Улучшение качества питьевой воды
Скачать 1.06 Mb.
|
Необходимость бактерицидной обработки воды неизбежно приводит к образованию в ней радикальных и ион-радикальных частиц органической природы /52/. Свободные радикалы оказывают крайне негативное воздействие на организм человека и являются причиной многих болезней, в частности, атеросклероза и сопутствующих ему сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, патологий старения и онкологических заболеваний /143, 144/. Регулярное потребление с питьевой водой свободно-радикальных частиц, даже в незначительном количестве, может истощить биохимические механизмы, обеспечивающие защиту организма от свободных радикалов и способствовать развитию разнообразных патологий. В таблице 19 представлены результаты изучения влияния ПМС на содержание в воде радикальных и ион-радикальных частиц. Таблица 19. Влияние ПМС на содержание радикальных и ион-радикальных частиц в воде (n = 3)
Только в бидистиллированной воде и в воде после ее пропускания через фильтр с шунгитом излучение при добавлении люминола практически не менялось и было таким же, как собственное излучение этих образцов воды. При пропускании воды через фильтр с шунгитом (и фильтр «Царевин Ключ», в котором присутствует шунгит), содержащим углеродные микрокластеры /83, 84/, ее очистка от свободно-радикальных частиц (присутствие которых сопровождаются люминол зависимой хемилюминесценсией) многократно превышает степень очистки от радикалов при пропускании воды через другие ПМС и находится на уровне бидистиллированной воды. Из полученных данных следует, что очистка воды от радикалов осуществляется микрокластерами углерода, поскольку углерод в форме АУ (в котором микрокластеры отсутствуют) уступает по активности шунгиту и чистит воду на уровне других ПМС. Предполагаемый механизм освобождения воды от активных радикалов органической природы заключается в том, что активные центры минеральных сорбентов (в первую очередь углеродные микрокластеры) активируют молекулярный кислород, находящийся в воде, который выступает в качестве перехватчика частиц радикальной и ион-радикальной природы, и способствует их окислению до более низкомолекулярных продуктов. Таким образом, можно заключить, что шунгит выступает в данной случае не только как сорбент, но проявляет специфическую активность в отношении устранения из воды частиц радикальной и ион-радикальной природы, значительно превосходя в этом отношении как кремень и глауконитовый известняк, так и АУ (в 56, 36 и 31 раз соответственно). 3.5. Биологическое действие воды, активированной кремнем В литературе описаны различные феномены, указывающие на наличие биологической активности у активированной кремнем воды (АКВ) /110, 145, 146/. В таблице 20 представлены результаты изучения влияния АКВ на всхожесть семян гороха и овса. Проращивание семян в АКВ значительно ускорило сам процесс прорастания и повысило процент всхожести семян. Для овса это увеличение составило 1,7 раза, для гороха - 1,4 раза. Активизацию прорастания семян можно объяснить влиянием микрокомпонентного состава воды, настоенной на измельченном кремне. Таблица 20. Влияние АКВ на всхожесть семян (Х±х) (n = 3)
Примечание: 1.Контролем служили семена соответствующих растений, проращиваемые в необработанной водопроводной воде; 2. Количество семян в каждом варианте - 100 шт. Сходное стимулирующее действие кремня на биохимическую активность бифидобактрий наблюдали в эксперименте при приготовлении питательной среды на воде, настоенной на измельченном кремне /145/. При выращивании их на питательной среде, содержащей вытяжку из кремня (в состав которой входят микроколичества калия, натрия, кальция, бария, иода и других катионов и анионов в сбалансированном соотношении), отмечено увеличение скорости роста популяции бифидобактерий и более интенсивное накопление продуктов метаболизма - ацетата, лактата, этанола, внеклеточных протеаз /145/. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Работа выполнена на основании директивы ГВМУ МО РФ №161/7/4/3979 от 05.08.99г. в НИЛ перспективных технологий очистки воды НИО питания и водоснабжения НИЦ Военно-медицинской академии. В ходе выполнения НИР проведены комплексные исследования, включающие изучение распространения и уровней химического и микробиологического загрязнений природной воды, а также ее вторичного загрязнения в водопроводных сетях. Показано, что технология водоподготовки не справляется с задачей получения качественной питьевой воды. Из-за этого большая часть населения употребляет питьевую воду, не удовлетворяющую требованиям санитарных норм и правил. В работе дана гигиеническая оценка эффективности имеющихся и перспективных средств и способов очистки хозяйственно-питьевой воды. Обобщен отечественный и зарубежный опыт применения в процессах водоочистки и водоподготовки ПМС как эффективных средств удаления загрязнений. На основе анализа технико-экономических показателей для экспериментального изучения выбраны имеющие отечественную сырьевую базу минеральные сорбенты разной природы: углеродной (шунгит), кремнеземной (кремень), кремнистой и известковой (глауконитовый известняк). Опытным путем подобраны условия активации ПМС. Наиболее значительно (на 35-57%) возросла активность ПМС после кислотной обработки смесью (1:1) 10% щавелевой кислоты и перекиси водорода. Проведено изучение влияние состава и свойств очищаемой воды (жесткости, цветности, обусловленной содержанием гуминовых веществ) на эффективность действия ПМС. В работе использован широкий интервал концентраций химических веществ и микробных агентов: от характерных для водопроводной воды - до концентраций, присутствующих в производственных и бытовых сточных водах. В модельных экспериментах по использованию природных минеральных сорбентов в процессах очистки воды от химических и микробиологических загрязнений выявлены существенные различия в эффективности рассмотренных сорбентов, определяемые их минеральным составом, микроструктурой, сорбционной емкостью и наличием каталитической активности. Все изученные ПМС (шунгит, кремень и глауконитовый известняк) удаляли из воды тяжелые металлы (ионы двухвалентной меди) в диапазоне концентраций от 0,5 до 10 ПДК. В модельной водопроводной воде (с жесткостью 08÷0,9 мг-экв/л и цветностью 10÷1.5°) при всех использованных концентрациях меди более эффективными сорбентами оказались глауконитовый известняк, кремень, а также комплекс ПМС в фильтре "Царевин ключ". Эффективность шунгита уступала двум вышеназванным сорбентам и АУ. При исходном содержании меди 10 ПДК, глауконит снижал концентрацию примерно в 200 раз, кремень - в 100 раз, а шунгит и АУ в 20 и 33 соответственно. В воде с повышенным содержанием солей жесткости (7,2 мг-экв/л) ПМС сохраняли свою эффективность в отношении удаления ионов меди (произошло снижение содержания до нормативов СанПиН). При этом шунгит также уступал кремню, глауконитовому известняку и фильтру "Царевин ключ" в 4÷6,5 раз. В тех же условиях применение АУ (при содержании меди 10 ПДК.) привело к. снижению концентрации меди только до 1.10 мг/л, что превышает ее ПДК в питьевой воде (1,0 мг/л). В высокоцветной воде (цветность 178°) эффективность ПМС сохранялась при всех концентрациях меди и достоверно превышала таковую для АУ. В то же время при начальной концентрации ионов меди 10 ПДК использование фильтра с АУ оказалось неэффективным. Снижение концентрации меди в данном варианте опыта произошло только в 3 раза (до 3,10 мг/л). Проведенные исследования позволили заключить, что в отношении ионов меди ПМС превосходят по эффективности АУ и проявляют свою активность как при низких, так и при высоких значениях цветности и жесткости обрабатываемой воды. Напротив, эффективность АУ значительно снижается в жесткой воде и воде с повышенной цветностью. Среди ПМС более эффективными, чем шунгит являются кремень и глауконитовый известняк. Все испытанные ПМС удаляли фенол до величины ПДК при исходной концентрации 50 ПДК независимо от цветности и жесткости воды. Более высокие концентрации фенола (1,5 ÷ 34,5 мг/л), характерные для промышленных сточных вод, удалялись из модельной водопроводной воды до уровня ПДК шунгитом, а также с помощью фильтра, содержащего комплекс из всех трех ПМС. При этом эффективность шунгита и фильтра «Царевин ключ» не уступала АУ. В воде с высокой жесткостью при концентрации фенола 1,5 мг/л шунгит, глауконитовый известняк и фильтр «Царевин ключ», также как и АУ, удаляли фенол из воды до концентрации ниже ПДК. Кремень при данной исходной концентрации снижал уровень фенола в 30 раз (до 0,05 мг/л), что превышает ПДК для питьевой воды в 50 раз. При повышении концентрации фенола до 34,5 мг/л только применение фильтра с шунгитом, фильтра «Царевин Ключ» и АУ привело к снижению фенола до величины ПДК. Кремень и глауконитовый известняк в данном случае были неэффективны. Эффективность шунгита, глауконитового известняка и АУ в высокоцветной воде при концентрациях фенола 1,5÷34,5 мг/л была одинаковой. Кремень уступал всем использованным ПМС и АУ. Проведенные испытания ПМС при высоких концентрациях поллютантов доказывают принципиальную возможность использования их для очистки промышленных и бытовых сточных вод от тяжелых металлов (глауконит и кремень) и фенольных соединений (шунгит). Токсикологическое исследование воды с помощью биотестирования на дафниях и микроводорослях хлорелла показало, что вода, содержащая ионы меди и фенол, оказывала токсическое действие на тест объект. В результате проведенной обработки воды на фильтрах с ПМС токсичность проб воды значительно снижалась во всех случаях. Только при исходной концентрации фенола в воде 1,5 мг/л вода после пропускания через фильтр с кремнем характеризовалась как «слаботоксичная». Во всех остальных случаях токсичность воды отсутствовала. Шунгит проявлял специфическую активность в отношении частиц радикальной и ион-радикальной природы, значительно превосходя в этом отношении как кремень и глауконитовый известняк, так и АУ (в 56, 36 и 31 раз соответственно). Результаты проведенных санитарно-микробиологических исследований показали, что ПМС имеют выраженные сорбционные свойства в отношении бактерий E.coli штамм К12, а также спор B.subtilis и C.perfringes. Все изученные ПМС и их комбинация в фильтре «Царевин ключ» эффективно удаляют из воды микробное загрязнение при исходной концентрации (1,2÷3,5)x103 кл/мл, не уступая по своему действию фильтру с АУ. При повышении концентрации до (3,1÷3,5)x104 кл/мл шунгит и глауконитовый известняк действовали эффективнее, чем кремень (на уровне АУ). Использование фильтров с ПМС позволяет очистить поду от избыточного содержания ионов железа в изученном интервале концентраций от 0,5 до 40 мг/л. После пропускания через фильтры с ПМС концентрация железа во всех пробах воды снижается до величин допустимых СанПИН. В интервале концентраций от 0,5 до 5 мг/л эффективность всех ПМС одинакова и не отличается от таковой для АУ. При самой высокой изученной концентрации железа фильтр с шунгитом превосходит по эффективности АУ, кремень и глауконитовый известняк в 2 раза. ПМС, представленные в фильтре «Царевин Ключ», обеспечивают не только глубокую очистку воды, но и коррекцию ее солевого состава (кондиционирование), что особенно актуально для регионов с маломинерализированной природной водой и искусственно получаемой питьевой воды, приготавливаемой на основе промышленного дистиллята. Изучение биологического действия активированной кремнем воды на прорастание семян растений показало, что в результате предпосевной обработки значительно ускоряется процесс прорастания и повышается в 1,4÷1,7 раз процент всхожести семян. Активизация прорастания семян объясниется стимурирующим действием воды, настоянной на измельченном кремне, которая имеет сбалансированный макро и микрокомпонентный состав. ПМС превосходят АУ по механической прочности, у них практически отсутствуют вещественные потери при регенерации, в то же время у АУ они составляют от 30 до 75%. Цена 1 т шунгита составляет $250 за тонну, в то время, для АУ - $3000. Таким образом, устройства и технологии, использующие ПМС по меньшей мере на порядок дешевле, чем аналогичные с использованием АУ. При этом, как показали исследования, комплекс из углеродных, кремнистых и известняковых пород (шунгит, кремень и глауконитовый известняк) не уступает по эффективности АУ, а в отношении сорбции тяжелых металлов и удаления свободно-радикальных частиц превосходит его. На основе использования комплекса ПМС могут быть разработаны установки малой производительности 10÷20 л/сутки (для индивидуального пользования), средней - на 2000 л/сутки (для коллективов) и большой - до 20 м3/сутки для небольших водопроводных станций. Положительным моментом таких установок является возможность многократной (до 50 циклов) регенерации в процессе эксплуатации. Проведенные исследования позволили сформулировать следующие выводы:
Вышеизложенное позволяет заключить, что цели и задачи НИР выполнены в полном объеме. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
