H2O-подготовки
.docxПитьевая вода и бытовые способы очистки воды
Питьевая вода Все живое в нашей жизни связано с водой, поэтому нет более волнующей и обсуждаемой темы, чем тема воды. Человеческий организм на 65-70 % состоит из воды. В организме взрослого человека с массой тела 65 кг содержится в среднем до 40 литров воды. По мере старения количество воды в организме человека снижается. Для сравнения, в теле 3-х месячного плода - 95 % воды, у новорожденного ребенка - 75%, а к 95-летнему возрасту в организме человека остается около 25 % воды. Многие авторы считают одной из причин старения организма понижение способности клеток связывать необходимое для обмена веществ количество воды, т.е. возрастную дегидратацию. Вода является основной средой, в которой протекают многочисленные химические реакции и физико-химические процессы обмена веществ. Организм строго регулирует содержание воды в каждом органе, каждой ткани. Постоянство внутренней среды организма, в том числе и определенное содержание воды, - одно из основных условий нормальной жизнедеятельности. Человек может пить большое количество воды и быть не в силах замедлить возрастной процесс уменьшения воды в организме. Вода, используемая организмом, качественно отличается от обычной. Обычная вода загрязнена в результате техногенной деятельности человека различными веществами, а именно: ионами неорганических соединений, мельчайшими частицами твердых примесей, органическими веществами природного и искусственного происхождения, микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности, растворенными газами. Прослежена связь между различными заболеваниями живого организма и величиной "нагрузки" вредных примесей в питьевой воде. Загрязнение же на клеточном уровне приводит к необратимым процессам, потере иммунитета. Сами молекулы воды представляют собой длинные цепочки, которые из-за своих размеров не могут свободно проникать в клеточные мембраны, и на разделение этих цепочек организм должен затрачивать энергию. Вода, содержащаяся в организме, во-первых, структурирована. Современными методами исследований установлено, что в теснейшем контакте с биологическими молекулами вода находится в особом состоянии и имеет структуру, аналогичную структуре льда. Такая структура воды дает возможность протекания важнейших для жизни биофизических и биохимических реакций, т.к. живые молекулы организма находятся внутри такой структурированной воды. В то же время обыкновенная вода представляет собой хаотическое скопление молекул, биологические молекулы сами непрочно расположены между молекулами такой воды и поэтому удерживают ее плохо. На необходимое структурирование обычной воды организм тратит свою энергию. Во-вторых, достоверно установлено, что вода обладает памятью. При этом информация о пребывании в воде вредных ядовитых примесей не стирается при обычной фильтрации, вода остается, по сути, "больной". Это происходит только при изменении водно-кристаллической структуры при замораживании-размораживании воды. Кроме того структурированная вода, особенно вода, содержащаяся в живых организмах, обладает дисимметрией. Любая дисимметрия (как и структура) - источник свободной энергии. Идеальная вода есть в природе - это свежевыжатые овощные и фруктовые соки и естественная талая вода. Минеральные воды целебны не составом растворенных веществ, а информацией, которую вода вобрала в себя, проходя через толщу земли. Неорганические минеральные вещества, растворенные в воде, практически не усваиваются организмом (усваивается около 10…20 мг/л) и выводятся как чужеродный материал. Усваивать неорганические вещества могут только растения. Мы же все необходимые организму минеральные компоненты получаем с пищей растительного и животного происхождения, где набор необходимых неорганических элементов (минералов) уже находится в виде труднообразуемых человеком хелатных соединений. Бытовые способы очистки воды Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект. Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров. Очистка воды без использования фильтров. Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся: · Кипячение · Отстаивание · Вымораживание Кипячение Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника. Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом. Вывод. После кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др. Отстаивание Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания. Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду. Вымораживание Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды). Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам. Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь резко снижается. Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки несколько часов пытались приготовить методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание - непростой процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь приводят к ожидаемому эффекту. Очистка воды с использованием фильтров Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран. Способы водоподготовки и методы очистки воды Способов водоподготовки и методов очистки воды придумано уже немало. Причин загрязнений питьевой воды существует множество. Однако все они, так или иначе, связаны с источниками воды. Каждый тип источника имеет свои характерные причины, вызывающие загрязнение воды. Решением проблем, связанных с загрязнениями воды, является ее очистка. На сегодняшний день имеется ряд способов водоподготовки и методов очистки воды, позволяющих получить высокое качество питьевой воды практически из любого источника. Различные варианты получения гарантированного высокого качества питьевой воды из разнообразных источников: · Методы осаждения · Осветление воды · Мембранные методы · Химические реагенты для окисления · Адсорбция · Обезжелезивание воды · Умягчение воды · Обессоливание воды · Кондиционирование воды · Обеззараживание воды · Удаление органических загрязнений · Дехлорирование воды · Удаление нитратов Традиционные способы очистки питьевой воды Озонирование Проблема обеспечения населения питьевой водой, отвечающей требованиям стандарта, является одной из основных задач, стоящих перед предприятиями и организациями водообеспечения России. В результате зарегулирования рек и строительства на них водохранилищ создались условия для развития планктона, что способствует увеличению цветности и появлению в воде привкусов и запахов. Органические примеси и химические загрязнения выносятся в водоёмы с неочищенными сточными водами населённых пунктов и промышленных предприятий. В результате этого во многих водоёмах, особенно вблизи крупных городов, природная вода содержит фенолы (до 2 - 7 ПДК), хлорорганические пестициды, аммонийный и нитритный азот (до 10 - 16 ПДК), нефтепродукты и многие другие загрязнения. Периодически возникающие аварийные ситуации приводят к существенному ухудшению качества воды природных источников и соответственно качества питьевой воды. Только в последние годы отмечались резкое снижение её качества и появление в ней фенолов в количествах, превышающих ПДК в 100 и 1000 раз в промышленных районах России. В подземных водах часто обнаруживаются марганец, амины, нефтепродукты. Барьерная роль существующих водопроводных очистных сооружений не велика, и в питьевой воде, потребляемой населением, содержатся практически те же загрязнения, что и в природной воде. Одним из наиболее реальных и высокоэффективных методов очистки воды от указанных загрязнений является озонирование. Озонирование воды позволяет существенно улучшить качество питьевой и очищенной сточной воды и решить проблемы: здравоохранения и экологии. Озонирование воды позволит кроме решения основных задач по улучшению качества очищенных сточных вод, упростить технологию подготовки природных вод. Наиболее широкое применение технология озонирования получила в области подготовки питьевой воды. В существующем многообразии методов и способов решения проблемы качественной очистки и обеззараживания воды озонирование является предпочтительным, что вызвано: · трудностями решения проблем, связанных с образованием в очищенной воде в результате её хлорирования токсичных хлорорганических соединений; · недостаточным количеством хлорреагентов, выпускаемых российской промышленностью; · возможностью получения озона на месте применения; · высокой активностью озона в отношении обеззараживания воды от бактерий и вирусов. Озонирование можно применять как альтернативный метод очистки воды взамен традиционного хлорирования, в сочетании с хлором, перекисью водорода и другими окислителями, вместе с УФ-облучением, обработкой ультразвуком, фильтрацией с использованием песка, активированного угля, ионообменных смол. Наиболее традиционным является использование озона в конце технологической схемы. Для эффективного обеззараживания при этом необходимо создать концентрацию озона 0.4-1мг/л и поддерживать её в течение 4 минут. Озон можно использовать для предварительной обработки воды с целью перевода растворённых веществ в коллоидную форму с последующим осаждением на фильтрах, так как он обладает флокулирующим эффектом. Преимущество озонирования состоит в том, что под действием озона одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, а также устраняются запахи и привкусы воды и вообще улучшаются её вкусовые качества. Озон не изменяет натуральные свойства воды, так как его избыток (не прореагировавший озон) через несколько минут превращается в кислород. С одной стороны, это вызывает некоторые технические трудности, а с другой - создаёт определённые преимущества, так как даже при некотором передозировании остаточные количества его не могут быть велики и не требуют устранения. Остаточный озон в количестве 3.5-5 мг/л в течение 30 минут снижается до 0.2-0.3 мг/л. Озонная обработка удаляет земляной привкус воды в результате снижения концентрации геосмина в 5-10 раз. Несмотря на появление у воды после обработки озоном нового вкусового компонента, суммарные вкусовые качества озонированной воды улучшаются. Озон начали применять для дезинфекции питьевых вод раньше, чем хлор. Но несмотря на это озон ещё не нашёл достаточного распространения в технике водоподготовки, особенно в России. Основными причинами этого являлась, по видимому, нехватка электроэнергии, а также то, что химические и физические свойства водного раствора озона ещё мало изучены. В настоящее время на ряде водоподготовительных установок в теплоэнергетике возникла также проблема интенсивного зарастания ионообменных фильтров биомассой. Не изменяя ионообменных свойств загрузки, биомасса увеличивает сопротивление загрузки, что приводит к существенному снижению скорости фильтрования. Согласно литературным данным, для предотвращения развития биомассы и стерилизации фильтров применяют различные окислители, такие как активный хлор, содержащийся в электроактивированном растворе хлористого натрия, формальдегид, перуксусная кислота, хлорамин Т и др. Механизм бактерицидного действия хлора и его кислородсодержащих соединений заключается во взаимодействии с составными частями клетки микроорганизма, в первую очередь с ферментами, что ведёт к нарушению обмена веществ в клетке и отмиранию микроорганизмов. В практике обработки воды применяют свободный хлор, соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты) и диоксид хлора ClO2. При растворении хлора в воде происходит гидролиз с образованием хлорноватистой и хлороводородной (соляной) кислот.