Глава 3 Современные способы получения и очистки питьевой воды.

Проблема чистой воды стала одной из важнейших в наше время, и остаётся такой в XXI веке. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, почти 80% всех заболеваний вызваны именно некачественной питьевой водой. Потребление воды, содержащей примеси тяжёлых металлов (свинец, кадмий, ртуть и многие другие), вызывает поражение сердечнососудистой системы, кожные и онкозаболевания, а также врождённые аномалии. Холера, брюшной тиф, дизентерия и другие инфекционные болезни распространяются также с загрязнённой водой.

Как правило, получившаяся в результате очистки вода соответствует требованиям СанПиНа. Но надо учитывать то, что на многих водоочистных станциях технологии очистки воды за последние 20-40 лет не претерпели никаких существенных изменений и не рассчитаны на современные загрязнители. Поэтому, открывая на кухне кран за десятки и сотни километров от станции водоочистки, мы получаем продукт совсем иного качества. Почему это происходит?
Во-первых. В обязательном порядке проводится обеззараживание воды и окисление органики, в основном, с помощью хлора. Крупные города, как правило, питает вода из поверхностных источников (артезианскую в больших количествах получить труднее), и обеззараживать её при современном состоянии экологии нужно обязательно. Не страдают большой стерильностью наши старые и дырявые водопроводы. Вступая в реакцию с органикой, хлор образует опасные и очень токсичные хлорорганические вещества.
Во-вторых. При хлорировании тяжелые металлы, находящиеся в ионной форме, переходят в устойчивые хлоркомплексы и не поддаются стандартной фильтрации. Это характерно для железа, марганца, свинца, кадмия, цинка и др. В результате все это благополучно попадает в водопроводную сеть.
В-третьих. В водопроводе частично остаются коагулянты (специальные реагенты, используемые для фильтрации) например сернокислый алюминий и др.
В-четвертых. В поступающей из крана воде довольно много взвесей, в основном песка и ржавчины, что связано с большой протяженностью водопроводных систем и их плачевном состоянием. Многие водопроводы проложены давно. Со временем их состояние лучше не становится. И чем хуже их состояние, тем больше вероятность того, что внутрь труб могут попадать токсичные загрязнения антропогенного характера, высокомолекулярные органические вещества, гербициды, пестициды, нитраты, ионы тяжелых металлов и т. п. Проникнуть в водопровод они могут при первом же, очередном или внеочередном ремонте. В этот период вода, вытекавшая из водопровода через дыры и под давлением насыщавшая окружающее пространство, начинает просачиваться обратно, неся с собой все, что в ней растворилось!

Уже сегодня можно сделать предположение, что 21 век будет, в значительной степени, посвящен созданию экологически безопасных и, самое главное, малозатратных, экономически и технологически обоснованных процессов водоподготовки.
По мнению академика Н.А. Платэ, одним из первых, среди таких технологических процессов, следует отнести мембранные методы разделения жидких и газообразных сред. Глобальный характер воздействия и влияния мембранной технологии на реализацию других российских и мировых научно-технологических приоритетов, в последнее время, получил свое дальнейшее подтверждение. Критическая технология федерального уровня «Мембраны» вошла в 17 приоритетных для российской науки направлений, в которых российские учение опережают мировой уровень.

Более 20 лет назад на предприятиях Минатома России ученые научились изготавливать новый тип микрофильтрационного материала, который, с точки зрения науки о фильтрации, является идеальным для очистки жидкостей и газов от микропримесей (пыли, взвеси, бактерий и т.д.). Пионерские исследования проводились в Объединенном институте ядерных исследований (г. Дубна) под руководством академика Г.Н.Флёрова – не только руководителя открытия новых сверхтяжелых элементов Периодической системы Менделеева, но и активного энтузиаста внедрения ядерно-физических методов в различные области науки и техники.
Главные отличительные свойства:
1. У трековых мембран все поры являются «калиброванными». Ни один другой материал для микрофильтрации не обладает таким свойством. По существу для трековых мембран характерен ситовый механизм задержания микрочастиц. Именно поэтому трековые мембраны используются в качестве эталонного теста при определении селективности других типов фильтров.
2. Трековые мембраны характеризуются исключительно малой дисперсией пор по размерам (5 - 10 %), высокой селективностью и производительностью, имеют низкую адсорбционную способность по отношению к вирусам, клеткам, биополимерам. Они практически не содержат компонент, способных мигрировать в фильтрат
3. Главные отличительные свойства структуры трековых мембран - малая толщина и высокая однородность пор по размерам. Подобная структура определяет основные преимущества трековых мембран - низкое сопротивление течению фильтруемой среды, высокую селективность фильтрации, низкую адсорбцию растворенных веществ, удерживание отделяемых частиц на поверхности мембраны и легкость регенерации, прозрачность и малый собственный вес, высокую прочность и эластичность.
Использование трековых мембран для очистки воды является одним из наиболее перспективных направлений обеспечения экологической безопасности населения. Если вы, например, используете трековую мембрану с диаметром пор 0,2-0,4 микрона, то мы можем быть абсолютно уверены, что ни одна бактерия или микрочастица, превышающая этот размер, не проскочит через фильтр.

Решать проблемы очистки питьевой воды, безусловно, необходимо. Однако перед человечеством вскоре могут возникнуть гораздо более серьезные задачи.

По мнению экспертов ООН, к 2025 году около трёх миллиардов человек будут страдать от нехватки воды. Уже сейчас она ощущается в 29 странах мира, главным образом африканских и ближневосточных. Считается, что минимально необходимый объём пресной воды – тысяча кубометров в год на человека. Но более 97% воды, имеющейся на планете, - это солёная морская вода.

           Поэтому в 120 странах мира работает более 13 тысяч опреснительных установок. В основном (на 90%) они используют морскую воду, на 10% - солоноватые подземные воды. Ежедневно эти установки производят 55 миллионов кубометров пресной воды, утоляя жажду 1,5% населения мира. Воду опресняют либо путём дистилляции (её испаряют, соли в пар не переходят, а пар конденсируется в чистую воду, в которую даже приходится добавлять немного солей, так как дистиллированная вода не полезна для человека), либо методом обратного осмоса. Он состоит в продавливании солёной воды через специальные мембраны с нанометровыми порами, через которые мелкие молекулы воды свободно проходят, а более крупные ионы солей остаются по эту сторону мембраны. Получение пресной воды методом обратного осмоса обходится примерно вдвое дешевле, чем дистилляция, так как затраты энергии ниже. Но всё равно расходы на обессоливание оказываются раза в два-три выше, чем на обычную водоподготовку пресной воды из рек и озёр для подачи в водопроводы.

Самый крупный завод по опреснению воды методом обратного осмоса работает с 2005 года в Ашкелоне (Израиль), он ежедневно даёт 320 тысяч кубометров питьевой воды. С 2007 года в Перте (Австралия) действует самая крупная опреснительная установка Южного полушария, дающая 140 тысяч кубометров ежесуточно и удовлетворяющая 17% нужд города в воде. Она интересна тем, что работает на энергии ветра.

Заключение.

Россия обладает почти четвертью всех запасов питьевой воды на планете. В очень недалеком будущем возможно, что чистая питьевая вода станет предметом экспорта наравне с нефтью и газом. Проблема употребления чистой воды также остро стоит перед правительством России, поскольку качество питьевой воды, подаваемой населению, постоянно снижается. 27 декабря 2002 года был принят Федеральный закон «О техническом регулировании» (№ 184), которым планировалось регулировать и качество питьевой воды. Для этого к июлю 2010 года необходимо принять и ввести в действие соответствующие технические регламенты. По мнению А.В.Гнипова, директора НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды, в последнем проекте по новым регламентам должны контролироваться 88 показателей качества питьевой воды, но они не охватывают всего перечня существующих загрязнений, для которых установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). Нечеткость закона может создать впечатление, что не вошедшие в список вещества разрешается не контролировать. Действующие в настоящее время документы позволяют варьировать применяемые методики контроля качества воды, в зависимости от места расположения водопровода и источника питьевой воды. Пока существовали эти документы, в них постоянно вносились изменения, что было возможно сделать в достаточно короткие сроки. Технический регламент, которым планируется заменить действующие СанПиНы, является федеральным законом и внести в него изменения будет делом сложным и длительным.

По официальным данным Минздрава, в России не отвечает санитарным нормам по химическому составу каждая шестая пробы водопроводной воды, по микробиологическому – каждая двенадцатая. Прежде чем вводить в действие систему новых документов, которая на стадии разработки вызывает большое количество вопросов, стоит задуматься над рациональностью применения этой системы для контроля качества водоснабжения населения.

 

 

Приложение 2

Министерство образования Московской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования Московской области

 «Краснозаводский химико-механический колледж»

 

                                                            «УТВЕРЖДАЮ»

                                                               Директор колледжа

                                                                               ___________Е. С. Воробьева

                    

 

 

Методическая разработка

Конкурса знатоков

 «Край ты мой березовый»

 

 

                                                                                                   Разработал

                                                                        Преподаватель спец. дисциплин 

                                                                        ______________О.А. Солдатова    

 

2013 г.   

                                                              

Конкурс знатоков

 «Край ты мой березовый»

 

ЦЕЛИ ИГРЫ

1. Повторение и закрепление полученных знаний в процессе игровой деятельности.

2. Выработка умений чётко, ясно и конкретно излагать свою точку зрения, отвечать на вопросы.

3. Развитие экологического сознания и мышления у обучающихся.

4. Воспитание любви к «малой Родине».

5. Приобщение обучающихся к самостоятельной работе с дополнительной литературой о природе, природных явлениях и особенностях природы родного края.

 

ХОД КОНКУРСА

Знаете ли вы эти памятники природы, мы сейчас выявим в нашем конкурсе знатоков.

Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

Березовый край — это одно из любимых мест отдыха многих людей, любящих голубизну неба, зелень трав, пение птиц и шум ветра, шелест листьев.