Водный проект по теме"Проблемы питьевой воды"

ВВЕДЕНИЕ

Вода - бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха, активный растворитель, обладающий большим поверхностным натяжением. Смачивание и поверхностное натяжение лежат в основе явления, которое называется капиллярностью. В природе капиллярность поддерживает жизнедеятельность растений, давая им возможность "высасывать" водные растворы из почвы. Малая теплопроводность и большая теплоёмкость воды позволяет использовать её в качестве теплоносителя. Это свойство используют садоводы во время заморозков, опрыскивая цветы плодовых деревьев: замерзая, вода отдаёт цветам своё тепло и защищает их от обморожения. В промышленности широко используют способность воды забирать тепло от окружающей среды, на этом основано действие теплообменных устройств.

Вода входит в состав минералов, содержится в клетках растений и животных, влияет на формирование климата, участвует в круговороте веществ в природе, способствует отложению осадочных пород и образованию почвы, является источником получения дешёвой электроэнергии: её используют в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд.

Вода многолика, она встречается в природе в связанном состоянии и в свободном виде, её минеральный состав чрезвычайно разнообразен. Свободная вода может менять свои свойства в широком диапазоне: она может вытягиваться в жгут, быть эластичной, как резина, быть скользкой настолько, что предметы, движущиеся через неё, увеличивают свою скорость в 2 раза и более, она может стать сухой, целебной.

Гармоничное сотрудничество человека с природой, его разумная общественная деятельность, которая регулирует и контролирует обмен веществ между природой и обществом, стало в современную эпоху одной из актуальнейших задач. Увеличение материальных благ общества, которое сопровождается антропогенным прессингом, привело к серьезному загрязнению окружающей среды. Особенно это заметно в области использования природных ресурсов.

Природные ресурсы - это средства к существованию, без которых человек не может жить и которые он находит в природе. Они дают нам пищу, одежду, кров, топливо, энергию и сырье для работы промышленности, из них человек создает предметы комфорта, машины и медикаменты. К природным ресурсам относятся земельные, водные, гидроэнергетические, топливные, минерально-сырьевые, биологические, рекреационные ресурсы.

Некоторые виды ресурсов можно использовать только один. Такие виды ресурсов называются исчерпаемыми или невозобновимыми ресурсами. Они имеют конечные запасы, пополнение которых на Земле практически невозможно. Во-первых, потому что не существует таких условий, в которых они образовались миллионы лет назад, а во-вторых, скорость образования полезных ископаемых неизмеримо медленнее, чем расходование их человеком.

Другие виды ресурсов «возвращаются» природе снова и снова, сколько бы мы их ни использовали. Эти ресурсы называются возобновимыми или постоянными ресурсами. Они воспроизводятся в естественных процессах, происходящих на Земле, и поддерживаются в некотором постоянном количестве, определяемом их ежегодным приростом и расходом (пресная вода в реках, кислород атмосферы, лес и др.).

Часто бывает очень трудно провести границу между возобновимыми и невозобновимыми ресурсами. Так, например, растения и животные, если их использовать расточительно, не заботясь о последствиях, могут исчезнуть с лица Земли. Следовательно, в этом плане их можно отнести к невозобновимым ресурсам. С другой стороны, растительный и животный мир обладает способностью к самовоспроизведению и при разумном использовании может быть сохранен. Таким образом, в принципе эти ресурсы возобновимы.

Вода является возобновимым природным ресурсом, поскольку ежегодно поступает в виде атмосферных осадков. Эти осадки стекают с водосборных бассейнов в реки и озера, образуя подземные запасы вод, которые являются главными источниками пресной воды страны. Одно и то же вещество воды может использоваться несколько раз разными пользователями. Вода может быть использована в технологическом процессе и потом в виде сточных вод сброшена пользователем, а затем может стать объектом потребления другого водопользователя. Дефицит водных ресурсов возникает, когда природные явления, например, засуха, уменьшают количество выпадаемых осадков, являющихся источником возобновления данного природного ресурса.

1. Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика питьевой воды

По физико-химическим свойствам воды отличается аномальным характером констант, которые определяют многие физические и биологические процессы на Земле. Плотность воды возрастает в интервале 100-4°, при дальнейшем охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает. Поэтому в реках и озерах лед, как более легкий, располагается на поверхности, создавая необходимые условия для сохранения жизни в водных экологических системах. Морская вода превращается в лед, не достигая наибольшей плотности, поэтому в морях происходит более интенсивное вертикальное перемешивание воды.

Теплоемкость воды изменяется нелинейно: она достигает наименьших значений при температуре около 37°, когда метаболические реакции в организме наиболее интенсивны. Высокая диэлектрическая постоянная воды объясняет причину ее значительной ионизирующей силы. Вода - слабый проводник электрического тока, ее электропроводность увеличивается при наличии растворенных солей, что позволяет определить концентрацию солей по величинам удельной проводимости. Высокая устойчивость молекул воды в сочетании с электрическими характеристиками делает ее универсальным растворителем, поэтому в ней всегда обнаруживаются многочисленные химические соединения (в природной воде содержится большая часть химических элементов таблицы Д.И. Менделеева). Промышленная деятельность человека приводит к появлению в воде ряда органических и неорганических соединений, что определяет необходимость гигиенического контроля за их количеством. Многие, особенности воды по сравнению с близкими по строению веществами объясняются строением ее молекулы, самой маленькой из трехатомных молекул, и структурой пространственной сетки водородных связей.

Вода является важнейшей составной частью живого организма, в теле взрослого человека она составляет 65-70% его массы. Очень высоко ее содержание в продуктах питания, например в мясе - до 79%, в рыбе - до 85%, в растительных маслах и фруктах - до 78-97%. В составе всех живых организмов планеты в целом содержится лишь вдвое меньше воды, чем во всех реках Земли. Без пищи человек может прожить 65-70 дней, без воды - несколько дней. При потере воды в количестве, равном 6-8% массы тела, наблюдается выраженное обезвоживание организма: утрата воды, составляющая 10-20% массы тела, опасна для жизни.

Согласно гигиеническим требованиям к качеству питьевой воды, она должна быть безопасной в эпидемическом отношении, безвредной по химическому составу и обладать удовлетворительными органолептическими свойствами. При гигиенической оценке качества воды используют следующие показатели: наличие патогенных микроорганизмов и возбудителей паразитарных заболеваний; концентрация химических веществ, в т.ч. радиоактивных; изменение органолептических свойств (наличие запаха, привкуса, окраски, появление пены, пленки, мутности).

В целом неудовлетворительное качество питьевой воды оказывает значительное влияние на состояние здоровья населения. Так, по данным ВОЗ, в развивающихся странах потребление недоброкачественной воды является ежегодно причиной гибели нескольких сотен тысяч человек, Масштабы распространения острых кишечных инфекций (500 млн. случаев в год, причем около 80% заболеваний приходится на развивающиеся страны) связывают с нехваткой или плохим качеством питьевой воды. Различные заболевания могут возникать не только при питье недоброкачественной воды, но и при рекреационном водопользовании, при употреблении немытых овощей, выращиваемых на полях орошения, из-за нехватки воды для целей личной гигиены. Установлено, что 1100 млн. людей на Земле не обеспечено доброкачественной водой. Не случайно десятилетняя программа улучшения водоснабжения для обеспечения каждого человека на Земле доброкачественной водой в достаточном количестве выдвинута ВОЗ в качестве глобальной медицинской и социальной задачи для всех стран.

Показатели использования воды в Республике Адыгея, млн. м3

2. Проблемы, связанные с питьевой водой

В России проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой остается нерешенной, а в ряде регионов приобрела кризисный характер. Из объема подаваемой населению воды 68% занимают поверхностные водоисточники, только 1% которых соответствует качеству, обеспечивающему при существующих технологиях, получение питьевой воды (в соответствии с лимитами СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды…») По данным Госкомстата России, централизованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99% от общего количества) и 1686 поселков городского типа (83%), около 34 тыс. населенных пунктов (22%). Общая протяженность трубопроводных сетей в России составляет 456000 км. При среднем уровне удельного потребления в РФ на хозяйственно-питьевые и коммунально-бытовые нужды, равном 272 л/сутки на 1 жителя, в Москве этот показатель составляет 539 л/сутки, в Челябинской области - 369, Саратовской - 367, Новосибирской - 364, Магаданской - 359, Камчатской - 353 л/сутки. В Республике Адыгея водопотребление на одного городского жителя составляет в среднем около 300 литров в сутки, и до 100 литров в сутки на жителя сельской местности.

 В последние годы появилась тенденция загрязненности практически всех поверхностных вод - источников централизованного водоснабжения. В некоторых районах отмечен рост количества створов с высоким (10 ПДК) и экстремально высоким (100 ПДК) уровнем загрязнения водных объектов. Качество используемых для водоснабжения подземных вод (32% от общего водозабора) в основном соответствует нормативным требованиям, однако их загрязнение также увеличивается. В результате около 90% поверхностных и 30% подземных вод, забираемых для нужд водоснабжения, подвергается обработке. Из-за повышенного техногенного загрязнения водоисточников нефтепродуктами, солями тяжелых металлов, пестицидами, нитратами и другими вредными веществами, технологии, применяемые для подготовки питьевой воды, в большинстве случаев не эффективны, что приводит, как правило, к потреблению населением воды не питьевого качества. Получение и подача населению кондиционной питьевой воды зависит от ряда факторов: состояния источников водоснабжения, санитарных зон, соответствия технологии водоподготовки качеству исходной воды, санитарно-технического состояния водопроводных сетей. Эксплуатирующиеся водоочистные сооружения, построенные 25 - 30 лет назад по традиционным технологиям, были предназначены для кондиционирования природных вод с небольшой антропогенной нагрузкой. В настоящее время они не в состоянии гарантировать бесперебойное снабжение потребителей доброкачественной водой, так как их барьерные функции в отношении некоторых видов загрязнений (особенно химических) чрезвычайно малы. Кроме того, в процессе обработки воды при ее первичном хлорировании в ней обычно образуется до 40 видов канцерогенных загрязнений, в том числе хлороформ, дихлорметан, дихлорэтан, а также другие хлорированные углеводороды. Установлено, что 28 идентифицированных соединений обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Кроме того, обеззараживание хлором воды, содержащей хром, приводит к окислению трехвалентного хрома до шестивалентного, который, как известно, обладает канцерогенным эффектом. Высокая загрязненность водоисточников и неэффективные технологии водоподготовки - основные причины неудовлетворительного качества питьевой воды в Поволжье, где поверхностные водоисточники обеспечивают нужды в питьевой воде на 85%. Во всех субъектах РФ отмечены случаи нарушения требований ГОСТа по физико-химическим и микробиологическим показателям. Тяжелое положение со снабжением населения качественной питьевой водой отмечается в республиках Карелия, Дагестан, Адыгея,  Якутия, Приморском крае, Архангельской, Кемеровской и Мурманской областях. Из всего объема сточных вод, поступающих через коммунальные сети в поверхностные водные объекты, более 90% сбрасываются загрязненными. Таким образом, одним из основных источников антропогенного воздействия на водоисточники является сброс недостаточно очищенных или просто неочищенных сточных вод от жилищно-коммунального комплекса. В дополнение к техногенным нагрузкам на поверхностные источники питьевого водоснабжения появляются антропогенные загрязнения от коммунальных служб. Загрязнения, поступающие в организм с питьевой водой, провоцируют возникновение многих заболеваний.

Существующие технологии водоподготовки не отвечают современному уровню загрязнения водоисточников. Для улучшения качества воды требуется отказ от ее предварительного хлорирования, применение сильных окислителей (перекиси водорода, озона), новых коагулянтов и флокулянтов, новых фильтрующих материалов.

3.Загрязнение воды.

Мало кто в наши дни сомневается, что вода, которую мы пьем и используем в быту, нуждается в дополнительной очистке, откуда бы она не поступала – из колодца, артезианской скважины или водопровода. По статистике Госстроя России, в аварийном состоянии сейчас находится около 40% городской водопроводной сети, не говоря уже о загородных коттеджах и дачных поселках, где качество природной воды зачастую выходит за пределы санитарных норм. В своих докладах на научных конференциях ученые все чаще констатируют, что из нашего крана течет не только не питьевая, но даже не "бытовая" вода.

В последние десятилетия поверхностные и подземные водоисточники России подвергаются интенсивному антропогенному загрязнению. Ухудшение качества воды водоисточников привело к тому, что во многих регионах питьевая вода не отвечает гигиеническим требованиям как по санитарно-химическим, так по санитарно-биологическим показателям. По данным Минздрава России около половины населения страны вынуждено использовать недоброкачественную питьевую воду. К неблагоприятным регионам относятся Кавказские республики, Калмыкия, Смоленская, Архангельская, Курганская области, Дагестан, Адыгея, Карелия, Астраханская, Омская, Волгоградская области, Дальний Восток. В Москве и Санкт-Петербурге качество питьевой воды хоть и вызывает нарекания со стороны жителей, но продолжает держать планку лидера по органолептическим и химическим показателям.

Проблема обеспечения населения Российской Федерации питьевой водой нормативного качества стала одной из самых острых проблем современного общества - проблемой национальной безопасности.

4. Основные источники загрязнения питьевой воды.

Коммунальные стоки - содержат как химические, так и микробиологические загрязнения и представляют серьезную опасность. Содержащиеся в них бактерии и вирусы являются причиной опасных заболеваний: сыпного тифа и паратифа, сальмонеллеза, бактериальной краснухи, эмбрионов холеры, вирусов вызывающих воспаления околомозговой оболочки и кишечных заболеваний. Такая вода может быть переносчиком яиц глистов (солитеры, аскариды и власоглавы). В коммунальных стоках присутствуют также токсичные детергенты (моющие вещества), сложные ароматические углеводороды (САУ), нитраты.

4.1.Промышленные стоки

В зависимости от отрасли промышленности могут содержать практически все существующие химические вещества: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, органические растворители (ксилол, бензол, толуол), упомянутые выше (САУ) и особо токсичные стоки. Последняя разновидность вызывает мутагенные (генетические), тератогенные (повреждающие плод) и канцерогенные (раковые новообразования) изменения.

Главные источники особо токсичных стоков: металлургическая промышленность и машиностроение, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, цементно-асбестовое производство и лако-красочая промышленность. Парадоксально, но источником загрязнения является также сам процесс очистки и водоподготовки.

4.2.Коммунальные отходы

В большинстве случаев, там, где нет сети водоснабжения, нет и канализации, а если и есть, то она (канализация) не может полностью предотвратить проникновению отходов в грунт и, следовательно, в грунтовые воды. Поскольку верхний горизонт грунтовых вод расположен на глубине от 3 до 20 м (глубина обычных колодцев), то именно на этой глубине скапливаются "продукты" человеческой деятельности в гораздо более серьезных концентрациях, чем в поверхностных водах: детергенты из наших стиральных машин и ванн, кухонные отходы (остатки пищи), фекалии людей и животных.

Конечно же, все перечисленные компоненты профильтрованы сквозь верхний слой грунта, но некоторые из них (вирусы, водорастворимые и текучие субстанции) способны проникать в грунтовые воды практически без потерь. То, что выгребные ямы и местная канализация располагаются на некотором удалении от колодцев ничего не значит. Доказано, что грунтовые воды могут при соблюдении некоторых условий (легкий уклон) перемещаться в горизонтальной плоскости на несколько километров.

4.3.Промышленные отходы

В грунтовых водах присутствуют в несколько меньших количествах, чем в поверхностных водах, промышленные отходы, большинство которых направляются прямо в реки.

Кроме того, промышленные пыль и газы оседают непосредственно или в соединении с атмосферными осадками и накапливаются на поверхности почвы, растениях, растворяются и проникают вглубь. Поэтому никого, кто профессионально занимается очисткой воды, не удивит содержание тяжелых металлов и радиоактивных соединений в колодцах, расположенных вдали от металлургических центров - в Карпатах. Промышленные пыль и газы переносятся воздушными потоками на сотни километров от источника эмиссии. К промышленным загрязнениям почвы относятся также органические соединения, образующиеся при переработке овощей и фруктов, мяса и молока, отходы пивоваренных заводов и животноводческих комплексов.

Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов.   Накапливание в организме следующих элементов приводит к:

• поражению почек - ртуть, свинец, медь.
• поражению печени - цинк, кобальт, никель.
• поражению капилляров - мышьяк, висмут, железо, марганец.
• поражению сердечной мышцы - медь, свинец, цинк, кадмий, ртуть, таллий.
• возникновению раковых заболеваний - кадмий, кобальт, никель, мышьяк, радиоактивные изотопы.

Очищают воду у нас хорошо, не хуже, чем во многих европейских столицах, таких как Лондон или Париж, но эта очищенная вода поступает в водопроводную сеть по старым ржавым трубам, вдобавок насыщенным бактериальной флорой.

Естественно, интенсивность загрязнения воды в трубах зависит от времени, в течение которого она добирается до крана потребителя. В районах, расположенных вблизи водопроводных станций, вода не успевает захватить слишком много микробов и ржавчины, но длина труб, проложенных в отдаленные районы, превосходит десяток километров. Утром и днем, когда жители на работе, вода в них движется медленно и насыщается бактериями и железом. В этот период водозабор невелик, и вода в трубах застаивается.

5. Способы очистки и фильтрации водопроводной воды.

По сведениям НИИ "Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.

Н. Сысина" Российской Академии медицинских наук:

• в среднем по стране гигиеническим требованиям не соответствует практически каждая третья проба "водопроводной" воды по санитарно- химическим показателям и каждая десятая - по санитарно- бактериологическим;

• в отдельных городских водоемах содержится от 2 до 14 тысяч синтезированных химических веществ;

• только 1 процент поверхностных водоисточников отвечает требованиям первого класса, на которые рассчитаны используемые у нас традиционные технологии водоочистки.

Подбирая систему водоочистки для своего жилища, надо отдавать себе, отчет в том, что вода будет использоваться как в хозяйственно-бытовых целях, так и для питья и приготовления пищи. Задачу доведения качества воды до уровня, оптимального для каждого из ее применений, решают с помощью соответствующих систем водоочистки. Такие системы подразделяют на те, которые устанавливаются там, где вода поступает в дом, и на те, которые ставятся в точке пользования, например, на кухне. Первые делают воду "хозяйственно-бытовой": с ней нормально работает стиральная машина, можно помыть посуду, ополоснуться под душем. Вторые - готовят питьевую воду. Требования к чистоте воды в первом и втором случаях должны быть разные. Иначе либо питьевая вода расточается на хозяйственные надобности, либо для питья используется вода, не прошедшая должной очистки.

На входе в систему водоснабжения квартиры желательно поставить фильтр грубой очистки, с сеткой из нержавеющей стали или полимерными картриджами, которые могут задержать взвесь и ржавчину. Это нужно для того, чтобы продлить жизнь сантехники. Вы уменьшите внутреннюю коррозию смесителей, которые очень плохо реагируют на попадание частиц, керамика сантехники будет менее подвержена налетам ржавчины и солей жесткости.

Иногда для фильтра нет места у водопроводного стояка. Тогда можно поставить совсем небольшое устройство из латуни, называемое "грязевиком" и избавляющее от грязи и ржавчины. Однако фильтры грубой очистки не могут помочь в устранении неприятных привкусов.

По большому счету, хороший прибор должен с минимальной громоздкостью давать максимальную очистку. Желательно выбрать фильтр, работающий постоянно, чтобы избежать размножения бактерий в самом фильтре.

Рекомендуется пользоваться теми фильтрами, которые прошли тесты на соответствие государственным стандартам. Хороший фильтр не меняет естественный минеральный состав воды, которая поступает в организм человека. Цель установки домашнего фильтра состоит в том, чтобы вернуть нашей питьевой воде ее первоначальное качество.

5.1.Виды фильтрации воды

• Очистные системы насыпного типа.

• Сетчатые и дисковые фильтры механической очистки, удаляющие нерастворенные механические частицы, песок, ржавчину, взвеси и коллоиды.

• Ультрафиолетовые стерилизаторы, удаляющие микробы, бактерии и другие микроорганизмы.

• Окислительные фильтры, удаляющие железо, марганец, сероводород.

• Компактные бытовые смягчители и ионообменные фильтры, умягчающие, а также удаляющие железо, марганец, нитраты, нитриты, сульфаты, соли тяжелых металлов, органические соединения

• Адсорбционные фильтры, улучшающие органолептические показатели (вкус, цвет, запах) и удаляющие остаточный хлор, растворенные газы, органические соединения

• Комбинированные фильтры - комплексные многоступенчатые системы.

• Мембранные системы - обратноосмотические системы подготовки питьевой воды, высшая степень очистки.

Бытует мнение, что вода очень высокой степени очистки "не полезна". Кто-то считает, что в воде должно содержаться оптимальное количество микроэлементов. Другие утверждают, что человеческий организм усваивает только вещества органического происхождения, то есть из пищи животного и растительного происхождения, а вода служит растворителем и должна быть максимально чистой. Истина лежит где-то посередине. Говоря о питьевой воде, правильно, видимо, оперировать не категориями "опасно - безопасно".

Очистить воду до состояния, близкого к дистиллированной, проще и дешевле, чем обеспечить наличие в ней ряда веществ в определенной "оптимальной" концентрации. Так, за рубежом при производстве пива, воду чистят именно до такой стадии, а затем в нее добавляют строго дозированное количество веществ, делающих ее оптимальной для дальнейшего использования.

Кроме того, элементарный расчет показывает, что для того, чтобы получать из воды оптимальный набор макро- и микроэлементов, человек должен выпивать в день как минимум 30-50 литров воды. Иными словами, даже если мы и получаем из воды полезные вещества, они составляют не более 10-15% суточной дозы.

Решая для себя проблему "чистить или не чистить", люди стоят перед дилеммой: либо заведомо удалить из воды вредные составляющие, пожертвовав 10-15% полезных веществ, либо оставить в воде вместе с полезными и часть вредных примесей. Каждый делает свой выбор.

5.2.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 ультрафиолетовым облучением, обработкой ультразвуком, фильтрацией с использованием песка, активированного угля, ионообменных смол. Наиболее традиционным является использование озона в конце технологической схемы. Для эффективного обеззараживания          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 флоккулирующим 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 .

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.

5.3.Очистка питьевой воды. Флотационный метод.

Данный метод очистки питьевой воды широко используется на Западе. Он включает в себя три процесса очистки: коагуляцию, флотацию и фильтрацию с постоянной промывкой фильтров. В России производством таких систем занимается компания "КРОФТА". Преимущества новой технологии состоят в том, что эти системы сравнительно недорогие, их производительность намного выше, чем производительность фильтров старых конструкций.

Принцип работы типовой флотационной установки следующий. Очищаемая вода через коагуляционную камеру, встроенную в агрегат, поступает в верхнюю камеру, где смешивается с циркулирующей водой, насыщенной воздухом под давлением 0,7Мпа. Смешанные воды поступают в зону флотации, где загрязненные вещества флотируются мельчайшими пузырьками воздуха к поверхности воды. Флотошлам непрерывно удаляется специальным устройством, а осветленная вода поступает в зону фильтрации.

Безусловно, использование такой установки несет большие затраты, чем использование старых методов. Увеличиваются затраты на электроэнергию, на обслуживание и ремонт, но ,на мой взгляд, ее внедрение целесообразно.

6. Биологические, медицинские и социальные аспекты взаимодействия человека со средой его обитания

Любое взаимодействие человека со средой обитания потенциально опасно. Ее справедливость можно проследить на всех этапах развития системы «человек-среда обитания». Так, на ранних стадиях своего развития, когда отсутствовали технические средства, человек, испытывал значительные воздействия опасных и вредных факторов естественного происхождения (например, повышенная и пониженная температура воздуха, атмосферные осадки, грозовые разряды, контакты с дикими животными и т.п.). Сейчас к естественный прибавились много численные факторы антропогенного происхождения (например, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах и почве, ионизирующие излучения, электромагнитное поле и др.). Эта аксиома также предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания (прежде всего ТС и технологии) кроме позитивных свойств и результатов обладают способностью генерировать опасные и вредные факторы. При этом любое позитивное действие неизбежно сопровождается возникновением новой потенциальной опасности или даже группы опасностей (например, при применении электрической, атомной или лазерной энергий; автомобилей, тепловозов или самолетов).

В результате взаимодействия человека со средой обитания наблюдаются:

1) рост числа травмируемых и погибших, как на производстве, так и в быту;

 2) сокращение продолжительности жизни, особенно среди мужчин;

 3) возрастание материального ущерба, как на производства, так и в быту и (или) ПС.

Хозяйственная деятельность человека также связана с получением огромных отходов (в России и развивающихся странах из 40 кг сырья только 10 кг превращаются в полезную продукцию), которые загрязняют атмосферу, гидросферу и литосферу, что, конечно, нарушает устойчивое развитие как природных, так и искусственных экосистем. Кроме того, человек взаимодействует со средой обитания посредством той или иной машины, которая может иметь свои какие-то опасные и вредные факторы. Последние при определенных условиях могут воздействовать как на человека, так и среду его обитания. А неконтролируемый выход энергии, ошибочные и несанкционированные действия человека и различные стихийные явления в природе могут стать причиной возникновения и развития ЧС как антропогенного, так и природного характера. Эти ситуации характеризуются своими опасными и вредными факторами, которые сильно воздействуют как на человека, так и на ОНХ и ПС. Они являются первичными негативными факторами, которые, как правило, вызывают возникновение вторичных и третичных факторов на ОНХ и прилегающей местности. Последние имеют значительный энергетический уровень и более мощно действуют на человека и среду его обитания.

7. Современное состояние водоснабжения городов и поселков городского типа.

        Источником хозяйственно - питьевого водоснабжения городов и поселков городского типа являются преимущественно воды подземных источников. Водопотребление на одного городского жителя составляет 140 - 430 кубических литров в сутки на человека. В большинстве населенных пунктов сложился дефицит воды в пределах 20 - 30 процентов от потребляемого объема. Наиболее остро стоит проблема водоснабжения города Адыгейска, рабочих поселков Тлюстенхабль и Каменномостский.

        Система водоснабжения городов и поселков городского типа включает в себя 833,7 километра водопроводных сетей, 35 артезианских водозаборных сооружений общей мощностью 42,6 тысячи кубических метров в сутки и Майкопский групповой водопровод общей протяженностью 100 километров, обеспечивающий питьевой водой республиканский центр и ряд населенных пунктов Майкопского района. Система водоснабжения в городах и поселках городского типа функционирует с 1962 - 1968 годов и характеризуется высокой степенью износа, которая достигает 80 процентов. Майкопский групповой водопровод функционирует с 1982 года. Водозаборные сооружения Майкопского группового водопровода расположены высоко в горах, что обеспечивает самотечную подачу воды по магистральному водоводу. Трасса водовода проходит по труднодоступной горной местности. С момента начала эксплуатации на магистрали выявлены наиболее уязвимые места:

1. оползневые явления на гасителе головных сооружений;

2. оползневые участки на пикетах 12, 165, 173, 473;

3. капотажное сооружение на водозаборе В-2;

4. разрушение подруслового водозабора на реке Цица;

5. переход через реку Белую в поселок Тульский и в городе Майкопе;

6. трещины в существующем водозаборном резервуаре на площадке N 4 ЗиРЕ (запасные и регулирующие емкости);

7. повышение мутности источников в период паводков выше допустимых норм;

8. имеющиеся запасные емкости не обеспечивают необходимый резервный запас питьевой воды.

Увеличился сброс в реки загрязненных вод. Сброс сточных и коллекторно-дренажных вод в природные поверхностные водные объекты в Республике Адыгея в 2003 г, млн. м3      

        Используемые подземные воды по составу преимущественно гидрокарбонатно-натриево-калиевые, гидрокарбонатно-кальцевые, с минерализацией 0.2-0.6 г/л. в них отмечается низкое содержание фтора. Водоснабжение Гиагинского, Красногвардейского, Шовгеновского, Кошехабльского, большей части Майкопского и Теучежского районов осуществляется за счет эксплуатации единичных водозаборов, работающих на неутвержденных запасах.

Использование пресных подземных вод в резерве районов за 2003 год, млн. м3

Рис. 1.

Динамика сброса недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные водные объекты за 1988-2006 годы

Заключение

Вода - это великая ценность для человечества, и в век информационных технологий, развитой промышленности и постоянного роста численности населения не пора ли задуматься о том, что все природные блага мы не получаем в наследство от своих предков, а берем взаймы у своих потомков. И от качества той питьевой воды, которая течет из-под крана, напрямую зависит наше  здоровье  и здоровье наших детей.

        Питьевая вода должна быть безвредна для человека, иметь хорошие органолептические свойства, которые характеризуются интенсивностью допустимого изменения запаха, вкуса и цвета. Концентрация химических веществ, попадающих в источники со стоками, не должна превышать допустимых норм, установленных Министерством здравоохранения РФ для источников централизованного водоснабжения.

Вода - важнейшая составляющая среды нашего обитания. После воздуха, вода - второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни.

Продуманное отношение к расходованию ресурсов позволяет существенно снизить их потребление:

В ванной комнате:

1. Не оставляйте кран постоянно включенным при чистке зубов. Старайтесь включать его в начале и конце процедуры.

2. Выключайте кран во время бритья.

3. Сократите время пребывания в душе до 5-7 минут.

4. Во время приема душа не обязательно оставлять поток воды постоянным. Пользуйтесь водой в моменты ополаскивания и смывания пены.

5. Заполняйте ванну на 50-60 %.

На кухне:

1. При ручной мойке посуды заполняйте одну из раковин (либо иную емкость) водой, смешанной с моющим средством. Затем ополаскивайте обработанную моющим средством посуду в другой раковине под небольшим напором теплой воды.

2. Мойте овощи и фрукты в наполненной водой раковине при выключенном кране.

3. Не пользуйтесь водой для размораживания мясных продуктов. Вы можете

разморозить их, оставив на ночь в холодильнике.

В школе:

1. Не оставляйте кран постоянно включенным. Включать только во время приема воды.

2. В школьных  столовых следовать тем же правилам, что  и на кухне дома.

На предприятиях:

1.Общее стимулирование сокращения забора свежей воды и сброса загрязненных сточных вод в водоемы.

2.Внедрение высокоэффективных технологий и оборудования, способствующих экономии воды и повышению степени очистки стоков; без существенного снижения рентабельности основной деятельности.

3.Развитие системы договорных платежей за водопользование, уточнения базовых тарифов (ставок) с дифференциацией по отраслям (видам деятельности), бассейнам морей (рек, озер) и регионам, стабильности этих тарифов;

Список литературы

1. Авакян А.Б., Санин М.В. и Эльпинер Л.И. Опреснение воды в природе и народном хозяйстве. М., 1987;

2. Гигиеническая оценка вредных веществ в воде, под ред. Г.Н. Красовского, М., 1987;

3. Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. С.Н. Черкинского, М., 1975;

4. Руководство по контролю качества питьевой воды, пер. с англ., М., ВОЗ, 1986;

5. Технические записки по проблемам воды, пер. с англ., под ред. Т.А. Карюхиной и И.Н. Чурбановой, М., 1983;

6. Шевелев Ф.А. и Орлов Г.А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран, М., 1987.

7. Арустамова Э. А. Экологические основы природопользования: Учебник / Под ред. Э. А. Арустамова. -- 3-е изд. перераб. и доп. -- М.: ИТК "Дашков и К°", 2003.

8. Снакин В. В. Экология и охрана природы: Словарь-справочник. - М.: Академия, 2000.

9. Седов С. П. Основы экологической безопасности: Учебно-методическое пособие. - М., 1993.

10. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. - Воронеж: ВГУ, 1997.

11. Государственный доклад об охране окружающей природной среды и охраны природы в Республике Адыгея за 2003 – 2008 года

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Питьевая вода: источники, физико-химическая характеристика питьевой воды

3. Проблемы, связанные с питьевой водой

4. Загрязнение воды.

     4.1.Промышленные стоки

     4.2.Коммунальные отходы

     4.3.Промышленные отходы

5. Способы очистки и фильтрации водопроводной воды.

     5.1. Виды фильтрации воды

     5.2. Традиционные способы очистки питьевой воды

            Озонирование

     5.3.Очистка питьевой воды. Флотационный метод.

6. Биологические, медицинские и социальные аспекты взаимодействия человека со средой его обитания

   МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА  ИМ. А.И.ХУАДЕ»
АУЛА ГАТЛУКАЙ Г.АДЫГЕЙСКА

        Выполнил:

        Сет Заур,

                                                                                          ученик 9б    класса

                                                                                          Учитель:

        Хеж Сусанна Азиковна

        2010 год