (3 mg aktivnog joda). Broj tableta potrebnih za upotrebu izračunava se ovisno o volumenu vode.
c) Dezinfekcija vode neotrovna i bezopasna natrijev hipoklorit koristi se umjesto klora koji je opasan za upotrebu i otrovan. U Sankt Peterburgu se ovom metodom dezinficira do 30% vode za piće, au Moskvi su od 2006. svi vodovodi prebačeni na nju.
2.Ozonizacija.
Primjenjuje se na malim vodovodima s vrlo čistom vodom. Ozon se dobiva u posebnim uređajima – ozonizatorima, a zatim se propušta kroz vodu. Ozon je jače oksidacijsko sredstvo od klora. Ne samo da dezinficira vodu, već i poboljšava njena organoleptička svojstva: obezbojuje vodu, uklanja neugodne mirise i okuse. Ozonizacija se smatra najboljom metodom dezinfekcije, ali je ova metoda vrlo skupa, pa se češće koristi kloriranje. Ozonator zahtijeva sofisticiranu opremu.
3.Upotreba srebra."Posrebrivanje" vode uz pomoć posebnih uređaja elektrolitičkom obradom vode. Ioni srebra učinkovito uništavaju svu mikrofloru; čuvaju vodu i omogućuju njezino dugotrajno skladištenje, što se koristi u dugotrajnim ekspedicijama u vodenom transportu, roniocima za dugotrajno očuvanje pitke vode. Najbolji filtri za kućanstvo koriste posrebrenje kao dodatnu metodu dezinfekcije i očuvanja vode.
Fizikalne metode.
1.Ključanje. Vrlo jednostavna i pouzdana metoda dezinfekcije. Nedostatak ove metode je što se njome ne mogu tretirati velike količine vode. Stoga je vrenje široko korišteno u svakodnevnom životu;
2.Korištenje kućanskih aparata- filteri koji pružaju nekoliko stupnjeva pročišćavanja; adsorpcija mikroorganizama i suspendiranih tvari; neutraliziranje brojnih kemijskih nečistoća, uklj. krutost; osiguravajući apsorpciju klora i organoklornih tvari. Takva voda ima povoljna organoleptička, kemijska i bakterijska svojstva;
3. Izloženost UV/UV zrakama. To je najučinkovitiji i najrašireniji način fizičke dezinfekcije vode. Prednosti ove metode su brzina djelovanja, učinkovitost uništavanja vegetativnih i spornih oblika bakterija, jaja helminta i virusa. Zrake valne duljine 200-295 nm djeluju baktericidno. Argon-živine žarulje koriste se za dezinfekciju destilirane vode u bolnicama i ljekarnama. Na velikim vodovodnim cijevima koriste se snažne živine kvarcne žarulje. Na malim vodovodima koriste se nepotopljive instalacije, a na velikim - potopne, kapaciteta do 3000 m 3 / sat. Izloženost UV zračenju uvelike ovisi o suspendiranim krutim tvarima. Za pouzdan rad UV instalacija potrebna je visoka prozirnost i bezbojnost vode, a zrake djeluju samo kroz tanki sloj vode, što ograničava primjenu ove metode. UV zračenje se češće koristi za dezinfekciju vode za piće iz umjetničkih bunara, kao i reciklirane vode iz bazena.
II. Posebna metode za poboljšanje kvalitete vode.
-desalinizacija,
-omekšavanje,
-fluoriranje - Uz nedostatak fluora, provodi se fluoriranje vode do 0,5 mg/l dodavanjem natrijevog fluorida ili drugih reagensa u vodu. U Ruskoj Federaciji trenutno postoji samo nekoliko sustava za fluoridaciju vode za piće, dok u Sjedinjenim Državama 74% stanovništva prima fluoriziranu vodu iz slavine,
-defluorizacija - Uz višak fluora, voda se podvrgava odmrzavanje metode taloženja fluorom, razrjeđivanje ili sorpcija iona,
deodorizacija (uklanjanje neugodnih mirisa),
-otplinjavanje,
- deaktivacija (ispuštanje radioaktivnih tvari),
-uklanjanje željeza - Smanjiti krutost vode arteških bunara koriste metode vrenja, reagensa i metode ionske izmjene.
Uklanjanje spojeva željeza na arteškim bušotinama (uklanjanje željeza) i vodikov sulfid ( otplinjavanje) provodi se prozračivanjem nakon čega slijedi sorpcija na posebnom tlu.
Na niskomineraliziranu vodu mineral tvari. Ova se metoda koristi u proizvodnji flaširane mineralne vode koja se prodaje putem distribucijske mreže. Inače, potrošnja pitke vode nabavljene u distributivnoj mreži raste u cijelom svijetu, što je posebno važno za turiste, ali i za stanovnike ugroženih područja.
Smanjiti ukupna mineralizacija koriste se podzemne vode, destilacija, sorpcija iona, elektroliza i zamrzavanje.
Treba napomenuti da su ove posebne metode obrade (kondicioniranja) vode visokotehnološke i skupe te se koriste samo u slučajevima kada nije moguće koristiti prihvatljiv izvor za vodoopskrbu.
Praktična lekcija
MINISTARSTVO OBRANE RUSKE FEDERACIJE GLAVNI VOJNOMEDICINSKI ODJEL
VOJNO-MEDICINSKA AKADEMIJA
(VMEDA)
pr. br.
Broj državne registracije.
Inv. br. _______
ODOBRITI Voditelj Akademije, počasni djelatnik znanosti Ruske Federacije, doktor medicinskih znanosti, profesor, general bojnik medicinske službe B. Gaidar
VriD Načelnik Istraživačkog centra Vojnomedicinske akademije doktor medicinskih znanosti prof. pukovnik sanitetske službe | S. Pelešok |
|
Načelnik Odjela za istraživanje i razvoj prehrane i vodoopskrbe Istraživačkog centra Vojnomedicinske akademije kandidat medicinskih znanosti pukovnik sanitetske službe | V. Majdan |
|
Znanstveni voditelj VrID-a zamjenika načelnika Odjela za istraživanje i razvoj prehrane i vodoopskrbe Istraživačkog centra Vojnomedicinske akademije, kandidat medicinskih znanosti, bojnik sanitetske službe | ||
Odgovorni izvršitelj viši znanstveni suradnik Znanstveno-istraživačkog centra za prehranu i vodoopskrbu Istraživačkog centra Vojnomedicinske akademije kandidat bioloških znanosti | E. Sorokaletova |
SANKT PETERBURG 2002
POPIS IZVOĐAČA
Znanstveni voditelj rada |: VrID Zamjenik voditelja Odjela za istraživanje i razvoj prehrane i vodoopskrbe Kandidat medicinskih znanosti Bojnik sanitetske službe | ||
Odgovorni izvršitelj: viši znanstveni suradnik, Znanstvenoistraživački institut za prehranu i vodoopskrbu, kandidat bioloških znanosti | E. Sorokaletova (sažetak, uvod, 18.03.2002. odjeljak 1, 2, 3, zaključak) |
|
E. Gvardina |
||
Znanstveni novak, Istraživački institut za prehranu i vodoopskrbu | E. Kravchenko (odjeljak 1) |
|
Znanstveni novak, Istraživački institut za prehranu i vodoopskrbu | I. Konovalova |
|
Izvanredni profesor Odjela za odnose s javnošću, kandidat medicinskih znanosti | V. Narykov 18. ožujka 2002. godine (1. dio, sažetak, uvod, zaključak) |
|
Načelnik Odjela za istraživanje doktor medicinskih znanosti prof. pukovnik sanitetske službe | S. Matveev |
SAŽETAK
Izvješće - 77 stranica, 1 knjiga, 20 tablica, 146 izvora.
KVALITETA VODE, PROČIŠĆAVANJE VODE, PRIRODNA
MINERALNI SORBENSI
Predmet istraživanja bili su prirodni mineralni sorbenti (PMS), perspektivni za primjenu u procesima pročišćavanja i kondicioniranja vode: šungit, kremen, glaukonitni vapnenac.
Cilj rada
Provođenjem istraživanja suvremenim biološkim i fizikalno-kemijskim metodama pokazalo se da PMS učinkovito pročišćava vodu od onečišćenja. Kremen i glaukonitni vapnenac pokazao se kao najperspektivniji PMS za pročišćavanje vode od iona teških metala. Njihova učinkovitost je superiornija od aktivnog ugljena (AC) i šungita.
Svi proučavani PMS uklanjaju fenol iz vode u koncentracijama do 50 MPC. Pri višim koncentracijama fenola učinkovitost šungita veća je od učinkovitosti kremena i glaukonitnog vapnenca za sve modelne parametre vode.
PMS pročišćava vodu od viška iona željeza, i šungit je 2 puta učinkovitiji od AC, kremena i glaukonitnog vapnenca.
PMS ima izražena sorpcijska svojstva u odnosu na bakterije E. coli soj K12, spore B. subtilis i C. perfringes, smanjujući sadržaj mikrobnih agenasa za najmanje tisuću puta.
Šungit pokazuje specifičnu aktivnost u uklanjanju čestica radikalske i ionsko-radikalne prirode iz vode, značajno nadmašujući u tom pogledu i kremen i glaukonitni vapnenac i AC (56, 36 odnosno 31 put).
Voda tretirana PMS-om poboljšava svoju kvalitetu zahvaljujući dubokom pročišćavanju od kemijskih kontaminanata, smanjuje toksičnost, a također povećava biološku aktivnost zbog obogaćivanja esencijalnim makro- i mikroelementima.
Tehnologije i uređaji za liječenje koji koriste PMS nisu inferiorni, au nekim slučajevima i superiorniji u učinkovitosti od AC, a mnogo su jeftiniji u smislu cijene. Rusija ima snažnu bazu sirovina za PMS, što njihovu upotrebu čini obećavajućom u obradi vode.
POPIS KRATICA, SIMBOLA,
SIMBOLI, JEDINICE I POJMOVI
Aktivni ugljik |
|
Svjetska zdravstvena organizacija |
|
indeks zagađenja vode |
|
surfaktanti |
|
najveća dopuštena koncentracija |
|
prirodni mineralni sorbenti |
|
organoklorni pesticidi |
UVOD .................................................. ........................ | |
1. KVALITETA VODE ZA PIĆE I NAČINI POBOLJŠANJA (Odabir smjera istraživanja) ............................................ .... | |
1.1. Kakvoća vode izvorišta ............................................. . | |
1.2. Postojeći i mogući načini poboljšanja kvalitete vode ................................................ .................... .............................. ...... | |
1.3. Prirodni mineralni sorbenti - perspektivni materijali u procesima poboljšanja kvalitete vode ..................................... ......................................... | |
1.3.1. Stijene koje sadrže ugljik - šungiti............. | |
1.3.2. Silicij i silikatne stijene .............................. | |
1.3.1. Karbonatne stijene ................................................. | |
2. MATERIJALI I METODE ISTRAŽIVANJA .................................................. ... | |
3. EKOLOŠKO-HIGIJENSKA STUDIJA PRIMJENE PRIRODNIH MINERALNIH SORBENATA ZA POBOLJŠANJE KAKVOĆE VODA................................. ........................ ................... | |
3.1. Utjecaj prirodnih mineralnih sorbenata na organoleptička svojstva vode.................................................. ........................ ... | |
3.2. Utjecaj prirodnih mineralnih sorbenata na kemijski sastav vode.................................................. ........................ ...................... | |
3.2.1. Anorganski otrovi ................................................. | |
3.2.2. Organski otrovi ............................................... | |
3.3. Utjecaj prirodnih mineralnih sorbenata na mikrobiološke pokazatelje vode.................................................. .......................... | |
3.4. Toksičko-higijenska procjena vode koja je prošla filtraciju kroz filtere koji sadrže prirodne mineralne sorbente.................................. ......................... ......................... ............. | |
3.5. Biološki učinak vode aktivirane kremenom ............................... | |
ZAKLJUČAK................................................. ...................... | |
POPIS KORIŠTENIH IZVORA .............................................. |
UVOD
Značaj ovog istraživanja povezan je s povećanim antropogenim i tehnogenim utjecajem na biosferu u Ruskoj Federaciji /1-7/.
Najveći pritisak ekotoksičnosti doživljava vodeni okoliš, koji je konačni rezervoar većine onečišćujućih tvari. Tijekom proteklih 30 godina promijenila se struktura korištenja voda, što je rezultiralo naglim povećanjem socijalne komponente korištenja voda. Udio opskrbe kućanstava i pitke vode porastao je s 9% u 1970. godini na 21% u 1999. godini /8/. S tim u vezi, postoji realan problem kvalitete vode za piće, determiniran onečišćenjem prirodne vode, njenim nezadovoljavajućim pročišćavanjem u vodovodima, te sekundarnim onečišćenjem u distribucijskim mrežama. U trenutnoj situaciji, najperspektivniji pristup opskrbi stanovništva Ruske Federacije i osoblja Oružanih snaga visokokvalitetnom pitkom vodom je uporaba sredstava i metoda dodatnog pročišćavanja i pripreme vode na mjestu uporabe, uključujući u mjestima razmještaja kopnene vojske i mornarice /9/.
Trenutno, obrada vode postaje jedan od najčešćih tehnoloških procesa. To određuje posebnu aktualnost problematike smanjenja troškova čišćenja pitke, tehničke i otpadne vode. U tom smislu, uporaba prirodnih sorbenata, čija su nalazišta dostupna na području Ruske Federacije, čini se vrlo obećavajućom. U literaturi je sve više izvještaja o učinkovitosti korištenja prirodnih sorbenata za uklanjanje dispergiranih nečistoća, nafte i naftnih derivata, tenzida, bojila, radioaktivnog onečišćenja i dr. iz vode /10÷16/.
Danas, pri korištenju prirodnih sorbenata za uklanjanje ovih tvari iz vode, u pravilu dominira empirijski pristup, što otežava provođenje tehnoloških procesa u optimalnim uvjetima.
U tom smislu potrebno je razviti znanstvene temelje za korištenje prirodnih sorbenata u pročišćavanju vode, za što je potrebno sažeti dostupne informacije o njihovoj uporabi, kao i nacrt racionalnih načina njihove uporabe u određenim tehnološkim procesima vode. liječenje.
Cilj rada sastojao se u eksperimentalnoj procjeni učinkovitosti korištenja prirodnih mineralnih sorbenata za pročišćavanje i kondicioniranje vode.
Za postizanje ovog cilja potrebno je riješiti sljedeće zadaci:
1. Ocijeniti učinkovitost prirodnih mineralnih sorbenata u procesu pročišćavanja vode za piće od kemijskih i mikrobioloških onečišćenja.
2. Proučiti toksične i higijenske pokazatelje vode pročišćene na prirodnim mineralnim sorbentima (PMS).
3. Proučiti biološki učinak vode koja je pročišćena za PMS.
4. Procijeniti mogućnost primjene PMS-a za individualnu i skupnu naknadnu obradu vode za piće.
Rad je obavljen u Znanstveno-istraživačkom laboratoriju za napredne tehnologije pročišćavanja vode Znanstveno-istraživačkog centra za prehranu i vodoopskrbu Istraživačkog centra Vojnomedicinske akademije od siječnja 2000. do ožujka 2002. u skladu s Direktivom br.
Istraživanja provedena na Vojnomedicinskoj akademiji 1993. ÷ 2001. godine, koja su reflektirana u nizu izvješća, članaka i monografija /17÷24/ našla su svoj razvoj u istraživanju i razvoju.
1. KVALITETA VODE ZA PIĆE I NAČINI POBOLJŠANJA(Odabir smjera istraživanja)
1.1. Kvaliteta vode izvorišta
Prema Državnom vodnom katastru, najčešći onečišćivači kopnenih površinskih voda su naftni derivati, fenoli, organoklorni pesticidi (OKP), lako oksidirajuće organske tvari, spojevi bakra i cinka. U pojedinim područjima nalaze se kompleksi nikla, amonijev i nitritni dušik, kao i specifični polutanti karakteristični za pojedine industrije - lignin, lignosulfonati, ksantati, metil merkaptan, anilin /25/.
Posljednjih godina, u pozadini blagog smanjenja bruto volumena odvodnje vode, postoji tendencija povećanja udjela nepročišćenih otpadnih voda koje se ispuštaju u vodna tijela /8/. Prema podacima Ministarstva prirodnih resursa, ukupna količina onečišćenih otpadnih voda ispuštenih u vodna tijela iznosi 28 km3/godišnje, od čega se samo 10% (2,8 km3) pročišćava prema standardima. Samo 13% otpadnih voda pročišćava se u komunalnim službama. Godišnje se u vodna tijela zemlje ispusti 1000 tona cinka, 700 tona nikla, 150 tona bakra i kroma i 120 tona kadmija. Ova količina toksikanata dovoljna je da zagadi više od 500 km3 vode, što je usporedivo s godišnjim protokom ruskih rijeka /26÷28/.
Na brojnim mjestima prosječna godišnja koncentracija onečišćujućih tvari prelazi 5 MPC za tri ili više pokazatelja (u rijeci Nevi - selo Novosaratovka, rijeci Narva - grad Ivan-gorod, rijeci Onega - selo Porog , rijeka Sev. Dvina - od Ust-Pinega) /25/.
U rezervoaru Proletarskoye - Rostovska regija, r. Pelymma, r. Ob et al., prosječna godišnja koncentracija naftnih derivata, fenola, spojeva bakra bila je najmanje 30 MPC /25/.
U rijeci su primijećeni slučajevi izrazito visokih razina onečišćenja vode. Purtse (fenoli 213÷240 MPC), r. Kosva (spojevi željeza - 157 MPC, spojevi bakra - 160 MPC), r. Chusovoi (spojevi kroma - 720 MPC), rezervoar Bratsk. (metil merkaptan - 300-500 MPC), r. Klyazma (naftni proizvodi - 176 MPC), r. Okhinka (naftni proizvodi - 120 MPC) /25/.
Posebnu opasnost predstavljaju izvanredne situacije u proizvodnji, kada štetne tvari u koncentracijama do 1000 MAC /29, 30/ dospijevaju u vodu.
Zagađenju izvora vode doprinosi i poljoprivredna proizvodnja.
Od ukupne količine OCP-a koji se koriste u poljoprivredi, 1÷5% ulazi u površinske vode, oko 5% migrira u niže horizonte tla i podzemne vode. Najviša razina onečišćenja vode OCP zabilježena je u slivovima Volge, Ob, Amura, Urala, Dnjepra, Tereka, Pyasine. Visoke koncentracije OCP-a zabilježene su u vodnim tijelima ne samo u područjima intenzivne poljoprivrede i proizvodnje OCP-a, već iu područjima gdje je njihova uporaba izostala ili je bila minimalna, što ukazuje na globalnu rasprostranjenost OCP-a /31/.
Većina vodnih tijela Ruske Federacije služe kao izvori opskrbe pitkom vodom, stoga povećanje onečišćenja prirodnih voda sve više pogoršava problem opskrbe stanovništva kvalitetnom pitkom vodom /7/.
Istraživanje urbanih vodozahvata pokazalo je da neke od njih karakterizira onečišćenje vode, klasificirano kao "visoko" i "ekstremno veliko". Posebna opasnost javlja se tamo gdje je onečišćenje uzrokovano prisutnošću visoko toksičnih spojeva (vodozahvati Tomsk, Tyumen, Kurgan) /29/.
Problemi s opskrbom pitkom vodom postoje iu Sjeverozapadnoj regiji Ruske Federacije. Izvor vodoopskrbe stanovništva Sankt Peterburga i dijela Lenjingradske oblasti je jezero Ladoga. Istodobno, otpadne vode iz industrijskih poduzeća i agroindustrijskog kompleksa i ogromnih teritorija (Lenjingrad, Pskov, Novgorod, Tver, Arkhangelsk i Vitebsk regije, Republika Karelija i dio Finske) ulaze u jezero Ladoga. Ukupna količina onečišćenih otpadnih voda koje ulaze u jezero je 400 milijuna m3 godišnje. Otpadne vode sadrže više od 600, od kojih je 300 otrovnih. Zbog toga se stanje ekosustava jezera približilo kritičnom /32/.
Pod utjecajem gospodarskih aktivnosti koje se provode na obalama jezera Ladoga i njegovom slivnom području, do sredine 80-ih godina XX. stoljeća, akumulacija je prešla iz oligotrofnog u mezatrofno stanje. Ako antropogeno opterećenje ostane na sadašnjoj razini, jezero bi se u narednim desetljećima moglo pretvoriti u eutrofni rezervoar, što će imati katastrofalne posljedice za vodoopskrbu Sankt Peterburga. Čak i sada je rijeka Neva, koja je praktički jedini izvor opskrbe pitkom vodom u Sankt Peterburgu, posvuda zagađena. Čak i na samom izvoru, kao rezultat eutrofikacije jezera Ladoga, uočava se povećan sadržaj toksikanata. Prekoračenje MDK utvrđeno je za naftne derivate, olovo, kadmij, kobalt, nikal, krom, cink, arsen, berilij, titan, živu /33 ÷ 35/.
Osim toga, Neva je važna prometna arterija i nije zaštićena od nesreća uzrokovanih ljudskim djelovanjem. Tako je, kao posljedica nesreće s naftnim tankerom na ušću Neve u jesen 1999., cijeli akvatorij rijeke bio zagađen loživim uljem, a na dnu je stvoreno skladište otrovnih tvari. /24/.
Brzo pogoršanje kvalitete vode jezera Ladoga, nastavak protoka zagađene otpadne vode, određuju kvalitetu vode Neve koja ulazi u Sankt Peterburg. Klasa kakvoće vode u pozadinskom dijelu 2 km uzvodno od grada je smanjena i one su okarakterizirane kao klasa IV („onečišćene“). Porast indeksa onečišćenja voda (WPI) dogodio se uglavnom zbog porasta prosječnih godišnjih koncentracija hlapivih fenola. Tako je koncentracija fenola u pozadinskom dijelu bila 7 MPC, a općenito uz rijeku. Neve - 10 MPC. Najveće zagađenje vode fenolima zabilježeno je na ušću Neve: u uzorcima uzetim u veljači, lipnju i kolovozu. Njihove koncentracije iznosile su 40÷50 MPC /33/. Najveća koncentracija fenola (70 MPC) zabilježena je u vodama Neve u nizu ispod ušća rijeke. Izhora.
Vode Neve su zagađene bakrom i manganom u gotovo svim dijelovima. Tako su prosječne godišnje koncentracije: bakra - 4,7 ÷ 6,45 MPC, mangana - 1,1 ÷ 3,3 MPC. Najveća koncentracija bakra (19 MPC) zabilježena je u jednom od najprljavijih dijelova, koji se nalazi ispod ušća rijeke. Ohta, mangan (9,5 MPC) - na ušću Neve / 36 /.
Kronični učinak toksičnih tvari na vodne sustave u regiji očituje se posvuda. U hidrobiontima dolazi do intenzivnog nakupljanja toksikanata i njihovog prijenosa hranidbenim lancima. Prema GosNIORKh-u, u Volhovskom zaljevu jezera Ladoga, 70÷80% primjeraka bijele ribe, smuđa, deverike, plotice i ruha ima toksikozu, koja dostiže 2÷4 boda težine. U istoj regiji tkiva 20÷60% proučavanih riba ima miris na naftne derivate. U Svirskom zaljevu zabilježeno je trovanje kod 50÷60% ribe. Kronična intoksikacija zabilježena je u 30÷60% riba iz ušnog dijela rijeke. Widlitsa. Kod riba se uočavaju izražene ireverzibilne patološke promjene u vitalnim organima: kardiomiopatija, hiperemija mozga, granularna degeneracija jetre, neoplazme u različitim organima. Visoka je smrtnost i poremećaji u razvoju mlađi /36/.
Kao rezultat navedenog, podzemne vode su pouzdaniji izvor vodoopskrbe /37÷39/. Kakvoću podzemne vode određuju dvije skupine čimbenika: geološki i antropogeni. Prva skupina čimbenika određuje kvalitetu podzemne vode povezanu sa sastavom vodonosnih stijena, fizikalno-kemijskim uvjetima njihovog formiranja i cirkulacije, stupnjem zaštite vodonosnika od površinskog onečišćenja prekrivenim glinenim zaslonima. Druga skupina čimbenika povezana je sa stupnjem tehnogenog opterećenja, gospodarskim uvjetima i prisutnošću centara onečišćenja /40/. Trenutno onečišćenje hidrosfere nije utjecalo samo na površinske izvore vode, već i na podzemne vode. Kao rezultat ulaska u njih različitog komunalnog otpada, tvari iz velikih odlagališta kemijskog otpada itd. (osobito u područjima koncentracije poduzeća plinske i naftne industrije) /41÷44/.
Korištenje podzemnih voda u Sjeverozapadnoj regiji zaostaje za europskim prosjekom, iako regija ima potrebne vodne resurse za to. Prirodna kakvoća podzemnih voda u regiji izrazito je raznolika - od ultra slatkih voda s nedovoljnim sadržajem niza komponenti do niskomineraliziranih voda koje su na rubu moguće uporabe za piće /43, 44/.
Podzemna voda ima niz specifičnih svojstava. S jedne strane, mogu se samopročišćavati, s druge strane, nakupljaju i šire zagađujuće elemente na znatne udaljenosti. Vodonosnici sjeverozapadne regije u različitim su stupnjevima zaštićeni od površinskog onečišćenja. Uz područja gdje su blokirani vodootpornim naslagama i na taj način zaštićeni od onečišćenja (Karelijska prevlaka, devonsko polje Lenjingradske regije itd.), razlikuju se područja s praktički nezaštićenim vodnim resursima (Karelija, Izhorska visoravan). Podzemne vode su posebno značajno zagađene na području okruga Gatchina, Volosovsky, Lomonosovsky, Slantsevsky, Kingisepsky, gdje su široko razvijene pukotinsko-kraške podzemne vode, koje imaju slab stupanj zaštite od agensa onečišćenja s površine /43, 44/.
Za poboljšanje vodoopskrbe gradova i drugih naselja predlažu se sljedeće dugoročne mjere /14/:
Poboljšanje stanja i osiguranje poštivanja režima zona sanitarne zaštite i vodozaštitnih zona izvorišta za opskrbu pitkom vodom;
Jačanje kontrole kakvoće vode na izvorištu vodoopskrbe, stvaranje sustava automatske i pogonske kontrole, razvoj metoda i sredstava za određivanje šireg spektra i složenih pokazatelja onečišćenja vode na izvorištu;
Izrada i provedba ciljanog programa uklanjanja glavnih izvora onečišćenja izvorišta vode;
Stvaranje automatskog upravljačkog sustava za ispuštanje onečišćenja;
Izrada mjera za smanjenje utjecaja površinskog otjecanja na vodoizvorište;
Razvoj matematičkog modela izvora vode, uzimajući u obzir hidrokemijske podatke i biokemijske procese samopročišćavanja, u svrhu predviđanja kakvoće vode pri promjeni ulaznih parametara, povećanju ili smanjenju ispuštanja onečišćenja, akcidentima iu drugim situacijama;
Identifikacija prioritetnih mjera zaštite voda s njihovom tehničko-ekonomskom procjenom na temelju matematičkog modeliranja različitih situacija;
Odabir mogućnosti alternativnih vodozahvata, povećanje broja vodozahvata;
Korištenje dodatnih izvora za vodoopskrbu grada, posebno podzemnih voda.
Sve ove aktivnosti zahtijevaju značajna materijalna sredstva i dovoljan vremenski interval za njihovu provedbu.
1.2. Postojeći i mogući načini poboljšanja kvalitete vode
Centralizirana vodoopskrba većine naselja u Rusiji uglavnom se provodi iz površinskih izvora vode koje karakterizira visoka razina zagađenja /45/.
Postojeći uređaji za pročišćavanje vode i primijenjeni tehnološki procesi često više nisu u mogućnosti osigurati potrebnu kakvoću vode za piće, budući da su projektirani za razine onečišćenja površinskih voda koje su postojale prije 40-50 godina i uglavnom su usmjereni na poboljšanje, prije svega, organoleptičkih i mikrobiološki pokazatelji kvalitete vode.
U kućnoj opskrbi pitkom vodom koriste se tipične tehnološke sheme pročišćavanja: ovisno o stupnju onečišćenja izvorne vode - dvostupanjski (taložnici ili taložnici sa slojem suspendiranog sedimenta - u prvom stupnju i brzi filtri - na drugi stupanj) ili jednostupanjski (kontaktni taložnici ili protočni filtri) /45, 46/. Razmatrajući ove sheme s modernih pozicija, može se primijetiti njihova nedovoljna pouzdanost i učinkovitost. To je prije svega zbog činjenice da koriste zastarjela postrojenja i metode čišćenja reagensima. Primijenjene tehnologije pročišćavaju vodu uglavnom od raspršenih čestica. Molekularno otopljene tvari i ioni ostaju u vodi. Tako, mnoge otrovne tvari ne bivaju zarobljene u postrojenjima za pročišćavanje vode i ulaze u vodoopskrbnu mrežu /47/.
Treba napomenuti da postojeće tehnološke sheme mogu imati negativan utjecaj. Dakle, postupci kloriranja i ozoniranja koji se koriste u obradi vode za dezinfekciju vode, u prisutnosti organskih spojeva u vodi, dovode do pojave visokotoksičnih tvari.
Kao rezultat kloriranja vode koja sadrži fenolne humusne tvari nastaju klorofenoli, kloroform pa čak i dioksini /48, 49/. Pojava u vodi za piće toksičnih produkata ozonizacije - formaldehida, benzaldehida, acetaldehida, također može biti posljedica fizikalno-kemijskih karakteristika prirodnih voda. Ozonizacija vode u kojoj su prisutni pesticidi može dovesti do stvaranja toksičnijih i stabilnijih nedovoljno oksidiranih epoksida s nezasićenim dvostrukim vezama. Na primjer, Eldrin se oksidira u dieldrin, heptaklor u heptaklorepoksid /50/.
Istraživanje sadržaja organoklornih spojeva u vodozahvatu gradova Pitkyaranta i grada Priozersk (jezero Ladoga) te u vodi iz slavine pokazalo je da je u procesu obrade vode (kloriranja) koncentracija kloroforma porasla 39 puta, ugljikov tetraklorid se povećao 5 puta, a 4,5 puta 1,2-dikloroetan, 4,4 puta - tetrakloretan, 8,3 puta - klorobenzen, trikloroetan i triklorofenol (tablica 1.) /48/.
Stol 1.
Supstanca | Unos vode, µg/l | Voda za piće, µg/l | MPC, µg/l |
||
Kloroform | |||||
ugljikov tetraklorid | |||||
1,2-dikloroetan | |||||
trikloretan | |||||
tetrakloretan | |||||
Bromodikloroetan | |||||
Triklorfenol | |||||
Klorbenzen |
Napomena: WHO - Svjetska zdravstvena organizacija
Metode poboljšanja kakvoće vode za piće
Metode obrade vode, uz pomoć kojih se kvaliteta vode izvora vodoopskrbe dovodi do zahtjeva SanPiN 2.1.4.2496-09 ʼʼ Voda za piće. Higijenski zahtjevi za kvalitetu vode centraliziranih sustava za opskrbu pitkom vodom. Kontrola kvalitete. Higijenski zahtjevi za osiguranje sigurnosti sustava za opskrbu toplom vodom ʼʼ ovise o kakvoći izvorne vode izvorišta i dijele se na osnovne i posebne. Glavni načini su ˸
Posvjetljivanje
Izbjeljivanje
Dezinfekcija
Pod, ispod posvjetljivanje i izbjeljivanje odnosi se na uklanjanje suspendiranih krutina i obojenih koloida (uglavnom humusnih tvari) iz vode. put dezinfekcija eliminirati uzročnike infekcije sadržane u izvoru vode - bakterije, viruse itd.
U slučajevima kada korištenje samo osnovnih metoda nije dovoljno, koristite posebne metode čišćenja(uklanjanje željeza, defluorizacija, desalinizacija i dr.), kao i unošenje nekih tvari potrebnih ljudskom organizmu - fluorizacija, mineralizacija demineraliziranih i slabomineraliziranih voda.
Što se tiče uklanjanja kemikalija, najučinkovitija metoda je sorpcijsko pročišćavanje na aktivnom ugljenu, a sorpcijskim pročišćavanjem značajno se poboljšavaju i organoleptička svojstva vode.
Metode dezinfekcije vode dijele se na
1. Kemijski (reagens), koji uključuje ˸
Kloriranje
Ozonizacija
Korištenje oligodinamičkog djelovanja srebra
2. Fizički (bez reagensa)˸
Ključanje
ultraljubičasto zračenje
Zračenje gama zrakama i sl.
Glavna metoda dezinfekcije vode u vodovodima zbog tehničkih i ekonomskih razloga je kloriranje. Međutim, metoda ozoniranja postaje sve popularnija, a njezina uporaba, uključujući i kombinaciju s kloriranjem, ima prednosti u poboljšanju kvalitete dobivene vode.
Kada se reagens koji sadrži klor uvodi u vodu, glavna količina ᴇᴦο - više od 95% - troši se na oksidaciju organskih i lako oksidiranih anorganskih tvari sadržanih u vodi, troši se samo 2-3% ukupne količine klora. na povezivanje s protoplazmom bakterijskih stanica. Količina klora koja se pri kloriranju 1 litre vode utroši na oksidaciju organskih, lako oksidirajućih anorganskih tvari i dezinfekciju bakterija tijekom 30 minuta naziva se apsorpcija klora u vodi. Na kraju procesa vezanja klora tvarima sadržanim u vodi i bakterijama, voda se počinje pojavljivati preostali aktivni klor,što je dokaz završetka procesa kloriranja. Prisutnost rezidualnog aktivnog klora u koncentraciji od 0,3-0,5 mg/l u vodi isporučenoj u vodoopskrbnu mrežu jamstvo je učinkovitosti dezinfekcije vode, potrebno je spriječiti sekundarno onečišćenje u distribucijskoj mreži i posredno je pokazatelj epidemiološke sigurnosti vode.
Metode poboljšanja kakvoće vode za piće - pojam i vrste. Klasifikacija i značajke kategorije "Metode poboljšanja kakvoće vode za piće" 2015., 2017.-2018.
