Изучение способов очистки питьевой воды от вредных веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 663.63

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет

ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ОТ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

Громак Т.А.

Назина Л.И.

Вода поверхностных источников содержит азот в виде нитритов и нитратов. В последнее время их концентрация растет из-за использования нитратных удобрений, которые с грунтовыми водами просачиваются в реки и озера. Повышенное содержание азотных соединений в жидкости представляет опасность для человека. Опасность нитратов обусловлена их токсичным действием на организм. Различают первичную токсичность нитратов, вторичную - возникающую при образовании нитритов, и третичную - связанную с образованием нитрозаминов.

Накапливаясь в организме человека, нитраты вызывают метгемоглобинемию, то есть реагируют с гемоглобином крови, образуя метгемоглобин. Это вещество в отличие от гемоглобина не переносит кислород, что приводит к кислородному голоданию тканей. В результате ухудшается самочувствие, появляется вялость [1].

Нитраты губительно воздействуют на нервную, сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт и другие органы. Особую опасность нитраты представляют для маленьких детей, у которых еще не сформирована восстанавливающая ферментная система.

По этим причинам необходимо ограничивать поступление нитратов в организм - минимизировать потребление нитратсодержащих продуктов и не употреблять воду с повышенной концентрацией нитратов.

Содержание нитратов в питьевой воде регламентируется СанПиН 2.1.4.10749-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды" и не должно превышать 45 мг/л.

Существует два основных способа удаления нитратов:

- ионный обмен;

- обратный осмос.

В первом случае удаление нитратов проводится с помощью высокоосновных анионитов. Нитросодержащую воду пропускают через анионит, который обменивает нитратанионы на хлорид-анионы и накапливает их. В последующем полимерная смола регенерируется поваренной солью [2].

Метод обратного осмоса эффективно удаляет растворенные соединения азота. При этом удаляются другие минеральные соли, которые в определенной пропорции должная содержать питьевая жидкость. В итоге может понадобиться дополнительная минерализация воды. С проблемой жесткой воды сталкивался каждый, поэтому последствия использования такой жидкости очевидны. Самое частое из них - это образование стойкого налета на нагревательных элементах электрических чайников, белый налет на дне и стенках посуды.

Существует постоянная и временная жёсткость воды. При постоянной жёсткости в воде находится допустимое количество химических веществ, которое не приносит человеку вреда, а даже насыщает организм необходимыми микроэлементами [3].

Сложнее обстоит дело с временной жесткостью, при которой в воде появляются гидрокарбонат кальция и магния. Эта крайне вредная смесь для организма, которая затрудняет работу желудка и кишечника, провоцирует образование камней в почках. Во время приготовления пищи в воде, перенасыщенной гидрокарбонатами магния и кальция, в продуктах разрушаются многие полезные вещества, а сами продукты развариваются.

Некоторые соли, попадающие в организм с жесткой водой, образуют неорганические соединения, которые постепенно вытесняют из суставов синовиальную жидкость. Как известно, это вещество служит смазкой, благодаря которой обеспечивается подвижность суставов. В итоге, со временем суставы обрастают кристаллами, что становится причиной очень болезненных ощущений, возникающих даже при незначительном движении. С течением времени все это может развиться в такие неизлечимые заболевания, как артрит и полиартрит. Поскольку проблема с повышением солей жесткости в воде насчитывает не одно десятилетие и даже не один век, человечество научилось бороться с этой неприятностью [4]. Сегодня все способы, применяемые для умягчения воды, условно можно разделить на две большие группы:

- бытовые;

- профессиональные.

В первом случае речь идет об использовании бытовых методов, способствующих уменьшению и нейтрализации солей жесткости. К примеру, чтобы воду можно было употреблять в пищу, следует прокипятить ее в течение 30-40 минут или заморозить, чтобы соли жесткости распались. Все эти методы очистки жесткой воды имеют право на существование, однако не гарантируют получение действительно чистой, безопасной и полезной для употребления жидкости. питьевой вода нитрат магнитный

Совсем иной подход применяется, когда речь идет о профессиональной очистке жесткой воды. Здесь на первый план выходят научные исследования, положенные в основу различных установок для умягчения. Самый популярный, относительно недорогой и эффективный метод удаления солей жесткости из воды - это использование систем, работающих по принципу ионного обмена, когда ионы жесткости замещаются ионами натрия[5].

Также существует магнитное умягчение воды с помощью магнитных преобразователей. Суть их работы довольно проста - смягчение жидкости происходит под воздействием магнитного поля. При этом накипеобразователи образуются в виде рыхлого осадка (шлама) водяной толще, а не на внутренней поверхности водонагревателя и легко удаляются при дальнейшей продувке. Преимущества магнитных преобразователей воды (МПВ) в сравнении с другими умягчителями воды, МПВ обладают целым рядом бесспорных преимуществ:

- простота обслуживания;

- невысокая стоимость;

- безопасность использования;

- практически полное отсутствие расходов на эксплуатацию.

Магнитные преобразователи считаются наиболее экологически чистыми и могут умягчать как холодную, так и горячую воду. Такое оборудование особенно эффективно при обработке кальциево-карбонатных вод, которые входят в состав воды большинства водоемов, расположенных на российской территории.

Работают магнитные устройства на одинаковом принципе вне зависимости от того, с применением электротока или без него. Устройство у прибора максимально простое. Это трубка, которую делают из ферромагнита, внутри магнитный элемент. Вода его обтекает и попадает под влияние аксиально-симметричного поля. Благодаря материалу корпуса и расположению, вода подвергается массированной атаке магнитных линий.

Форма солей жесткости под этим влиянием начинает трансформироваться, не разрушаться, не вступать в реакцию. Она просто становится узкой, острой и тонкой. Если раньше такая соль имела удобную площадь для прилипания, то после воздействия сил, прилипать у нее уже не получается. Но в такой новой форме есть и свои дополнительные плюсы, кроме блокировки жесткости. Острыми краями соли начинают соприкасаться с поверхностями, где располагается старая накипь. Сами соли слипаются в новые острые центры. И вот такие центры работают как чистящие ерши на молекулярном уровне. Со временем новая накипь хорошо убирает старую и не оставляет после себя следов в виде трещин, порезов и царапин. В этом большой плюс магнитных преобразователей воды.

Работа исключительно магнитного поля распространяется только на небольшое расстояние от прибора, потому устройства следует монтировать максимально близко к приборам и оборудованию. Если же это электромагнит, то он работает на расстояние до 700 метров от прибора.

Максимально удобным прибором для использования в любой сфере является электромагнитный вариант. Но при этом, оба вида умягчителей не работают со стоячей водой. Правда, с учетом того, что потом в систему попадет вода мягкая, то такой недостаток влияния не оказывает.

Таким образом, в работе проведен анализ основных методов очистки питьевой воды от солей различных химических элементов, таких как нитраты, нитриты, соли железа и показаны преимущества современных методов очистки воды.

Список литературы

1. Быстрых В. В. Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на здоровье населения// Гигиена и санитария. 2001. № 2. С.20-22.

2. Зенин С.В. Структурное состояние воды как показатель еекачества. //«Стандартсервис» Информ. сборник. 2004. № 5.

3. Красовский Г. Н., Рахманин Ю. А., Егорова Н. А. Гигиенические основыформирования перечней показателей для оценки и контроля безопасности питьевой воды // Гигиена и санитария. 2010. № 4. С 8-12.

4. СанПиН 2.1.4.10749-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды.

5. Мазаев В.Т. Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения. М.: Мед. информ. агентство, 2008. - 319с.

Аннотация

Проведен анализ виляния на организм человека различных химических примесей, содержащихся в питьевой воде. Приведены нормативные гигиенические требования к качеству воды и указано, что содержание нитратов в ней не должно превышать 45 мг/л. Рассмотрены различные методы отчистки питьевой воды от нитратов, нитритов, солей жесткости с применением способов ионного обмена, обратного осмоса, методов магнитного преобразования воды. Показаны преимущества и недостатки существующих методов очистки. Рассмотрены понятия постоянной и временной жесткости воды. Показано вредное влияние временной жесткости на работу желудка, кишечника, почек, суставов. Дана классификация методов умягчения питьевой воды. Приведены бесспорные преимущества метода магнитного преобразования воды. Рассмотрены конструкции и принцип действия магнитных устройств, их воздействие на соли железа. Показан механизм воздействия на соли жесткости аксиально-симметричного магнитного поля, приведен дополнительный полезный эффект от применения электромагнитного поля. Таким образом, в работе проведен анализ основных методов очистки питьевой воды от солей различных химических элементов, таких как нитраты, нитриты, соли железа и показаны преимущества современных методов очистки воды.

Ключевые слова: питьевая вода, очистка, нитраты, жесткость воды.

The analysis of the human body of various chemical impurities contained in drinking water. The standard hygienic requirements to water quality are given and it is specified that the content of nitrates in it should not exceed 45 mg/l.various methods of cleaning of drinking water from nitrates, nitrites, salts of rigidity with application of methods of ion exchange, reverse osmosis, methods of magnetic transformation of water are Considered. The advantages and disadvantages of existing cleaning methods are shown. The concepts of permanent and temporary hardness of water. The harmful effect of temporary stiffness on the work of the stomach, intestines, kidneys, joints is shown. Classification of methods of softening of drinking water is given. The indisputable advantages of the method of magnetic water conversion are given. The design and principle of operation of magnetic devices, their impact on iron salts are considered. The mechanism of influence on salts of rigidity of axially symmetric magnetic field is shown, the additional useful effect from application of an electromagnetic field is given. Thus, the paper analyzes the main methods of purification of drinking water from salts of various chemical elements such as nitrates, nitrites, iron salts and shows the advantages of modern methods of water purification.

Keywords: drinking water, cleaning, nitrates, water hardness.

Размещено на Allbest.ru