Улучшение качества питьевой воды
Скачать 1.06 Mb.
|
В водоочистке применяют доломит в умеренно обожженном виде для получения магномассы, использующейся для стабилизационной обработки воды и нейтрализации сернокислых сточных вод, а также в качестве фильтровальной загрузке, которая считается лучше известняковой, т.к. не образует гипс на поверхности в качестве побочного продукта /119/. Таким образом, анализ данных современной научной и технической литературы свидетельствует об адекватности выбранного направления исследований целям и задачам данной работы. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В работе исследовали следующие природные сорбенты: Шунгит - углеродсодержащая порода Зажогинского месторождения (республика Карелия) типа IIIА, включает 27,7±7% С, 67±7% SiO2, 3.9% Al2O3, 0,6% Fe2O3, 0,5% Мg0, 1,4% К2О и т.д. Удельная поверхность этого шунгита 6-20 м2/г, а суммарный объем пор 0,05÷0,15 см3/г при эффективном радиусе пор 3÷10 нм. Размер зерен - от 1 до 3 мм. Кремень - кремнеземный минерал из месторождений Смоленской области. Желваковый кремень (черный тип) включает 10±0,5% SiO2, 10±0,5% СОз, 5±% К2О, а также Na2O , Al2O3, Fe2O3, SО4, BO3, Cl, PO4, Ca. Размер частиц - 1÷5 мм. Глауконитовый известняк - известняковая порода из месторождений Ленинградской области, содержащая не менее 50% СаСОз и СаО, а также до 40% опал-кристобалитового минерала глауконита. Кроме того, изучали эффективность применения фильтра, представленного на потребительском рынке ЗАО "Царевин ключ" и содержащего композицию из трех вышеназванных ПМС в равных соотношениях. В опытах по изучению эффективности очистки воды в качестве контроля сравнения использовали АУ марки БАУ. Эффективность сорбции ПМС исследовали в проточных условиях. Для этого минерал, измельченный до необходимого размера частиц, помещали в пластиковую колонку диаметром 6 см и высотой 23 см между двумя полипропиленовыми прокладками сверху и снизу для устранения вымывания из фильтра мелких частиц материала. Объем вносимого материала составлял 0,5 л. Скорость подачи воды на фильтры устанавливалась в пределах 2÷3 мл/мин. Эффективность применения сорбентов для очистки воды оценивали, сравнивая органолептические, физико-химические, микробиологические и токсикологические показатели исходной и обработанной воды. Органолептические и физико-химические показатели оценивали в соответствии с ранее описанной номенклатурой и методиками /120, 121/. Действие сорбентов в отношении микроорганизмов изучали, используя следующие культуры из музея ВНИТИАФ: Escherichia coli (штамм К12), вегетативные клетки и споры Bacillus subtilis (штамм 3366), а также споры сульфитредуцирующих клостридий Ciostridium perfringens. Культивирование штаммов и получение спор проводили на соответствующих питательных средах согласно рекомендациям /124÷126/. Эффективность дейcтвия сорбентов в отношении микроорганизмов оценивали методом подсчета колоний после высева на плотные питательные среды суспензии клеток до и после пропускания через сорбент. Токсикологическую оценку воды проводили методами биотестирования, используя биотест с ракообразными Daphna magna /127÷129 / и биотест с зелеными микроводорослями Сhlorella vulgaris /23/. Изучали влияние воды, активированной кремнем, на повышение биологической ценности воды в опытах с семенами гороха и овса /130/. Воду для эксперимента с семенами растений готовили в соответствии с рекомендациями /11О/. В экспериментах по изучению эффективности сорбции загрязнений из воды ПМС моделировали высокие уровни химического и микробиологического загрязнения. При этом руководствовались данными о том, что одними из наиболее распространенных и крупномасштабных загрязнителей природных водных объектов и воды водоисточников являются тяжелые металлы и соединения фенольной природы /122/. В качестве модели тяжелых металлов были выбраны ионы двухвалентной меди. Применение ионов меди рекомендуется в качестве одного из стандартных модельных загрязнителей Международным стандартом /123/. ПДК меди в питьевой воде 1 мг/л, что на несколько порядков выше, чем ПДК ртути, свинца, кадмия. Это дает основание считать, что эффективная сорбция меди будет соответствовать эффективной сорбции других тяжелых металлов. В модельных растворах создавали концентрации ионов двухвалентной меди 0,5 мг/л, 5 мг/л и 10 мг/л, внося необходимые количества 1М раствора сернокислой меди. Содержание меди в воде определяли колориметрическим методом с диэтилдитиокарбаматом натрия /120/. В качестве модели соединений фенольной природы использовали фенол. В модельных растворах создавали концентрации фенола 0,05 мг/л, 1,5 мг/л и 34,5 мг/л, внося необходимые количества стандартного раствора фенола с концентрацией 100 мг/л. Содержание фенола в воде определяли после отгонки колориметрическим методом с 4-аминоантипирином /120/. Очистку воды от радикальных и ион-радикальных частиц изучали хемилюминесцентным методом на приборе Биотестер с добавлением люминола /18, 23/. Влияние некоторых физико-химических факторов на эффективность действия ПМС изучали в зависимости от: 1. Различной жесткости воды. Использовали водопроводную воду (жесткость 0,8÷0,9 мг-экв/л), а также модельную воду на основе водопроводной, в которую вносили необходимое количество раствора СаС12 для создания повышенного уровня жесткости (до 7 мг-экв/л). •2. Цветности воды, обусловленной наличием гуминовых веществ. Сравнивали результаты действия ПМС в водопроводной воде (цветность 10÷15°) и в модельной воде с повышенной цветностью, которую получали, внося в водопроводную воду раствор гуминовых веществ (коммерческий препарат "Идеал"). 3. Режима подготовки (активации) сорбента к процессу. Изучали различные способы активации ПМС: измельчение, обработка кислотой и нагревание. Измельчение сорбентов проводили на конусных инерционных дробилках. Необходимую фракцию получали, отсеивая частицы минералов на грохотах. Затем проводили многократную отмывку водой для удаления пылевидной фракции. Кислотную обработку проводили смесью (1:1) 10% щавелевой кислоты и перекиси водорода. После химической активации сорбенты промывали дистиллированной водой, контролируя уровень рН промывных вод. Температурную активацию вели в сухо-воздушном шкафу при температуре 150÷250°С. Исследования проводили в беспроточных динамичных условиях: ПМС в виде частиц размерами 5÷10 мм помещали в колбу с раствором, содержащим ионы двухвалентной меди (соотношение объемов 1:15), при постоянном перемешивании на качалке, чтобы не было диффузионных ограничений для транспорта молекул поллютанта к поверхности сорбента. Нагревание ПМС до температуры 150÷250°С не привело к повышению активности. В то же время, свежеизмельченные сорбенты были на 25÷34 % активнее образцов, хранившихся в измельченном состоянии более 6 мес. Наиболее значительно (на 35÷57%) возросла активность ПМС после кислотной обработки смесью (1:1) 10% щавелевой кислоты и перекиси водорода. Поэтому в работе для активации шунгита, кремня и глауконита использовали кислотную обработку. Математический анализ оцениваемых показателей осуществляли стандартными методиками линейной статистики, которые обеспечивали определение средних величин и остальных характеристик распределения /131/. Корреляционные зависимости величин рассчитывали традиционными методами при помощи программ Statgraphics. Для оценки достоверности полученных результатов и их взаимоотношений использовали критерий Стьюдента при 95% уровне вероятности. 3. ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ 3.1. Влияние природных минеральных сорбентов на органолептические свойства воды Пригодность воды для питья в первую очередь определяется ее органолептическими свойствами. Поэтому на первом этапе работы были проведены исследования влияния ПМС на указанные показатели. В таблице 3 представлены органолептические показатели и рН водопроводной воды до и после пропускания ее через фильтры с ПМС. Органолептические показатели и рН водопроводной воды (Московский р-н г. Санкт-Петербург) до и после фильтрования через ПМС Таблица 3.
Примечание: * 1. Нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01 (не более). 2. Фильтр-ЦК - фильтр, производимый ЗАО "Царевин ключ". Исходная водопроводная вода имела повышенную цветность (29°, при нормативе не более 20°) и мутность (4 ЕМ, при нормативе - 2,6 ЕМ); а также запах хлора, оцениваемый по интенсивности в 3 балла, что также выше допустимого значения (2 балла). Все это определяло неудовлетворительное качество водопроводной воды, поступающей по распределительной сети потребителям (Московский район г.Санкт-Петербург). После пропускания через фильтры с различными ПМС органолептические показатели воды во всех вариантах обработки улучшились и стали удовлетворять требованиям СанПиН. В случае использования фильтра с шунгитом рН понизился с 6,0 до 5,5, во всех остальных случаях - повысился до 7,2÷7,8. Снижение рН воды, обработанной шунгитом, по всей видимости, объясняется характером функциональных групп минерала, участвующих в ионном обмене /98/. В таблице 4 представлены органолептические показатели и рН воды из природного водного объекта до и после пропускания через фильтры с различными ПМС. Таблица 4. Органолептические показатели и рН воды из сельскохозяйственного мелиоративного канала (Петродворцовый район г.Санкт-Петербург) до и после пропускания через фильтры
Примечание: * 1. Нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01 (не более) 2. Фильтр ЦК - фильтр "Царевин ключ" Вода из мелиоративного канала имела органолептические показатели, значительно отличающиеся от нормативов СанПиН 2.1.4.1074-01 для питьевой воды (высокую цветность, обусловленную содержанием гуминовых веществ; повышенную мутность и болотный запах, оцениваемый в 3 балла). После пропускания через фильтры с ПМС значения органолептических показателей стали соответствовать требованиям нормативов. Изменения рН были аналогичные приведенным в табл.3. Таким образом, можно заключить, что обработка воды с помощью ПМС в режиме фильтрации приводит к значительному улучшению органолептических свойств воды, даже в случае, когда исходная вода значительно отличается по показателям качества от нормативов СанПиН (табл.4). Использованные в работе ПМС эффективно устраняют имеющиеся в обрабатываемой воде дефекты органолептических показателей. Следует отметить, что обработка шунгитом приводит к снижению рН ниже допустимых значений, но данный недостаток устраняется при комплексном использовании ПМС (шунгит, кремень и глауконитовый известняк) в фильтре "Царевин ключ". 3.2. Влияние природных минеральных сорбентов на химический состав воды 3.2.1. Не органические токсиканты Наиболее типичным результатом вторичного загрязнения питьевой воды в распределительных сетях является значительное превышение ПДК ионов железа. Обычным является превышение концентрации железа в 1,5÷3 раза /19, 23, 99/, а в отдельные моменты фиксируется концентрация железа выше 10 мг/л, что превосходит ПДК более, чем в 30 раз /132/. Высокие концентрации железа характерны также для подземных вод региона, относящихся к межморенным водоносным горизонтам, и служащих источниками питьевого водоснабжения в ряде населенных пунктов Ленинградской области. Содержание закисного железа в таких водах изменяется от 25 до 60 мг/л /40, 74/. В связи с этим была изучена эффективность применения ПМС для очистки от ионов железа воды из городского водопровода и из отдельных скважин, являющихся источниками питьевого водоснабжения на территории населенных пунктов Ленинградской области. В качестве контроля использовали фильтр с АУ. Результаты представлены в таблице 5. Таблица 5. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Тема занятия Тестовый контроль знаний. Отбор проб воды для лабораторного исследования, оформление сопроводительного документации. Определение... |  | Анализ качества питьевой воды в городе Мончегорска Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №37 |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Задачи. Закрепить у детей знания о значении воды в жизни человека: вода- источник жизни; об источниках питьевой воды; представления... | | Формирование логистической инфраструктуры предприятий по производству... Охватывает персонал, занятый в процессе движения материальных потоков |
| Содержание Гигиеническое обоснование и практика ранжирования водопроводных станций по эффективности водоподготовки на основе интегральной оценки... | | Технический регламент о безопасности питьевой воды Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) |
| I. рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры Целью освоения дисциплины «Вода пищевых продуктов» является приобретение теоретических знаний о физико-химических свойствах воды... | | Анализ проблемы качества воды реки Вятки в зоне санитарной охраны... Кирове существует проблема качества воды на городском водозаборе в связи с выносом загрязнений с затопляемых территорий вблизи объектов... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В последнее время в средствах массовой информации много говорят и пишут о значении экологии, о необходимости организации работы по... | | Гигиеническая оценка качественного состава питьевой воды при централизованном... Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный медицинский... |
| Улучшение качества гидроакустических изображений на основе метода... | | Формирование учебно исследовательской деятельности учащихся на уроках... «Анализ питьевой воды источников деревень Аксеново, Окатово, Цикуль Гусь-Хрустального района Владимирской области». «Определение... |
| Рецензия на проектную работу по экологии ученицы 11 класса ноу «Ломоносовская... Краткая характеристика работы: в данной работе представлен обзор вопросов, связанных с проблемами чистой питьевой воды. Раскрыта... | | Положение о внутришкольном контроле Целью вшк является: совершенствование уровня деятельности школы; повышение мастерства учителей; улучшение качества образования |
| С. А. Стрельнокова Сопредседатель Всероссийской коллегии судей по спортивному туризму Целью семинара является повышение квалификации судей, улучшение качества проведения соревнований по группе дисциплин «маршрут» | | Конспект урока окружающего мира в 3 классе по теме «Значение воды для жизни на Земле» Задачи: 1 дать представление о свойствах и состояниях воды, круговороте воды в природе |
