--PAGE_BREAK--
1.2 Программа по улучшению качества питьевой воды и очистке ее от примесей «Чистая вода». Методы очистки воды в г. Усть-Каменогорске.
Для улучшения качества питьевой воды правительством была разработана программа «Чистая вода». [10]
Как было запланировано изначально, программа «Чистая вода» должна была решаться совместными усилиями фирм «Штокхаузен» и «Альдос» (Германия), «Штокхаузен – Евразия», «Москва – Штокхаузен – Пермь» (Россия), Казахстанско – Германско-Российского Экоцентра, института «Чистой воды» и новых технологий ВКГУ, ВКО акимата, ВКО управление и фонда охраны окружающей среды, предприятия УК «Водоканал», а также из республиканского бюджета. В программу были включены экологические проекты, направленные на улучшение состояния питьевой воды в регионе, требующие значительных затрат на их реализацию – свыше 4 млрд. тенге. Ежегодно требовалось 1,5 млрд. тенге, однако финансирование осуществлялось лишь на 30%, да и то за счет вышеперечисленных предприятий, а из республиканского бюджета денег не выделялось.
Основным источником финансирования мероприятий природоохранных программ по областному бюджету является ВК областной фонд охраны окружающей среды, доходы которого складываются из 50% сбора платежей, взысканных сумм, штрафов и ущербов за загрязнение окружающей среды и составляют в последние два года около 200 млн. тенге/год. Анализ исполнения сметы расходов фонда за 2007 год показывает следующие распределение по статьям (%): выполнение природоохранных экологических программ – 34, программы «Чистая вода» — 22, ведение экологического мониторинга – 4, организация экологического просвещения – 1, прочие расходы – 39. За счет средств фонда в 2000-2001 гг выполнены мероприятия программы «Чистая вода» по городам и районам области на общую сумму 73 млн. тенге.
По охране водных ресурсов в г. Усть-Каменогорске затраты составили 9,2 млн. тенге, хотя всего было выделено 94 млн. тенге. Объем сброса в бассейн реки Иртыш предприятием «Водоканал» составляет 2200-2600 т/год, а по БПК – 800-1000 т/год. Из этих данных видно, что «Водоканал» является одним из основных источников загрязнения воды из-за недостаточной мощности очистительных сооружений и следовательно, возникает острейшая проблема повышения степени очистки городских (смешанных) сточных вод, которые затем сбрасываются в природные воды. Несмотря на то, что на предприятии ведется внедрение новейших технологий с современным оборудованием по очистке сточных вод, качество нашей питьевой воды оставляет желать лучшего. А все потому, что новейшее оборудование применяется лишь на стадии первичного и вторичного отстаивания воды, что не дает существенного результата из-за сильнейшей загрязненности исходной воды, а для воды улучшенного качества необходимо минимум три стадии очистки воды с использованием новейших технологий. Для улучшения качества питьевой воды необходимы установки и оборудование, разработанные с учетом экологических особенностей нашего региона. К тому же, при обеззараживании воды, для предотвращения различных заболеваний, производится дезинфекция воды различными реагентами, содержащими активный хлор. С целью перестраховки в воду часто подают гораздо большую дозу хлора, чем положено. Однако переизбыток хлора еще более вреден для здоровья, чем недостаток.
Также 24.11.2008- в Казахстане успешно стартовала программа «Питьевая вода» см. приложение Б
1.3 Альтернативные методы очистки воды.
В связи свыше перечисленными факторами особенно актуальны вопросы поиска новых источников водоснабжения, например таких, как атмосферная влага.
Она состоит, главным образом, из водяного пара и его конденсата (капелек воды и кристалликов льда) объемом в 12,9 тысячи кубокилометров. Это в 6 раз больше объема воды во всех реках мира.
Условные запасы атмосферной влаги в Казахстане, по расчетам специалистов, составляют 69 км3., что почти в 2 раза превышает расчетные запасы подземных вод.
Интерес к этой идее возрастает, если принять к сведению объективные обстоятельства:
Дефицит традиционных водоисточников и неравномерность их распределения по территории области:
- Возрастающая загрязненность естественных водоемов
- Неудовлетворительное техническое состояние систем водоснабжения из-за высокой степени износа (70%):
- Экономическая нецелесообразность восстановления прежней системы, основанной на протяженных магистральных грунтовых водоводах
- Ориентация на экономичные локальные водопроводные сети и местные источники.
- Проблемы обеспечения отдаленных и мелких водопотребителей
- Наличие интереса к данному способу получения воды со стороны зарубежных ученых и специалистов
- Относительная простота технической реализации идеи, малая материально- энергоемкость процессов, высокая экологичность.
Наряду с этим, необходимо отметить и некоторые проблемы, а именно: относительно невысокая концентрация водяного пара и его конденсата в атмосфере, тесная корреляция между объемом воды и ее физическим состоянием, наличие других водоисточников с конкурирующими характеристиками (необходим сравнительный технико-экономический анализ), а также отсутствие публикаций на эту тему в казахстанском информационном пространстве.
В основе извлечения воды из атмосферы лежат простые физические процессы. Например, использование разности температур воздуха в дневное и ночное время, над поверхностью земли и в ее толще (до глубины 6м.), а также применение процессов адсорбции –десорбции с помощью специально подобранных материалов, охлаждение водосодержащей среды ниже температуры росы с последующим нагревом естественным способом, либо с помощью подвода энергии и организации сбора воды и т.д. [11]
Применяемые при этом технические устройства достаточно разнообразны по конструкции, степени автоматизации и адаптации к условиям среды.
Значительные объемы патентной информации вселяют надежду, что эта тема получит продолжение в дальнейшем.
Другим альтернативным методом очистки воды является применение обратноосмотических установок. Нанофильтрация и обратный осмос – передовые технологии очистки воды, основанные на избирательном проникновении молекул и гидратированных ионов через поры полупроницаемых мембран. Размер пор определяет степень очистки (селективность) от растворенных в воде примесей. Степень задержания солей может достигать 99,6%. Обратный осмос по качеству получаемой воды может быть сравнен с технологиями ионного обмена, электродиализа, дистилляции. По степени промышленного освоения с обратноосмотическими установками могут конкурировать только установки ионного обмена. Сегодня в мире происходит постепенное вытеснение ионообменных установок более совершенными установками, использующими технологию обратного осмоса.
Преимущества обратного осмоса по сравнению с ионным обменом и дистилляцией:
— снижение расхода реагентов и вредных выбросов в окружающую среду;
— снижение эксплуатационных затрат;
— уменьшение производственных площадей.
Очистка воды методом обратного осмоса происходит на молекулярном уровне и требует повышенного качества исходной воды. Для предупреждения повреждения мембран в некоторых случаях требуется установка надежной системы предварительной очистки исходной воды.
Область применения обратноосмотических установок:
— опреснение морской воды,
— очистка сточных вод,
— пищевая и ликероводочная промышленность,
— химическая, металлургическая, фармацевтическая, электронная промышленность.
Типовая гидравлическая схема обратноосмотической установки.
См. приложение В
2. ИСЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ УСТЬ-КАМЕНОГОРСКА.
Для того, чтобы узнать, какая вода течет из кранов устькаменогорцев, мы провели следующие опыты: [8,9]
Опыт №1 Содержание взвешенных частиц.
Этот показатель качества воды определяем фильтрованием определенного объема воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.
Для анализа берем 50 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.
Содержание взвешенных веществ в мг/литр в испытуемой воде определяют по формуле
(m1-m2)*1000/V, где m2- масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m1– масса бумажного фильтра до опыта, г; V– объем воды для анализа, л; ПДК=10 мг/л.
Для анализа мы взяли воду с водозаборов ульбинского, октябрьского районов, КШТ. Взвешиваем фильтры:
КШТ m1 =0.54мг
Ульбинский район m1=0.51мг
Октябрьский район m1=0.50мг, затем пропустили через фильтр воду, высушили их и получили следующие результаты:
КШТ m2=0.50 мг
Ульбинский район m2= 0.50мг
Октябрьский район m2=0,49мг
ВЫВОД: содержание взвешенных частиц Ульбинского района, КШТ, Октябрьского района – соответствуют норме. Превышение допустимой концентрации влияет на сердечно-сосудистую систему и опорно-двигательную систему.
Опыт №2 Цвет (окраска)
При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см, для водоемов культурно-бытового назначения 10см.
Диагностика цвета — один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужны:
1)стеклянный сосуд
2)лист белой бумаги
В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.
Для анализа мы взяли воду с водозаборов Ульбинского района, Октябрьского района и КШТ
Результаты:
КШТ – желтоватый цвет
Ульбинский район – обычный прозрачный
Октябрьский район – зеленовато-серый
ВЫВОД: незначительное изменение окраски не оказывает существенного влияния на организм человека, если это не вызвано наличием в воде растворенных частиц органических соединений.
Опыт № 3 Прозрачность
Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмом, содержания химических соединений.
Для определения прозрачности воды используют прозрачный цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линии букв – 0,5мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слои воды не будет виден этот шрифт, измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.
Результат: Ульбинский район – 6см, Октябрьский район -5,6см, КШТ -4см,
ВЫВОД: прозрачность воды КШТ указывает на низкое качество питьевой воды. Прозрачность воды с водозаборов Октябрьского района и Ульбинского района соответствует нормативам качества.
Опыт № 4 Запах
Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после её хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60 С. Характер, и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике (табл.2,3).
Таблица №2
Характер и род запаха воды естественного происхождения
Ароматический
Огуречный, цветочный
Болотный
Илистый, тинистый
Гнилостный
Фекальный, сточной воды
Древесный
Мокрой щепы, древесной коры
Землистый
Прелый, свежевспаханной земли, глинистый
Плесневый
Затхлый, застойный
Рыбный
Рыбы, рыбьего жира
Сероводородный
Тухлых яиц
Травянистый
Скошенной травы, сена
Неопределенный
Не подходящий под предыдущие определения
Таблица №3
Интенсивность запаха воды.
Балл
Интенсивность запаха
Качественная характеристика
-
Отсутствие ощутимого запаха
1
Очень слабая
Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем
2
Слабая
Запах, не привлекающей внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание
3
Заметная
Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относится к воде с неодобрением
4
Отчетливая
Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья
5
Очень сильная
Запах, настолько сильный, что вода становится непригодной для питья
Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.
Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60 С по 5- балльной системе согласно таблице.
Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.
ВЫВОД: Вода Октябрьского р-на имеет слабый, едва ощутимый неприятный запах, вода Ульбинского р-на не имеет ощутимого запаха, вода КШТ имеет слабый, неопределенный запах.
Определение качества воды методами химического анализа.
Опыт № 5 Водородный показатель (рН)
Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Значение рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 — 8,5.
Оценивать значение рН можно разными способами.
1. Приближенное значение рН определяется следующим образом.
В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют рН:
· Розово – оранжевая – рН около 5
· Светло – желтая – 6
· Зеленовато – голубая – 8
2. Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнить её окраску со шкалой.
3.Наиболее точно значение рН можно определить на рН – метре или шкале набора Алямовского.
По результатам нашего исследования:
Октябрьский район – рН около 6 — кислая
Ульбинский район – рН около 5- кислая
КШТ рН- около 5- кислая
ВЫВОД: Повышенная кислотность в воде Ульбинского, Октябрьского районов и КШТ свидетельствует о плохом качестве исследуемой воды. Такая вода отрицательно влияет на организм человека, и может вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.
Опыт № 6 Определение хлоридов и сульфатов
Концентрация хлоридов в водоемах – источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.
Много хлоридов попадает в водоемы со сбросами хозяйственно- бытовых и промышленных сточных вод. Этот показатель весьма важен при оценке санитарного состояния водоема. Таблица №4
Осадок или помутнение
Концентрация хлоридов, мг/л
Опалесценция или слабая муть
1-10
Сильная муть
10-50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу
50-100
Белый объемистый осадок
Более 100
Качественное определение хлоридовс приближенной количественной оценкой проводят следующим образом. В пробирку отбирают 5мл исследуемой воды и добавляют 3 капли 10 %-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению (см таблицу).
Определение содержания хлоридов
Содержание хлоридов (х) в мг/л вычисляют по формуле
Х=(1,773*V*1000)/100
Где, 1,773 – масса хлорид ионов (мг), эквивалентная 1 мл точно 0,05 н. раствора нитрата серебра; V-объем раствора нитрата серебра, затраченного на титрование, мл.
Для расчета по опыту мы взяли 8мг/л (нитрат серебра)
Х=(1,773*8*1000)/100=141,84мг/л
Вывод: в воде КШТ –сильная муть, около 10-50 мг/л хлоридов; Ульбинский и Октябрьский районы – слабая муть, около 1-10мг/л;
Качественное определение сульфатовс приближенной количественной оценкой проводят так:
В пробирку вносят 10мл исследуемой воды, 0.5 мл соляной кислоты (1:5) и 2мл 5%-ного раствора хлорида бария, перемешивают. По характеру выпавшего осадка определяют ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат ионов менее 5мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут – 5-10мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу, после добавления хлорида бария, -10-100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат –ионов (более 100мг/л).
КШТ – ярко выраженная муть, 10-100мг/л; Ульбинский р-н – слабая муть, 5-10мг/л; Октябрьский район – слабая муть, образующаяся сразу после добавления хлорида бария,10-100мг/л;
ВЫВОД: Значительное превышение ПДК обнаружено в исследуемой воде Октябрьского района и КШТ, что может стать причиной некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.
продолжение
--PAGE_BREAK--