Загальна характеристика води
Властивості природної води
Найкращі слова, які можна сказати про воду, навряд чи будуть надмірними Людина, як і все живе, в основному складається з води (ембріон на 97 %, немовля — на 77 %, доросла людина — на 60 wacko і без води існувати не може. Втрата 6—8 % води викликає погане самопочуття, 10 % — незворотні зміни в організмі, а 15—20 % — смерть. А тим часом для підтримки життєдіяльності організмові потрібно не так вже й багато: 2—2,5 літра на добу. Хоча за все життя і набирається близько 75 тисяч літрів, але це лише мала частина від того, скільки людина витрачає насправді.
За розрахунками американських учених, структура споживання води виглядає так:

пиття й приготування їжі — 5 %.
змивний бачок у туалеті — 43 %.
ванна й душ — 34 %,
миття посуду — 6 %,
прання — 4%.
прибирання приміщення — 3 %,
інші потреби — 5 %.
Середні дані свідчать, що на господарсько-побутові потреби людині потрібно приблизно в десять разів більше води, ніж тільки для пиття й приготування їжі.
Центральним водопостачанням на Землі користуються 1,1 млрд. людей (280 л за добу на людину), ще 0,8 млрд. беруть воду з колонок (110 л на добу), а інша частина людства використовує тільки 50—60 л на добу. Правду кажуть, що розвиток цивілізації можна вимірювати в літрах споживаної на душу населення води. Але ж окрім побутових потреб кожної людини є ще витрата на потреби промисловості й сільського господарства. Якщо і це підрахувати, то, наприклад, у США сумарне споживання води сягає 7000 л на людину за добу!
Тут ми залишимо осторонь промислові й сільськогосподарські потреби і повернемося до того, що споживає людина. Вимоги до води досить жорсткі.
Закон говорить так: Питна вода повинна бути безпечною в епідемічному й радіаційному відношенні, нешкідливою за хімічним складом і мати сприятливі органолептичні властивості. Органолептичні властивості — це колір, смак, запах, непрозорість. Зрозуміло, природна вода (за рідкісними винятками} цим вимогам не відповідає. Тому фахівці витрачають величезні зусилля, щоб зробити її питною.
Як правило, природна вода містить розчинені речовини, колоїдні частинки, завислі речовини й мікроорганізми.

Розчинені речовини
У воді розчинені гази (С02, 02, H2S, CH4), вміст яких залежить в основному від температури, парціального тиску й складу води. У природній воді завжди є неорганічні солі: гідрокарбонати, хлориди й сульфати лужноземельних металів (Са, Mg, Mn, Fe) і лужних металів (Na, K). Іони кальцію й магнію визначають таку якість, як твердість води. При цьому к твердість води. При цьому їхні гідрокарбонати створюють тимчасову твердість, яку можна видалити кип'ятінням, а сульфати, нітрати й хлориди відповідають за постійну твердість. З промисловими стоками у воду можуть потрапляти також важкі метали. Неорганічні солі (в основному Феруму й Мангану) формують смак і колір води. На смак і колір впливають також органічні сполуки: грунтові й торф'яні гумусові речовини (гумінові й ульмінові кислоти, фульвокислоти та їхні солі). Природні води містять також інші продукти життєдіяльності й розкладання живих організмів: рослин (галова кислота, танін, феноли) і тварин. Але, звичайно, найбільш небезпечні органічні сполуки потрапляють у воду з промислових підприємств.

Колоїдні частинки
Колоїдні частинки — це дрібний бруд (менше 0,1 мкм): частинки глини, сполуки Силіцію, Алюмінію й Феруму, і знову ж таки — продукти життєдіяльності й розкладання рослин і тварин. До поверхні колоїдних частинок прикріплюються іони розчинених речовин, після чого вони отримують електричний заряд. Заряджені частинки вже не злипаються в більші й не осідають, а існують невизначено довго у вигляді стійких, так званих колоїдних розчинів.

Завислі речовини
Завислі частинки, що забруднюють воду, набагато більші, ніж колоїдні (більше за 1—5 мкм). Ці частинки можуть бути мінерального й органічного походження: пісок, глина, мулисті речовини. На відміну від колоїдних частинок, їх можна відфільтрувати за допомогою паперового фільтра.

Живі організми
У природній воді живе безліч мікро- і макроорганізмів: віруси, бактерії, водорості, планктон та ін. Саме вони визначають епідемічну безпеку (або небезпеку) води.
На жаль, найчастіше воду беруть із відкритих водойм або поверхневих вод, які брудніші, ніж підземні. Найважливіші фактори при виборі місця очищення води — це якість вихідної води і, звичайно ж, економічні можливості.
В Україні, як, і в усьому світі, з усіх вимог до якості води на першому місці стоїть епідемічна безпека. Фахівці вважають, що заради цього можна навіть додатково забруднювати воду хімічними речовинами. Органолептичні характеристики офіційно на останньому місці, проте більшість стадій водоочищення спрямована саме на поліпшення її вигляду, смаку й запаху, адже саме за ними людина судить про якість питної води. Хоча потрібно пам'ятати, що навіть прозора вода без сторонніх присмаків і запахів може містити діоксини, важкі метали й ароматичні вуглеводні.
Загалом майже половина населення України користувалася й користується питною водою, яка не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам.

Очищення води
Основні стадії очищення води — це освітлення й знебарвлення, а потім знезаражування. На перших двох стадіях із води забирають завислі й колоїдні частинки. Але якщо перших легко позбутися, відстоявши й відфільтрувавши воду, то колоїдні частинки не піддаються укрупненню, після якого їх було б легко осадити. Відомо досить багато способів руйнування стійких колоїдних розчинів: перемішування і нагрівання, ультрафіолетове та іонізуюче опромінення, ультразвук, вплив на частинки інення, ультразвук, вплив на частинки електричним і магнітним полем. Однак на практиці заряд частинок знімають за допомогою електролітів (їх називають коагулянтами).
Очищення води електролітами почали застосовувати в Європі в XIX столітті, хоча вважається, що цей метод був відомий ще давнім римлянам, грекам і єгиптянам. До очищення води за допомогою додавання до неї хімічних речовин (електролітів) спочатку ставилися з підозрою. Барон Дельвіг, автор першого в Росії посібника з улаштування водопроводів і завідувач московського водопроводу, писав: «Не можна не засуджувати будь-якого очищення, що вводить до хімічного складу води нову речовину, якої колись у ній не містилося».
Найпридатливішими підходящими електролітами виявилися солі багатовалентних металів (солі Алюмінію, амоніачні й алюмокалієві галуни, натрій алюмінат) і солі Феруму (ферум хлорид, ферум сульфат). Найчастіше використовують алюміній сульфат. Коли його додають у природну воду, він реагує із солями Кальцію й Магнію і перетворюється на гідроксид.
Утворений А1(ОН)3 існує у вигляді мікроплівок з подвійним електричним шаром, що можуть бути і позитивно, і негативно зарядженими. їхній заряд залежить від кислотності середовища. У кислому середовищі А1(ОН)3 заряджений позитивно, а тому приєднує до себе колоїдні частинки з протилежним зарядом, після чого утворені масивні комплекси легко осаджуються. Вода при цьому знебарвлюється, тому що саме забарвлені гумінові частинки заряджені негативно.
Очищення природної води за допомогою електролітів застосовують дуже широко, і не дивно, що цей процес увесь час удосконалюється. Зокрема, використовується електрокоагуляція, коли воду очищають в електролізері, де анод — алюміній або залізо, а катод — будь-який електропровідний матеріал. Під час подачі алюмінію відбувається хімічна корозія алюмінію і його розчинення, у результаті чого знову утворюється алюміній гідроксид.
Цей метод має таку перевагу, що при ньому у воду не потрапляють додатково іони або С1-, і воду вдається очистити не тільки від колоїдних частинок, але й від розчинених газів, фенолів і радіоактивних сполук.
Звичайно, електролітне очищення води має свої недоліки: неповнота очищення і навіть погіршення якості води за деякими параметрами. Крім того, утворюється багато осаду, який треба якось використовувати. У принципі, з нього можна виготовляти будівельні матеріали або знову витягати з нього коагулянт, але це велика проблема.
Отже, ми одержали чисту на вигляд воду. Але там, невидимі для очей, можуть жити збудники дизентерії, черевного тифу, холери.
Знищити бактерії можна багатьма способами: додати окисники (Хлор і його сполуки, озон, калій перманганат та інші), подіяти ультрафіолетовим й іонізуючим випромінюваннями, підігріти, обробити іонами важких металів.
Найпростіший і найбільш економічний спосіб — знезаражування Хлором і його сполуками.
Розглянемо докладніше механізм знезаражуючої дії хлору. Вважають, що він проникає крізь оболонку клітини мікроорганізму і взаємодіє з ферментами.
Це порушує обмін речовин, і мікроб гине. Зазвичай для знезаражування поверхневих джерел застосовують 2—3 мг хлору на 1 л води, процес триває від ЗО хвилин до 2 годин.
Хлор дійсно ефективний і економічний, але не ідеальний. Він знищує бактерії, але не може впоратися з вірусами й одноклітинними мікроорганізмами. Крім цього, хлор реагує з органічними сполуками, що можуть бути у воді, причому виникають дуже отруйні продукти. І нарешті, є припущення, що зі 100 випадків захворювання на рак від 25 до 30 пов'язані з використанням хлорованої питної води.
Найбільш ефективний і безпечний замінник хлору — озон. У воді він розпадається до молекулярного кисню — 02. Це ланцюгова (радикальна) реакція, під час якої утворюється багато проміжних радикалів, що взаємодіють із мікроорганізмами і викликають їх загибель. Чим вище концентрація озону, рН середовища, температура і чим менше у воді органічних домішок, тим ефективніше озон знезаражує воду. Його рекомендована концентрація — 0,75—3 мг/л, час реакції — 5 хвилин. Озон знищує хвороботворні мікроорганізми в 15—20 разів швидше, а їхні спори — у 300—600 разів швидше, ніж хлор. Крім того, озон не тільки знезаражує, але й забезпечує воду киснем, оскільки окиснює багато органічних забруднень. Тільки не намагайтеся очистити воду озоном вдома!
Пам'ятайте, що токсичним є не тільки сам озон, але й продукти окиснених ним органічних сполук. Після окиснювання озоном з органічних сполук виходять спирти, карбонільні сполуки, карбонові кислоти й інші речовини, які часто більш отруйні, ніж вихідні забруднювачі. Тому після обробки озоном воду обов'язково фільтрують.
Що ж ми маємо на цей момент? Найбільш розповсюджені схеми водоочищення (у тому числі в нашій країні) уже не забезпечують необхідної кількості питної води. Всесвітня організація охорони здоров'я рекомендує охороняти джерела водопостачання від забруднень, тому що це позбавить нас необхідності складного очищення води. Однак у найближчому майбутньому природні води навряд чи стануть настільки чистими, що з них вдасться одержати питну воду високої якості традиційними методами. Тому треба удосконалювати старі й запроваджувати нові методи очищення й знезаражування води. А також пити воду з пляшок і користуватися побутовими фільтрами.
Случайные рефераты:
Реферати - Володимр Сосюра
Реферати - Літературний портрет Степана Пушика
Реферати - Микола Вінграновський – поет, прозаїк – Божий дар для української літератури
Реферати - Вплив фемінізму на українську літературу останньої чверті ХІХ – початку ХХ століття
Реферати - Леся Українка
Реферати - Життя та творчість Тодося Осьмачки
Реферати
  • Всі реферати
  • Архітектура
  • Астрономія, авіація
  • Аудит
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографія, автобіографія
  • Біологія
  • Бухгалтерський облік
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геологія
  • Гроші і кредит
  • Державне регулювання
  • Діловодство
  • Екологія
  • Економіка підприємства
  • Економічна теорія
  • Журналістика
  • Іноземні мови
  • Інформатика, програмування
  • Історія всесвітня
  • Історія України
  • Історія економічних вчень
  • Краєзнавство
  • Кулінарія
  • Культура
  • Література
  • Макроекономіка
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина та здоров'я
  • Менеджмент
  • Міжнародні відносини
  • Мікроекономіка
  • Мовознавство
  • Педагогіка
  • Підприємництво
  • Політологія
  • Право
  • Релігієзнавство
  • Промисловість
  • Сільське господарство
  • Сочинения на русском
  • Соціологія
  • Литература на русском
  • Страхування
  • Твори
  • Фізика
  • Фізична культура
  • Філософія
  • Фінанси
  • Хімія
  • Цінні папери
  • Логіка
  • Туризм
  • Психологія
  • Статистика


    Онлайн всего: 79
    Гостей: 79
    Пользователей: 0

    Партнеры сайта