Проблема чистої води. Охорона водойм від забруднення. Очищення води на водоочисних станціях та в домашніх умовах.

Вода повинна бути не тільки чистою, але і повністю безпечною для людського здоров’я. Хороша питна вода відрізняється своєю прозорістю, не містить осаду і піску, не має запаху і присмаку землі. Вона повинна бути  освіжаючою і  приємною за своїми смаковими якостями

Чим же  ще забруднюється вода?

 Дуже токсичними є Меркурій, Кадмій, Плюмбум. Якщо ці речовини та їх сполуки потрапляють із промисловими стоками у водойми, вони призводять до загибелі планктону і молюсків, що беруть участь у самоочищенні води. Солі важких металів зумовлюють порушення нормальних умов розмноження риб, при цьому вони гинуть від прямого отруєння. Найбільш чутливі до важких металів ікра і мальки, ці метали спричиняють захворювання всіх систем організму тварини і людини. Наявність навіть незначної кількості миючих засобів у воді надає їй неприємного запаху і смаку.

Виділяють такі типи забруднень:

Види забруднення	Приклади
1. Фізичні	Пісок, глина
2. Біологічні	Бактерії, віруси
3. Хімічні	Добрива, отрутохімікати, бензин, машинне масло, нафта, каналізаційні стоки, викиди підприємств
4. Теплові	Тепла вода із заводів, пралень
5. Механічні	Сміття

Проблема охорони навколишнього середовища стає все більш актуальною, а одним із головних завдань людства є збереження чистоти водних ресурсів. Охорона вод передбачена Водним кодексом України (22.05.2008). Глава 20 цього кодексу має назву «Охорона вод від забруднення, засмічення і вичерпання» 

Під охороною вод розуміють цілий комплекс заходів, спрямованих на запобігання і усунення наслідків забруднення, засмічування та виснаження вод.

Основними джерелами забруднення природних вод є:

• Атмосферні води, які несуть значні кількості забруднювачів, що вимиваються з повітря і мають переважно промислове походження. При стіканні по схилах, атмосферні та талі води додатково захоплюють з собою значну кількість речовин. Особливо небезпечні стоки з міських вулиць та промислових майданчиків, які несуть значну кількість нафтопродуктів, сміття фенолів, різних кислот.
• Промислові стічні води.

Найбільшими забрудниками поверхневих і підземних вод є:

• хімічна промисловість;
• чорна металургія;
• кольорова металургія;
• коксохімія;
• важке, енергетичне і транспортне машинобудування;
• комунальне і сільське господарство

Головними джерелами забруднення і забруднюючими речовинами ґрунтових вод вважають:

• неправильно розташовані звалища та інші сховища отруйних речовин;
• підземні резервуари та трубопроводи (особливу небезпеку становлять втрати бензину на АЗС);
• пестициди, що застосовуються на полях, у садах, на газонах тощо;
• сіль, якою посипають тротуари і вулиці під час ожеледі;
• мазут на дорогах для зв’язування пилу;

надлишки стічних вод та каналізаційного мулу      

Найважливішим наслідком забруднення води є те, що, потрапляючи у водойми, забруднювальні речовини спричинюють зниження її якості.

Очищення води.

Існують різноманітні методи очищення води від забруднень на водоочисних станціях і кожен з них має свої переваги та недоліки. Однозначно визначити найкращий неможливо, поговоримо про кожен з основних методів окремо.

Методи очищення води та принципи роботи очисних пристроїв можна умовно розділити на фізико-хімічні, біологічні та механічні.

Хімічне очищення води.

Хімічний процес очищення води, як правило, полягає в її хлоруванні чи озонуванні. Вкрай рідко, в особливих випадках, використовуються інші технології. Вважається, що на даний момент спосіб очищення води хлоруванням вже застарів і поступово відходить в минуле, проте в Україні, як і раніше, він широко застосовується на великих станціях водопідготовки. Більшість розвинених країн для очищення води широко застосовують озонування. Проте дана технологія досить дорога та складна і також володіє певними недоліками. Існують також і інші способи очищення води. Є спеціальні препарати, за допомогою яких можна обробляти невеликі об’єми забрудненої і спочатку непридатної для вживання води.

Фільтрація як спосіб хімічної водоочистки. Сенс фільтрації полягає в тому, що за допомогою деяких засобів (наприклад, іонообмінних смол) можна відокремити від рідини забруднюючі речовини та елементи і тим самим провести фізико-хімічне очищення води. Проходячи через фільтр для очищення води, що містить слабко- і сильнокислотний катіоніти і аніоніти, рідина очищається за рахунок того, що при вступі в реакцію обміну, небажані елементи і частинки осідають на іонообмінних смолах. Даний метод хімічної очистки води досить корисний тим, що він дозволяє виділити з рідини конкретні речовини і залишити ті елементи, які не потребують видалення.

Нейтралізація. Цей метод очищення води полягає в застосуванні нейтралізуючих речовин (соди, вапна, аміаку і так далі). Вступаючи у взаємодію із забруднюючими воду елементами, лужні реагенти дозволяють очистити рідину від різних кислот.

Фізичне очищення води.

Під фізичними способами очищення води мається на увазі якийсь фізичний вплив, що здійснюється на неочищену воду. Найпростішою фізичною технологією водоочищення можна назвати кип’ятіння. Кип’ятіння, з одного боку, повністю очищає воду від будь-яких хвороботворних організмів, проте з іншого боку, такий принцип очищення води не дозволяє позбавитися від різних хімічних забруднень і може застосовуватися лише в обмежених обсягах.

Інша технологія фізичної очищення – це опромінення води ультрафіолетом. Треба відзначити, що це актуальний і сучасний метод очищення води, який масово застосовується на великих об’єктах водоочищення. В процесі очищення води опроміненням знищуються всі шкідливі мікроорганізми, а вода при цьому не обробляється шкідливими для здоров’я хімікатами.

Механічні методи очищення води передбачають використання всіляких фільтрів. Фільтри бувають різні: грубі – для очищення води від крупного сміття та піску, і тонкі, дозволяють відфільтрувати дуже дрібний пил, а деякі механічні пристрої очищення води допомагають видалити навіть хімічні домішки і мікроорганізми.

Біологічні методи очищення води.

Біологічні методи очищення води полягають у тому, що мікроорганізми в процесі переробки органіки, яка є для них поживними речовиною, впливають на процеси окислення і відновлення різних органічних субстанцій. Подібні субстанції утворюють колоїдні системи або тонкі суспензії, розсіяні в каналізації. У ході такої переробки стічних вод, мікроорганізми очищають воду від твердих і рідких продуктів життєдіяльності людини і господарсько-побутових органічних забруднень. Очисні системи, що реалізують біологічні методи очищення води умовно можна поділити на природні і штучні споруди.

Очисні системи, які працюють в наближених до природних умовах. Суть їх роботи полягає в тому, що очисні споруди фільтрують стічні води через ґрунт або водойми. Таким чином, за допомогою даних систем можна очищати як поля зрошення або фільтрації, так і природні проточні водойми (ставки, струмки і т.д.). На відміну від штучних систем очищення води, тут мікроорганізми забезпечуються киснем, що поступає ззовні, без будь-яких додаткових способів аерації.

Очисні системи, що працюють в штучно створених умовах. Біологічні методи очищення води в даних системах полягають у тому, що мікроорганізми очищають стічні води в аеротенках, а також аеро- і біофільтрах. У процесі функціонування штучно створених систем, мікроорганізми можуть дихати киснем завдяки механічній аерації або дифундування кисню через поверхню вод, що очищаються. Таке очищення води більш інтенсивне, ніж та, що проводиться в природних умовах. Воно сприяє більш швидкому розвитку мікроорганізмів і, відповідно, сприятливо впливає на активність їх роботи. Звичайно, при застосуванні нових методів очищення води вище перелічені способи, для досягнення найкращого результату, як правило, комбінуються. Фільтри високотехнологічних пристроїв очищення води можуть поєднувати в собі і хімічні, і механічні, і біологічні принципи роботи. Сучасні системи очистки води бувають, як правило, багатоступеневими, і в кожній ланці застосовується послідовно той чи інший метод очищення води від забруднень.

Фізико-хімічні методи очищення води.

Фізико-хімічні методи очищення води використовуються для знезараження рідини і ліквідації органічних частинок, що утворюють дрібнодисперсні і колоїдні маси в каналізаційних системах. Крім того, хімічна водоочистка дозволяє позбутися небажаних іонів, кислот і основ.

Фізико-хімічне очищення води ґрунтується на:

фільтрації та гіперфільтрації;

флокуляції та коагуляції;

нейтралізації;

деструкції.

Флокуляція й коагуляція. Флокуляція й коагуляція – фізико-хімічні методи очищення води, що викликають взаємодію хімічних елементів з колоїдними та дрібнодисперсними домішками. Це дозволяє очистити воду за допомогою вступу їх у відповідну реакцію. Після подібного очищення, у воді з’являться якісь «пластівці», які без перешкод можна механічно видалити або відфільтрувати.

Деструкція. Деструкція – це розклад небажаних речовин на цілком нешкідливі складові.

Електрохімічне очищення води.

Електрохімічне очищення води базується на окисно-відновних реакціях і являє собою, власне, дію електричного струму на стічні води. Якщо говорити більш доступною мовою, можна сказати, що сильний струм ділить воду на «живу» і «мертву» і тим самим очищає її. Електрохімічне очищення води досить економний спосіб. Проте за кордоном подібний метод не використовується для побутових вод, а застосовується виключно для промислового очищення води. Електрохімічне очищення води дозволяє знищити всі мікроорганізми, але при цьому, воно може негативно вплинути на різні органічні речовини. У зв’язку з тим, що у воді можуть міститися абсолютно різні мікроорганізми і речовини, а точний аналіз стічних вод, як правило, не робиться, результат дії струму на цю воду ніхто передбачити не зможе. Відповідно, через непередбачуваність реакції речовин у воді, в ході її очищення можуть вийти не дуже безпечні сполуки.

Проект Способи очищення води в побуті.

Стародавній метод. Давно відомі знезаражувальні властивості міді. Але ця речовина має і негативні якості. Її сполуки дуже отруйні. Тому зберігання води в мідній посудині небезпечне для життя. Щоб знезаразити її, цілком достатньо 4 години. Після закінчення цього часу чисту воду слід перелити в іншу ємність.

 «Срібна» вода».  Даний спосіб, який і досі використовується православною церквою для приготування святої води. Срібний предмет, занурений у воду, очистить її  швидше і краще, ніж газоподібний хлор. Знезаражувальний ефект даної рідини зберігається протягом декількох місяців.

Спосіб травників. Очистити воду можна також за допомогою кори верби, листя черемхи, гілок ялівцю та горобини. Даним способом очищують навіть болотну воду, позбавляючи її від неприємного смаку і запаху. Для цього потрібно набрати її в будь-яку ємність і потримати горобинові гілки у воді  близько 2-3 годин.

Як у біблійні часи… Секрет найстародавнішого способу, який відомий з біблійних часів, полягає у використанні молодого сухого білого вина. Доданий у воду в пропорції 1:3, напій  очищає її не гірше срібної пластини

Кип’ятіння. Це один із найпростіших сучасних способів знезараження води. Але навіть таку легку процедуру необхідно проводити правильно.
Для знищення 50% бактерій потрібно кип’ятити воду 5-10 хвилин, 99% - 30 хвилин. Хоча даний спосіб  найпоширеніший, у нього є великий недолік. Така рідина містить максимальну концентрацію важких металів і солей.

Випаровування. Очищення води в домашніх умовах за допомогою випарювання широко відоме і є способом отримання дистильованої рідини. Хоча вона не має бактерій взагалі, вживання її протягом довгого часу може призвести до негативних наслідків. Дистильована вода має здатність вимивати з організму людини корисні мікроелементи і солі.

Заморожування. Це один із найпростіших і ефективних способів очищення води в домашніх умовах: заповнити банку рідиною,  встановити її в морозильну камеру. У процесі заморожування молекули води, перетворюючись на кристал, витісняють всі сторонні домішки.

Необхідно дочекатися, коли 2/3 всього обʼєму рідини перетвориться на лід. Дістаємо банку і виливаємо воду, а шматок льоду перекладаємо в іншу ємність і розморожуємо. Так отримуємо чисту воду без домішок.

Спосіб для туристів. Активоване вугілля − вихід для тих, хто зібрався в похід чи на пікнік.  Це стосується не тільки отруєнь, але й фільтрації води. Так, поклавши у воду 20 таблеток вугілля, замотаних у бинт, ви зможете вирішити проблему з нестачею чистої води. Вже за 12 годин воду можна пити. Єдиний нюанс − тримайте її у прохолоді.

Побутові фільтри. Надійним, ефективним і сучасним способом очищення води для пиття вважається встановлення очисних побутових фільтрів