Обеспечение качества питьевой воды

Снабжение населения водой осуществляется по следующей схеме: водозабор – водоподготовка (очистка) – транспортирование питьевой воды к потребителю – доочистка воды у потребителя.

Основным элементом водоснабжения являет­ся очистка воды.

Вредные примеси, которые встречаются в воде, обычно под­разделяют на три категории:

1) неорганические химические вещества - арсенатионы, нитрат-ионы, ионы фтора (в избыточных концентрациях), а так­же другие вещества, способные неблагоприятно влиять на здоро­вье человека (например, тяжелые металлы);

2) органические химические соединения, которые могут присутст­вовать в воде в растворенном виде и обладать канцерогенными свойствами (например, пестициды);

3) микроор­ганизмы, вызывающие различные заболевания, такие как тиф, холера, полиомиелит и др.

Основные элементы очистки воды.

1. Введение сульфата меди и последующая аэрация для удале­ния не приятных вкуса и запаха. Для предупреждения роста водорослей и водных растений в накопительные резервуары вводят медный купо­рос. Далее воду подвергают аэрации (т.е. воздействуют на нее воздухом), разбрызгивая в воздухе с помощью рядов фонтанов или пропуская через сетку.

2. Первое хлорирование для удаления болезнетворных микро­организмов. После аэрации в воду добавляют га­зообразный хлор для уничтожения болезнетворных микроорга­низмов.

3. Коагуляция и осаждение загрязнений из воды. Не растворяющиеся в воде мельчайшие взвешенные частицы, которые придают ей тот или иной цвет, называются коллоидными. Для удаления этих частиц из воды используют процесс, именуемый коагуляцией. На первом этапе коагуляции в воду добавляют либо сульфат аммония, либо железо, в резуль­тате в воде образуются хлопьевидная взвесь. Опускаясь на дно отстойника, она перемешивается с взвешенными в воде части­цами и захватывает их. Осадок со дна отстойника удаляют скребками. На многих водоочистных станциях в воду одновременно с сульфатом аммония или железа вводят небольшое количество крошки активированного угля, который хорошо связывает кол­лоидные частицы, находящиеся в воде. Кроме того, обработка ак­тивированным углем не только обесцвечивает воду, но и значи­тельно улучшает ее вкус и запах

4. Фильтрование для удаления болезнетворных микроорга­низмов. Пройдя через отстойник, вода фильтруется через слой песка т.е. очищается от сравнительно крупных частиц, которые могут засорить фильтр, обеспечивающий эффективность следующего этапа очистки. Фильтрование через песок обеспечивает дальней­шее удаление частиц из воды, однако основное назначение фильтра - это захват и удержание бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Периодически песок в фильтрах необходимо промывать для того, чтобы сохранить их способность эффективно задерживать микроорганизмы. Несмотря на высокую эффективность песчаных фильтров для удаления из воды микробов и вирусов полностью вода от них не освобождается.

5. Заключительное хлорирование для завершения уничтоже­ния микроорганизмов. Дополнительный этап очистки - второе хлорирование воды - разрушает любые микроорганизмы, ос­тающиеся после фильтрование через песок. Хлор также взаимо­действует с аммиаком, который может содержаться в воде. Хлор добавляется в избытке по сравнению с уровнем, при котором погибают все микроорганизмы, а также уровнем, необходимым для взаимодействия с присутствующим в воде аммиаком. Это приводит к появлению «свободного» хлора в растворе. Одна из причин того, что хлорирование - столь предпочтительная дезинфекция общественных источни­ков воды, состоит в том, что этот избыточный или остаточный хлор обеспечивает быстрый и простой тест на его присутствие. Когда такой тест указывает на присутствие в воде свободного хлора, можно быть уверенным, что любые новые микроорганиз­мы, попавшие в воду, также погибнут. Следует отметить, что в результате хлорирования в воде может образоваться небольшое количество хлорированных углеводоро­дов, часть которых, как было установлено, обладает канцероген­ными свойствами.

Одной из альтернатив хлорированию воды является ее обезза­раживание с помощью озона. Озонирование, как и хлорирование, осуществляется просто путем контакта воды с газом. В отличие от хлорирования, при котором хлор может соединяться с углеводо­родами, содержащимися в воде, при озонировании хлорирован­ных углеводородов не образуется; наоборот, озон может разру­шать присутствующие в воде углеводороды путем их окисления. Более того, озон сам по себе эффективен при обесцвечивании во­ды и не создает постороннего привкуса и запаха. Однако при озо­нировании в обработанной воде не остается никаких следов сво­бодного озона, даже если он добавляется в количестве, избыточ­ном для обеззараживания воды и окисления вредных соединений. А это означает, что невозможно быстро удостовериться в полном уничтожении всех содержащихся в воде бактерий и вирусов, как это имеет место в случае хлорирования воды.

Тот факт, что при озонировании воды в ней отсутствует оста­точный озон, серьезно препятствует к его широкому примене­нию. Другая причина - продукты реакции озона с органическими веществами, содержащимися в воде, до сих пор не идентифици­рованы, хотя были обнаружены альдегиды и другие простые орга­нические соединения.

Однако, придя к потребителю, водопро­водная вода теряет свое качество из-за коррозии металлических труб, а также из-за застоя в водопроводной сети. Поэтому во многих странах широко применяют доочистку воды с помощью бытовых фильтров коллективного или индивидуального пользо­вания.

7. ЛИТОСФЕРА И ЕЁ ЗАЩИТА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

7.1. Литосфера и её строение

Литосфера - твердая оболочка Земли. Верхняя часть литосферы образу­ет земную кору, толщина которой на континентах доходит до 50-75 км, а под дном океанов – 5-12 км, а нижняя - верхнюю часть мантии Земли. Граница между этими частями литосферы определяется по скачку в изменении скорости распространения продольных и поперечных упругих сейсмических волн (граница Мохоровичича, или поверхность М).

Земная кора состоит из более 3 тыс. минералов. Наи­более распространены из них лишь 60, остальные находятся в рассеянном состоянии. Доля распростране­ния пяти наиболее характерных для земной коры минералов, в %: полевые шпаты 58,0; силикаты 16,8; кварц 12,6; слюда 3,6; глинистые минералы 1,1; остальные минералы 7,9.

Химический анализ минералогического состава земной коры показывает, что она включает в основном легкие элементы по же­лезо включительно, а элементы, следующие в периодической сис­теме за железом, в сумме составляют лишь доли процента.

Приведем данные о содержании восьми основных элементов в земной коре, в %: О - 46,8; Si - 27,8; Al- 8,7; Fe - 5,1; Ca - 3,6; Na - 2,6; K - 2,6; Mg - 2,1. На долю остальных химических элементов периодической системы приходится менее 1 %. Среди самых распространенных химических элементов особая роль принадлежит кислороду. Так, его атомы составляют 46,8 % массы земной коры и почти 90 % объ­ема важнейших породообразующих минералов.

В биосферу входит только верхняя часть земной коры, причем нижняя граница биосферы имеет нечеткий, расплывчатый харак­тер, поскольку распространенность живых организмов от грани­цы литосферы с атмосферой и гидросферой в глубь Земли резко уменьшается. Отчетливая миграция жизни отмечается лишь до нескольких десятков метров, однако с подземными водами мик­роорганизмы достигают и значительно больших глубин - порядка 2-3 км. Известны единичные случаи обнаружения микроорга­низмов в нефтеносных водах и нефти, добытых при бурении с глубин около 4-5 км. Положение границы сильно зависит от гео­логического строения местности, гидрогеологических условий и геотермического градиента. Ос­новным физическим фактором, определяющим границы дея­тельности микроорганизмов в земной коре, является температура. Подавляющее большинство организмов не выдерживают дли­тельного пребывания при температуре, близкой к 100 °С, поэтому нижней границей биосферы считают ту глубину, где температура близка к 100 °С. В действительности же распространение жизни ограничено не только температурными условиями, но и другими факторами и не всегда достигает предела, обусловленного возрас­танием температуры. Реальное положение нижней гра­ницы биосферы пока точно не установлено.

Человек существует в определенном пространстве, основной составляющей которого служит земная кора. Наиболее интенсивное техногенное воздействие на литосферу происходит в двух направлениях: изменение и гибель ландшаф­тов, а также загрязнение и деградация почв.

Дата добавления: 2013-12-13