Какие элементы содержатся в воде

Какие элементы содержатся в воде thumbnail

Mg — магний

Магний поддерживает нормальную работу нервной системы, а также здоровье сердца, сосудов, мышц и костной ткани. Без магния не усваивается кальций. Дефицит магния чаще всего встречается у людей, постоянно испытывающих стресс. Суточная потребность магния у женщин выше, чем у мужчин.

Кому особенно необходим: жителям крупных городов, людям имеющим напряженную работу, женщинам, подросткам, спортсменам. 

Вода, с повышенным содержания магния: Donat Mg, «Набеглави», «Нарзан», «Зайечицка Горька»

 

Ca — кальций 

Кальций не только является важнейшим элементом для костной ткани, но и участвует в процессах свертываемости крови, сокращениях мышц и выработке большинства гормонов. Хорошо усваивается вместе с фосфором и магнием. 

Кому особенно необходим: практически всем, так как процесс усвоения этого элемента сложен. 

Вода, с повышенным содержанием кальция: «Пилигрим», «Кубай», «Черноголовская», «Аквару», «Славяновская», «Джермук», «Новотерская», «Нарзан», «Зайечицка Горька», Evian, Perrier, Petroglyph, Vittel, Bilinska Kyselka, Vincentka

 

 I — йод

Йод поддерживает здоровье щитовидной железы, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Также участвует в процессе выработки большинства гормонов и влияет на мозговую деятельность.

Кому особенно необходим: подросткам, беременным и кормящим женщинам, жителям крупных городов.

Вода, с повышенным содержанием йода: «Архыз», «Аланийская Горная», «Демидовская», Vincentka

 

K — калий и Na — натрий

Калий важен для здоровья сердца и сосудов, влияет на состояние мышечной и нервной ткани, участвует в многих процессах, происходящих в организме. Эффективен вместе с натрием (Na).

Натрий участвует в обменных процессах организма, влияет на состояние мышечной и нервных систем, поддерживает кислотно-щелочной баланс, регулирует объем жидкости в организме.

Кому особенно необходимы: любителям спорта, людям с лишним весом и тем, кто применяет мочегонные лекарства.

Вода, с повышенным содержанием калия и натрия: эти элементы есть во всей воде (кроме дистиллированной). Наибольшая их концентрация наблюдается в лечебно-столовых и лечебных водах.

 

Si — кремний 

Кремний — элемент, который очень важен для обмена веществ, иммунной системы, костей, суставов, ЦНС (центральной нервной системы), здоровья кожи, волос и ногтей. 

Кому особенно необходим: беременным и кормящим женщинам, а также детям и людям зрелого и преклонного возраста. 

Вода, с повышенным содержанием кремния: «Новотёрская», «Sulinka Кремниевая», «Бжни»

 

Fe — железо 

Железо является важнейшим элементом в работе кровеносной системы. Также он влияет на иммунитет, щитовидную железу, обмен веществ и состояние мышц. Хорошо усваивается вместе с витамином C.

Кому особенно необходимо: женщинам, людям склонным к анемии.

Вода, с повышенным содержанием железа: «Аланийская Горная»,  Rudolfuv Pramen

 

F — фтор

Фтор является важным элементом для укрепления зубов, роста волос и ногтей, участвует в процессе кроветворения, предупреждает развитие заболеваний костей.

Кому особенно необходим: практически всем

Вода, с повышенным содержанием фтора: «Жемчужина Гор», «Серебряная Роса», «Демидовская», «Королевская вода», Knjaz Milos

 

Zn — цинк

Цинк полезен для иммунной системы, костной ткани, здоровья кожи и умственной активности. Участвует в обменных процессах и выработке гормонов. Цинк помогает усваиваться витамину А. 

Кому особенно необходим: спортсменам, вегетарианцам, людям занимающимся физическим трудом, беременным и кормящим женщинам.

Вода, с повышенным содержанием цинка: «Зайечицка Горька»

Источник

   Вода, согласно ее формуле — H2O, должна состоять лишь из смеси двух газов – водорода и кислорода, однако это лишь не более чем лабораторный стандарт. На самом же деле она представляет собой смесь самых различных веществ, находящихся в самых разных физических и химических состояниях. Химический состав природной воды весьма и весьма разнообразен.

Факторы, влияющие на формирование химического состава

   Произведенный в лаборатории химический анализ воды позволяет определить состав всех примесей органического и минерального происхождения, которые находятся в жидкости в форме молекул, ионов, суспензий, коллоидов и эмульсий. На химический состав как поверхностных, так и подземных вод существенно оказывают влияние географическое расположение, геологическое строение и климатические условия местности, в которой они находятся.

   ????Кратко рассмотрим химический состав природной воды, представляющей собой довольно сложную дисперсионную систему, где вода – дисперсная среда, а органические, минеральные вещества, газы и живые микроорганизмы – дисперсная фаза.

   Около 90 — 95 процентов компонентов, содержащихся в растворенном виде в воде, составляют соли, которые существуют там в виде ионов. В природной воде всегда присутствует «набор» из трех анионов и четырех катионов (HCO3-, SO42 -, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+ , K+), которые принято называть главными ионами.

   Одни из них безвкусны, другие же придают жидкости горький и солёный вкус. Поступают они в воду, главным образом, из почвы, горных пород и минералов. Часть из этих ионов имеет происхождение от производственной деятельности человека. Содержатся эти макрокомпоненты в воде в самых различных концентрациях.

молекула воды

   Природная вода, кроме главных ионов, содержит в своем составе еще и различные газы, разумеется, в растворенном виде. Одним из важнейших является кислород, который придает жидкости свежий вкус. Этого газа в воде может содержаться разное количество, все зависит от природных условий. Помимо кислорода, в воде содержатся такие газы, как азот и метан, не имеющие ни вкуса, ни запаха, а так же токсичный сероводород, который придает жидкости крайне неприятный запах. Концентрация этих газов в воде определяется главным образом ее температурой.

   Помимо этого, в воде содержатся биогенные вещества, которые составляют большую часть всех существующих живых организмов. К ним в основном относятся соединения фосфора и азота. Что касается азота, то он в природной воде может содержаться как в органической форме, так и неорганической. Концентрация биогенных веществ в такой жидкости может быть в самых различный пределах – от всего лишь следов до 10-ти миллиграммов на литр. Основные источники этих веществ – атмосферные осадки, поступления с поверхностными стоками, а так же сельскохозяйственными, промышленными и бытовыми сточными водами.

   Неотъемлемыми составляющими воды являются и микроэлементы, которых содержится в жидкости менее одного миллиграмма на литр. К ним относятся, практически, все известные металлы, за исключением железа и главных ионов и некоторые из неметаллов. Очень важными из них являются фтор и йод, обеспечивающие организму человека нормальное функционирование.

   Помимо прочего, в воде присутствуют и растворенные органические вещества. Это, по сути, органические формы упомянутых выше биогенных веществ. К ним относятся: углеводы, органические кислоты, фенолы, альдегиды, спирты, ароматические соединения, эфиры и так далее.

   В химический состав воды, помимо перечисленных, входят еще и токсичные соединения и вещества – нефтепродукты, тяжелые металлы, СПАВ, хлорорганические пестициды, фенолы и так далее.

   Природная вода ввиду присутствия в ней большого числа пузырьков газа и различных взвешенных частиц, считается негомогенной средой.

Источник

Химически чистая вода с формулой Н₂О — это идеал, никогда не достижимый в природных условиях. Главное природное качество воды — универсальный растворитель, поэтому в ней постоянно присутствуют в растворенном виде различные соединения, элементы, ионы и газы. Количественный и качественный состав природной воды зависит от географических условий местности и строения водоносных горизонтов. Некоторое количество растворенной углекислоты из почвы позволяет воде воздействовать на минеральные соли, активно растворяя их по пути своего следования.

Какие элементы содержатся в воде

Когда вода просачивается через минеральные породы, она обогащается элементами, из которых они состоят. Если на пути воды есть известковые породы, вода обогащается известью, если доломитовые — магнием. Залежи каменной соли или гипса придают воде повышенные концентрации сульфатов и хлоридов, и такая вода считается минеральной.

Читайте также:  В каких продуктах содержится много клетчатки для похудения

Любой источник питьевого водоснабжения, в том числе частный колодец, должен быть исследован на показатели качества воды и ее пригодность для использования и питья. По закону «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91 года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» — вода хозяйственно-питьевого назначения относится к пищевым продуктам и должна соответствовать многочисленным санитарно-гигиеническим требованиям.

Показатели качества воды можно разделить на физические, химические и бактериологические.

Химические свойства воды

К ним относят следующие показатели:

  • жесткость,
  • активная реакция (pH),
  • окисляемость (БПК и ХПК),
  • минерализация (содержание растворенных солей).

Показатель pH показывает активность ионов водорода (или гидроксид-ионов). При pH=7 вода нейтральная, при pH меньше 7 — кислая, при pH больше 7 —щелочная.

Жесткость — комплексный показатель, в большей степени зависящий от концентрации в воде ионов кальция и магния. Количественно измеряется в мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр). Вода глубоких подземных источников имеет более высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), а поверхностных источников — относительно небольшую (3-6 мг-экв/л).

Жесткая вода содержит много растворенных минеральных солей, что при нагревании приводит к образованию накипи. Накипь— твердый нерастворимый осадок на внутренних стенках водопроводных труб, котлов, бытовых нагревательных приборов.

Жесткость воды доставляет много проблем в быту: при стирке и умывании моющие средства хуже пенятся, при готовке еды плохо развариваются овощи, ухудшается вкус напитков.

Вода считается пригодной для питья, если ее жесткость не превышает 7-10 мг-экв/л.

Излишне мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/л), также неполезна для здоровья. Такая вода при регулярном употреблении способна вымывать из организма жизненно необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу, сердечно-сосудистым заболеваниям. Это относится и к дождевой воде, которая идеальна для стирки и мытья, но не рекомендуется для регулярных пищевых целей.

Окисляемость характеризует содержание в воде растворенных органических соединений. Высокие показатели окисляемости означают, что вода сильно загрязнена бытовыми стоками. Недопустимо, чтобы в колодец попадали сточные воды с содержанием белков, жиров и углеводов, эфиров, органических кислот, фенолов, нефти, спиртов и т.п.

Минерализация воды показывает содержание в питьевой воде растворенных солей и измеряется в мг/л. Минерализация питьевой воды измеряется по сухому остатку. Поверхностные источники водоснабжения характеризуются невысокой минерализацией, а подземные воды имеют более высокое солесодержание. Рекомендуемый предел минерализации питьевой воды — 1000 мг/л.

Повышение солесодержания ухудшает вкусовые качества воды — она становится горькой или излишне соленой.

Органолептический порог ощущений для хлоридов 350 мг/л, для сульфатов 500 мг/л. Нижний предел солесодержания для питьевой воды, при котором не оказывается негативного воздействия на физиологические процессы в организме —100 мг/л.

Оптимальный диапазон солесодержания в питьевой воде 200-400 мг/л. Содержание ионов кальция должно быть не меньше 25 мг/л, ионов магния — не меньше 10 мг/л.

Физические свойства воды

К ним относят следующие показатели:

  • температура,
  • цветность,
  • мутность,
  • привкус,
  • запах.

Температура колодезной воды должны находится в диапазоне 7-12°С. Если вода теплее, она перестает быть освежающей. Вода холоднее 5°С становится опасной для здоровья из-за риска получить простудное заболевание.

Цветность — это посторонняя окраска воды. Цветность является нежелательным органолептическим показателем. Количественно цветность оценивают в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Мутность — видимое содержание в воде взвешенных веществ. Мутность измеряют в мг/л. Как правило, чистая артезианская и колодезная вода имеет малую мутность.

Присутствие в воде растворенной органики отрицательно влияет на органолептические показатели качества воды. Вода может приобретать посторонний неприятный запах — гнили, земли, рыбы, запах нефтепродуктов, хлорфенола и т.п. Одновременно наблюдается увеличение цветности и повышенная вспениваемость, что в итоге оказывает неблагоприятное воздействие на человека и живые организмы.

Исследованиями установлено, что изменения физических свойств питьевой воды оказывают заметное физиологическое воздействие на организмы: изменяется секреция желудочного сока, повышается или понижается острота зрения, изменяется частота сердечных сокращений.

Бактериологические показатели воды

Бактериологические показатели нормируют содержание в воде бактерий и патогенных микроорганизмов. Микробное число — это число бактерий, содержащееся в 1 мл воды. Для водопроводной воды этот показатель не должен превышать 100.

В поверхностные источники водоснабжения бактерии и микроорганизмы попадают вместе со сточными водами и дождевыми стоками, с животными. Вода из артезианских источников отличается низкими показателями бактериального загрязнения (микробное число не более 30).

Бактерии разделяют на патогенные (болезнетворные), и сапрофитные (осуществляющие переработку отмерших растительных или животных организмов).

Косвенный показатель бактериологического загрязнения воды определяется по содержанию в ней бактерии кишечной палочки. Единица измерения — коли-титр или коли-индекс. Коли-титр — это объем воды (в мл) в котором содержится одна единица кишечной палочки. Для питьевой воды коли-титр должен быть равен 300 или более. Коли-индекс — показатель, обратный коли-титру, или число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-индекс для питьевой воды — не более 3.

Источник

Состав питьевой воды, которая приносит  организму, имеет достаточно жесткие границы содержания минералов и солей. Человек с пользой может употреблять воду, границы минерализации которой лежат в пределах от 0,02  до 2 граммов минеральных веществ на литр. 

Сульфаты, гидрокарбонаты, хлориды магния, натрия и кальция — основные соли, насыщающие воду и требуемые человеку для жизнедеятельности. Количество этих солей не должно превышать 0,5 грамма на литр воды.

Так же полезная и необходимая нам вода должна содержать такие микроэлементы как фтор, бром, йод. Содержание этих микроэлементов в воде ничтожно мало и измеряется в миллиграммах, но тем не менее очень важно для нормальной работы многих физиологических функций организма. При этом дозировка очень важна, так как серьезно влияет на определенные процессы формирования тех или иных тканей и клеток. Очень показательна дозировка фтора в воде. Если фтора меньше чем 0,5 миллиграмма в литре, неизбежно наступает кариес зубов. В то же время, концентрация фтора превышающая 1,0-1,5 миллиграмма так же неизбежно приведет к другому заболеванию зубов-флюорозу (Заболевание впервые описанное еще в 18 веке как «крапчатые зубы»). Может развиваться как до так и после прорезывания зубов. Вызывает разрушение эмали зубов.

Вода в которой нет солей и микроэлементов так же вредна, как и безвкусна. Ее неприятно пить, вредна она тем, что понижает осмотическое давление внутри клеток. Такой водой является дистиллированная вода. Пить такую воду не рекомендуется. Концентрация солей меньше 100 миллиграммов на литр считается неприемлемой для питья.

По разному распределяются в нашем организме такие элементы как натрий, кальций и калий, присутствие которых в воде так же необходимо. Внутриклеточные жидкости  плазмы крови, пищеварительных соков, влаги глаз, спинномозговой жидкости требуют ионов натрия. Внутриклеточные жидкости клеток мышц, нервов, кожи, и других органов — ионов кальция и калия. И опять дозировка имеет большое значение.

В природной воде содержатся не только эти элементы. Их огромное разнообразие. Практически все химические элементы земли в той или иной концентрации находятся в настоящей природной воде. Разница только в количестве. Поэтому так важно из какого источника вы пьете воду.

Конечно, не всегда у нас есть возможность изучить состав той воды, которую нам приходится пить. Но природа наделила нас вкусовыми рецепторами и это важный способ быстрого анализа, дающий нам возможность понять, надо ли нам пить ту или иную воду. Академик И. П. Павлов говорил о том, что у человека в процессе эволюции выработался рефлекс отвращения к воде неприятной или непривычной на вкус. Так что, даже если нет возможности прочитать состав воды на этикетке бутылки, пробуйте воду на вкус и если вам что то в ней не понравится, не пейте. Хорошая вода всегда приятна на вкус, ее хочется пить. Только такая вода сможет удовлетворить потребности нашего организма, принести пользу и не нанесет вреда.

Читайте также:  Какое количество вещества атомной серы содержится в сульфиде

Уважаемые читатели!
Спасибо, что читаете наш блог! Получайте самые интересные публикации раз в месяц оформив подписку. Новым читателям предлагаем попробовать нашу воду бесплатно, при первом заказе выберите 12 бутылок (2 упаковки) минеральной воды BioVita или питьевой воды Stelmas. Операторы свяжутся с Вами и уточнят детали. Тел. 8 (800) 100-15-15

* Акция для Москвы, МО, Санкт-петербурга, ЛО

Получи самые интересные публикации

Вы можете отписаться в любой момент

Спасибо за подписку на нашу рассылку

Источник

Химический состав питьевой воды.

Связь способа водоподготовки и обеззараживания с состоянием здоровья населения

Реферат выполнила:

студентка группы ЛД 15-07

Пучкина А.И.

Научный руководитель: Зуева Т.В.

Пермь 2017

Содержание

Введение. 3

1. Химические элементы, входящие в состав воды.. 4

1.1 Индифферентные химические вещества в воде. 4

1.2 Биоэлементы.. 5

2. Гигиенические требования к качеству питьевой воды.. 6

3. Методы очистки воды.. 7

3.1 Отстаивание и коагуляция. 7

3.2 Фильтрация. 8

3.3 Обеззараживание. 10

3.3.1 Хлорирование. 11

3.3.2 Озонирование. 12

3.3.3 Обеззараживание серебром. 13

4. Заболевания, обусловленные необычным минеральным составом природных вод 13

Заключение. 15

Список литературы.. 16

Введение

Являясь источником жизни на планете, вода потребляется всеми живыми существами. Качество питьевой воды, попадающей в организм человека, определяют состояние его здоровья и самочувствия. Самыми чистыми источниками являются естественные, но находящиеся вдали от объектов техногенного засорения экологии. К воде, которая предназначается для употребления внутрь, предъявляются жесткие качественные требования.

Даже самая чистая из природных вод — вода дождевая содержит в одном литре около 30 — 35 миллиграммов сухого остатка. Что касается подземных вод, то они представляют собой растворы с широкой гаммой состава и концентрации примесей. Правильнее будет говорить, что вода — это минерал.

Наша обычная питьевая вода никогда не бывает химически чистой, особенно если она была в контакте с отложениями. Подземные воды (из родников или колодцев) всегда содержат ионы кальция и магния, а зачастую и железа и марганца, а также, положительные заряды этих ионов уравновешиваются отрицательными ионами карбонатов / бикарбонатов, а иногда и некоторых хлоридов и сульфатов.

Химические элементы, входящие в состав воды

Химические вещества условно можно разделить на:

1) биоэлементы (йод, фтор, цинк, медь, кобальт);

2) химические элементы, вредные для здоровья (свинец, ртуть, селен, мышьяк, нитраты, уран, СПАВ, ядохимикаты, радиоактивные вещества, канцерогенные вещества);

3) индифферентные или даже полезные химические вещества (кальций, магний, марганец, железо, карбонаты, бикарбонаты, хлориды).

1.1 Индифферентные химические вещества в воде

1) Железо

двух– или трехвалентное содержится во всех естественных водоисточниках. Железо – необходимая составная часть животных организмов. Оно используется для построения жизненно важных дыхательных и окислительных ферментов (гемоглобина, каталазы). Взрослый человек получает в сутки десятки миллиграммов железа, поэтому количество поступающего с водой железа не имеет существенного физиологического значения. Однако присутствие железа в виде больших концентраций нежелательно по эстетическим и бытовым соображениям. Железо придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковато-металлический привкус, оставляет пятна ржавчины. Большое количество железа в воде способствует развитию железобактерий, при отмирании которых внутри труб накапливается плотный осадок.

2) Марганец

в подземных водах содержится в виде бикарбонатов, хорошо растворимых в воде. В присутствии кислорода воздуха превращается в гидроокись марганца и выпадает в осадок, чем усиливает показатель цветности и мутности воды. В практике централизованного водоснабжения необходимость ограничения содержания марганца в питьевой воде связывается с ухудшением органолептических свойств.

3) Алюминий

содержится в питьевой воде, подвергшейся обработке – осветлению в процессе коагуляции сернокислым алюминием. Избыточные концентрации алюминия придают воде неприятный, вяжущий привкус. Остаточное содержание алюминия в питьевой воде (не более 0,2 мг на л) не вызывает ухудшения органолептических свойств воды (по мутности и привкусу).

4) Кальций

и его соли обуславливают жесткость воды. Жесткость питьевой воды является существенным критерием, по которому население оценивает качество воды. В жесткой воде овощи и мясо плохо развариваются, так как соли кальция и белки пищевых продуктов образуют нерастворимые соединения, которые плохо усваиваются. Затруднена стирка белья, в нагревательных приборах образуется накипь (нерастворимый осадок

1.2 Биоэлементы

1) Медь

в малых концентрациях встречается в природных подземных водах и является истинным биомикроэлементом. В больших концентрациях (3—5 мг/л) медь оказывает влияние на вкус (вяжущий).

2) Цинк

в качестве микроэлемента встречается в природных поземных водах. В больших концентрациях он встречается в водоемах, загрязненных промышленными сточными водами. При содержании 30 мг/л вода приобретает молочный цвет, а неприятный металлический вкус исчезает при 3 мг/л, поэтому нормируют содержание цинка в воде не более 3 мг/л.

2.
Гигиенические требования к качеству питьевой воды

В РФ оценка качества питьевой воды при децентрализованной системе водоснабжения производится на основании санитарных правил и нормативов СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды децентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников». Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к качеству воды источников децентрализованного (местного) водоснабжения.

Децентрализованным водоснабжением является использование для питьевых и хозяйственных нужд населения воды подземных источников, открытых для общего пользования без подачи её к месту пользования.

Использование природных вод открытых водоёмов для хозяйственно-питьевого водоснабжения требует предварительного улучшения свойств воды и её обеззараживания. Средства по улучшению качества воды включают в себя методы очистки воды, улучшающие органолептические свойства воды, и методы её обеззараживания, целью которых является уничтожение патогенных микроорганизмов, т. е. обеспечение эпидемиологической безопасности воды.

Методы очистки воды

3.1 Отстаивание и коагуляция

Самым простым и доступным для всех методом очистки питьевой воды является отстаивание водопроводной воды. При этом в течение определенного времени улетучивается остаточный свободный хлор (Сl2), который применяют в системах водозабора для обеззараживания воды. Кроме того, под действием гравитационных сил происходит осаждение относительно крупных суспензионных и коллоидных частиц, находящихся во взвешенном состоянии. В некоторых случаях осадок «желтеет».

Коагуляция – образование и осаждение в жидкой фазе гидроксидов железа или алюминия с адсорбированными на них коллоидами загрязнений стоков и соосажденными гидроксидами тяжелых металлов.

При коагуляции в обрабатываемые стоки вводятся специальные реагенты, при взаимодействии которых с водой образуется новая малорастворимая высокопористая фаза, как правило, гидроксидов железа или алюминия. Происходит также соосаждение тяжелых металлов, по свойствам близких к вводимому в раствор коагулянту. Этот метод широко распространен в водоподготовке. Образующиеся хлопья размером 0,5–3,0 мм имеют очень большую поверхность с хорошей сорбционной активностью. В процессе ее образования и седиментации в структуру включаются взвешенные вещества, коллоидные частицы и та часть ионов загрязнений, которые ассоциированы на поверхности этих частиц.

Современные коагулянты на основе гидроксохлорида – полигидроксохлорид, гидроксохлорсульфат алюминия, Аква-Аурат и т. п. – позволяют существенно повысить качество и интенсифицировать процесс очистки сточных вод. Для повышения эффективности процессов коагуляции и реагентного осаждения широко используется полиакриламид.

Читайте также:  Какие вещества содержатся в миндале

Сократить объем используемого оборудования и расход реагентов позволяет так называемая контактная коагуляция. Она реализуется при введении раствора коагулянта перед механическим фильтром воды. В этом случае зерна загрузки и адсорбированные на них частицы служат центрами коагуляции – «затравкой». При этом резко ускоряется процесс роста хлопьев, которые образуются непосредственно на зернах загрузки и, соответственно, отпадает необходимость в их отстаивании. Процесс очистки сточных вод ускоряется в десятки раз.

3.2 Фильтрация

Фильтрация — задержка нерастворимых твердых частичек определенной величины происходит в порах микропористой структуры полимерного или керамического фильтра. Дальнейшая очистка заключается в удерживании порами сорбента (чаще всего активированного угля, приготовленного особыми методами) органических молекул (в т.ч. стиральных порошков), остатков хлора и других газов, некоторых тяжелых металлов и т.д.

При эксплуатации таких систем необходимо следить, чтобы выходные части фильтров не зарастали бактериальными пленками, которые могут вызвать вторичное заражение очищенной воды.

Медленные фильтры. Это емкости, заполненные песком. Профильтрованная вода отводится через дренаж в нижней части емкости. Такой фильтр должен «созреть», т.е. должна образоваться активная биологическая пленка, состоящая из адсорбированных взвешенных частиц, планктона и бактерий в верхней части песчаного слоя.

К несомненным достоинствам медленных фильтров относятся равномерная, близкая к естественной, фильтрация, при которой задерживание бактерий достигает 99%, а также простота устройства. Но фильтрация в таких фильтрах происходит очень медленно и составляет лишь 10 см вод. ст/ч.

Для городского водоснабжения используются скорые фильтры. Это бетонные резервуары с двойным дном. Нижнее дно сплошное, а верхнее перфорированное, что обеспечивает дренажные свойства фильтра. Вода для фильтрации подается сверху и отводится снизу через дренажное пространство. Производительность обычных скорых фильтров приблизительно в 50 раз выше, чем медленных, и достигает 5 м³/ч, что является несомненным преимуществом. Однако и загрязнение фильтрующего слоя происходит в скорых фильтрах значительно быстрее. Несколько ниже у них и способность задерживать бактерии, которая составляет 95%.

Еще большей производительностью обладают модернизированные скорые фильтры с двухслойной загрузкой. В них верхний фильтрующий слой представлен антрацитовой крошкой, а нижний – кварцевым песком. Благодаря образованию центров коагуляции на крупных частицах антрацитовой крошки в верхнем слое задерживается значительное количество крупнодисперсной взвеси. Фильтрация производится со скоростью 10 м вод. ст./ч.

Наиболее удобная и эффективная модель скорых фильтров – контактный осветлитель (КО). Нижний слой загрузки в нем состоит из гравия, а верхний – из кварцевого песка. Процесс КО идет быстрее и полнее в результате образования на гравии крупных хлопьев и задержки на них взвеси. Грязеемкость таких фильтров значительно повышена. Скорость фильтрации достигает 5-6 м³/ч, а полный цикл обработки воды составляет около 8 ч.

Следует отметить, что, хотя адсорбция микроорганизмов при осветлении и фильтрации воды весьма велика, полной гарантии эпидемической безопасности такая схема очистки не обеспечивает. В связи с этим после очистки на фильтрах вода проходит обеззараживание.

3.3 Обеззараживание

Для обеззараживания воды на водопроводах используются различные физические и химические методы.

Физические (нереагентные) методы обеззараживания воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым (УФ) облучением, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами — применяются в зависимости от конкретных целей и условий обработки воды. Нереагентные методы обеззараживания имеют преимущества перед реагентными: они не изменяют химического состава воды, не приводят к образованию токсичных веществ, не ухудшают органолептических свойств воды, имеют широкий диапазон бактерицидного действия, т.к. действуют непосредственно на структуру микроорганизмов.

Наибольшее применение на водопроводных станциях имеет метод обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200-275 нм; максимум бактерицидного действия УФ-лучами находится в диапазоне волн 260 нм. УФ-облучение воды вызывает быструю гибель вегетативных форм , вирусов, спор микроорганизмов, в том числе устойчивых к хлору.

При местном водоснабжении наиболее надёжным методом обеззараживания воды является кипячение. В результате кипячения в течение 3-5 мин погибают все имеющиеся в воде микроорганизмы, а после 30 мин вода становится стерильной (погибают споры бацилл).

К химическим (реагентным) методам относятся хлорирование, озонирование и обработка воды ионами серебра.

3.3.1 Хлорирование

Хлорирование воды — наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды с применением газообразного хлора или хлорсодержащих соединений, вступающих в реакцию с водой или растворенными в ней солями. В результате взаимодействия хлора с протеинами и аминосоединениями, содержащимися в оболочке бактерий и их внутриклеточном веществе, происходят окислительные процессы, химические изменения внутриклеточного вещества, распад структуры клеток и гибель бактерий и микроорганизмов. Дезинфекция (обеззараживание) питьевой воды осуществляется за счёт дозирования хлора, двуокиси хлора, хлорамина и хлорной извести. Необходимая доза дозируемого вещества устанавливается пробным хлорированием воды: она определяется хлорпоглощаемостью воды (количество хлора, необходимое для связывания содержащихся в воде органических соединений). С целью уничтожения микробов хлор вводят с избытком из того расчёта, чтобы через 30 мин после хлорирования воды содержание остаточного хлора было не менее 0,3 мг/л. В некоторых случаях проводится двойное хлорирование воды – до фильтрации и после чистки воды. Также при эпидемиологических катастрофах проводится суперхлорирование с последующим дехлорированием воды.

Нередко встречаются случаи загрязнения водоемов промышленными и городскими ливневыми стоками, содержащими соединения фенола. Образовавшиеся при хлорировании такой воды даже малыми дозами хлора хлорфенолы придают питьевой воде неприятный «аптечный» запах, что крайне отрицательно воспринимается населением. Это явление предупреждается предварительным внесением в воду аммиака. Преаммонизация заключается во внесении аммиака или его солей в воду за несколько секунд до подачи хлора. Хлор связывается с аммиаком и образуется хлорамины, оказывающие мощное и длительное обеззараживающее действие.

3.3.2 Озонирование

Озонирование является одним из лучших методов обеззараживания воды. Озон — газ голубоватого цвета с характерным запахом, хорошо растворим в воде. Сырьем для производства озона является атмосферный воздух или чистый кислород при действии на него электрического разряда высокого напряжения. Озон самопроизвольно разлагается по схеме О2→О2+О. Озон и свободные радикалы имеют исключительно высокий окислительно-восстановительный потенциал и поэтому быстро вступают в реакцию с содержащимися в воде органическими веществами, и эта реакция протекает быстрее и интенсивнее, чем у хлора. Озон обладает значительным бактерицидным действием, как и хлор, но в отношении спор, озон более активен. Время, необходимое озону для получения 99% обеззараживания в отношении кишечной палочки в 7 раз меньше чем при хлорировании, а скорость уничтожении спор у озона в 30 раз больше. При озонировании уничтожаются и органолептические свойство воды — уменьшается цветность устраняются посторонние запахи и привкусы.

Доза озона, необходимая для обеззараживания воды от 0-5 до 6 мг/л. Продолжительность обеззараживания 3-5 минут. Содержание остаточного озона в воде не более 0,3мг/л.

Достоинствами данного метода являются – надежность и быстрота обеззараживания, разрушение органических примесей, улучшение органолептических свойств воды;

Недостатками — большие затраты, обеззараживанию воды могут служить у нас соли железа и меди и отсутствие долгого бактерицидного действия соединений хлора.

3.3.3 Обеззараживание серебром

Одно из свойств тяжелых металлов – это способность их оказывать бактерицидное действие в чрезвычайно малых концентрациях. Такое свойство наиболее выражено у серебра, меди, золота.

Бактерицидное действие ионов серебра объясняется тем, что они взаимодействуют с протоплазмой микроорганизмов, угнетают ферменты. Обогащение воды ионами серебра может осуществляться 3-мя способами:

1) Добавлением к воде растворов солей серебра (AgNO3);

2) Путем фильтрации воды через посеребренный песок;

3) Электролитическим ме?