Гигиена воды

Минеральные соли (макро - и микроэлементы) принимают  участие в минеральном обмене и жизнедеятельности организма, влияют на рост и развитие тела, кроветворение, размножение, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов. В организме человека содержатся йод, фтор, медь, цинк, бром, марганец, алюминий, хром, никель, кобальт, свинец и др.

Из заболеваний, связанных с неблагоприятным  химическим составом воды, прежде всего выделяют эндемический зоб. Данное заболевание широко распространенно на территории Российской Федерации. Причинами заболевания являются абсолютная недостаточность йода во внешней среде, социально-гигиенические условия жизни населения. Суточная потребность в йоде составляет 120-125 мкг.

В местностях, для  которых не характерно данное заболевание, поступление йода в организм происходит из растительной пищи (70 мкг), из животной пищи (40 мкг), из воздуха (5 мкг) и из воды (5 мкг). Йоду в питьевой воде принадлежит  роль индикатора общего уровня содержание этого элемента во внешней среде. Зоб распространен в сельских районах, где население питается продуктами местного происхождения, и  в почве мало йода.

Питьевая вода - основной источник поступления фтора  в организм, чем и определяется решающее значение фтора питьевой воды в развитии эндемического флюороза.

Эндемический  флюороз - заболевание, появляющееся у  коренного населения определенных районов России, Украины и других стран, ранним симптомом, которого является поражение зубов в виде пятнистости  эмали. Общепринято, что пятнистость  не является следствием местного действия фтора. Фтор, попадая в кровь, оказывает  общетоксическое действие, в первую очередь взывает деструкцию дентина.

Суточный пищевой  рацион допускает 0,8 мг фтора, а содержание фтора в питьевой воде нередко  составляет 2-3 мг/л. Имеется четкая связь  между тяжестью поражения земли  и количеством фтора в питьевой воде. Определенное значение для развития флюороза имеет перенесенная инфекция, недостаточное содержание в рационе  молока и овощей. Заболевание определяется и социально - культурными условиями  жизни населения. Профилактическими  мероприятиями в отношении действия фтора можно считать:

употребление  воды с большим содержанием минеральных  солей;

употребление  пищи и жидкости с повышенным содержанием  кальция (овощи и молочные продукты), так как кальций связывает  фтор и переводит его в нерастворимый  комплекс;

защитную роль витаминов;

УФО;

дефторирование воды.

Флюороз - общее  заболевание всего организма, хотя отчетливее всего оно проявляется  в поражении зубов.

При флюорозе отмечается:

нарушение фосфорно-кальциевого  обмена;

нарушение действия внутриклеточных энзимов (фосфотаз);

нарушение иммунобиологической  активности организма.

Стадии флюороза:

I стадия - появление  меловидных пятен;

II стадия - появление  пигментных пятен;

III и IV стадии - появление дефектов и эрозий  эмали (деструкция дентина).

Содержание фтора  нормируется стандартом, так как  вредна вода и с малым - 0,5-0,7 мг/л - содержанием фтора, так как развивается  кариес зубов. Нормирование проводят по климатическим районам, в зависимости  от уровня водопотребления. В первом и втором районе - 1,5 мг/л, в третьем - 1,2 мг/л, в четвертом - 0,7 мг/л. Кариесом пораженно 80-90% всего населения. Это  потенциальный источник инфекции и  интоксикации. Кариес проводит к нарушению  пищеварения и хроническим заболеваниям желудка, сердца и суставов. Убедительным доказательством антикариесного действия фтора является практика фторирования воды.

Ртуть вызывает болезнь Минамата (выраженное эмбриотоксическое действие).

Кадмий вызывает болезнь Итай-Итай (нарушение обмена липидов).

Мышьяк обладает выраженной способностью к кумуляции  в организме, его хроническое  действие связанно с воздействием на периферическую нервную систему  и развитием полиневритов.

Бор обладает выраженным гонадотоксическим действием. Нарушает сексуальную активность у мужчин и овариально-менструальный цикл у женщин. Бором богаты подземные воды Западной Сибири.

Ряд синтетических  материалов, используемых в водоснабжении, способен вызывать возникновение интоксикации. Это, прежде всего синтетические  трубы, полиэтилен, фенолформальдегиды, коагулянты и флокулянты, смолы и мембраны, используемые в опреснении. Опасны для здоровья попадающие в воду ядохимикаты, канцерогенные вещества, нитрозамины.

СПАВ (синтетические  поверхностно-активные вещества) стабильны  в воде и слаботоксичны, но обладают аллергенным действием, а также способствует лучшему усвоению канцерогенных веществ и ядохимикатов.

При употреблении воды, содержащей повышенные концентрации нитратов, дети грудного возраста заболевают водно-нитратной метгемаглобинемией. Легкая форма заболевания может быть и у взрослых. Это заболевание характеризуется расстройством пищеварения, уменьшением кислотности желудочного сока. В связи с этим в верхних отделах кишечника нитраты восстанавливаются до нитритов. Нитраты поступают в питьевую воду из-за широкой химизации сельского хозяйства, использование азотистых удобрений. У детей рН желудочного сока равен 3, что способствует восстановлению нитратов в нитриты и образованию метгемоглобина. К тому же у детей отсутствуют ферменты, восстанавливающие метгемоглобин в гемоглобин.

Солевой состав - фактор постоянно и длительно  воздействующий на здоровье населения. Это фактор малой интенсивности. Отмечено влияние хлоридных, хлоридно-сульфатных и гидрокарбонатных типов вод  на:

водно-солевой  обмен;

пуриновый обмен;

снижение секреторной  и увеличение моторной деятельности органов пищеварения;

мочевыделение;

кроветворение;

сердечно-сосудистые заболевания (гипертоническая болезнь атеросклероз).

Повышенный солевой  состав воды сказывается в проявлении неудовлетворительных органолептических  свойств, что приводит к снижению "водного аппетита" и ограничению  ее потребления.

Влияние воды с  низкой минерализацией (опресненной, дистиллированной воды) вызывает:

нарушение вводно-солевого обмена (снижение обмена хлора в  тканях);

изменение функционального  состояния гипофизарно-адреналовой  системы, напряжение защитно-приспособительных  реакций;

отставание прироста и привеса тела.

Минимальный допустимый уровень общей минерализации  опресненной воды должен быть не менее 100 мг/л.

4. Классификация  очистки воды. Активированный уголь

Одним из наиболее перспективных абсорбентов, используемых для удаления из воды примесей и  загрязнений, обусловливающих ухудшение  органолептических показателей, является активированный уголь. Применение его  обеспечивает возможность устранения почти всех привкусов и запахов  воды, значительное улучшение технологических  показателей обработки воды другими  реагентами и, наконец, интенсификацию обеззараживания в результате сорбции  простейших, бактерий и других микроорганизмов. При помощи активированных углей  помимо веществ, ухудшающих вкус и запах  воды, удаляются некоторые гербициды  и инсектициды и т.д.

Обработка воды активным углем из-за универсальности  действия является одним из наиболее перспективных методов дезодорации  и обесцвечивания воды.

4.1 Антрацит

Фильтрующий материал антрацит изготавливается из высококачественных, высокопрочных, низкозольных, низкосеросодержащих сортов угля марки "антрацит". Размер зерен антрацита (фракция) зависит от технологии фильтрования воды на предприятии. Возможно изготовление как стандартных (0,5-2,0 мм, 0,8-1,8 мм, 0,8-2,0 мм, 1,5-3,0 мм и т.д.) так и любых других фракций на заказ.

Антрацит применяют  для загрузки:

скорых осветлительных фильтров для механической очистки воды от взвешенных частиц в системах подготовки, питающей воды для котлов, многоступенчатом цикле подготовки питьевой воды из поверхностных и подземных источников;

натрий-катионитовых (анионитовых) фильтров в качестве подстилающего слоя для предупреждения выноса более дорогостоящего материала (катионита или анионита) в дренажную систему фильтра;

фильтров для  очистки сточных вод предприятий  пищевой промышленности от взвешенных частиц на 97%, органических загрязнений  на 54%, масел на 99%.

Обладает высокой  механической прочностью, химической стойкостью:

зольность до 7,0%;

сера до 1,0%;

измельчаемость до 2,5%;

истираемость до 0,5%.

4.2 Соль поваренная  таблетированная

Соль поваренная таблетированная используется в системах смягчения воды для восстановления рабочих характеристик ионообменных смол. Необходимый солевой раствор автоматически приготовляется в отдельной емкости, где концентрированная соль в виде таблеток постепенно растворяется.

Основные требования к таблетированной соли:

чистота;

таблетки в  процессе растворения не должны распадаться  на части или рассыпаться в  порошок. Во время растворения таблетка должна постепенно уменьшаться в  размерах до полного растворения  или до того момента, когда раствор  достигает 100% -й насыщенности!

Соответствие  этому требованию проверяется простым  экспериментом. Достаточно положить две-три  соляных таблетки, в чашку с  водой и подождать несколько  дней. Соль растворится очень медленно и постепенно, не рассыпаясь.

Обычную поваренную соль в сыпучем виде использовать нельзя, т.к в этом случае:

твердые частицы  нерастворенной соли, попадая в катионитный фильтр, засоряют и разрушают его;

нерастворенная  сыпучая соль спекается в сплошную твердую массу на дне бака-растворителя.

4.3 Обратный осмос

Обратный осмос  является одним из перспективных  методов водоподготовки. Применяется  для обессоливания вод с солесодержанием  до 40 г/л, причем границы его использования  постоянно расширяются. Анализ развития технологий обессоливания воды показывает, что наблюдается интенсивное  внедрение метода обратного осмоса и даже вытеснение им таких отработанных методов, как дистилляция воды и  электродиализ.

Обессоливание (очистка воды от растворенных солей) достигается путем фильтрования под давлением исходной воды через  специальную полупроницаемую мембрану, при этом происходит процесс перехода воды из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор.

Степень задержания солей может достигать 99,6%.

Мембранная очистка  позволяет наряду с удалением  из воды токсичных органических и  неорганических загрязнений гарантировать  и ее полное обеззараживание.

Обратноосмотическое фильтрование происходит на молекулярном уровне и требует повышенного  качества исходной воды.

Это требование обеспечивается установкой надежных систем предварительной очистки, поскольку  разовые выбросы загрязнений  могут быть опасными для тонкопористых  обратноосмотических мембран.

Для повышения  устойчивости работы установки и  увеличения срока службы фильтрующих элементов предусматривается возможность комплектации установки блоком химической промывки.

4.4 Нанофильтрация

Нанофильтрационный метод очистки воды основан на том же принципе, что и обратноосмотический. Т.е. это процесс перехода воды из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор под действием внешнего давления. Но нанофильтрационные мембраны удаляют частицы с большей молекулярной массой, чем обратноосмотические, поэтому работают на более низком давлении. Рабочее давление нанофильтрационных систем составляет 4-10 атм, в то время как рабочее давление обратноосмотических систем - 10-80 атм.

Современные нанофильтрационные мембраны снижают содержание одновалентных ионов (Cl, F, Na) на 40-70%, а двухвалентных (Ca, Mg) - на 70-90%. Таким образом, солесодержание очищенной воды по сравнению с исходной уменьшается после обработки на мембранных установках всего в 2-3 раза. Это позволяет получить физиологически полноценную питьевую воду, т.е. воду с солесодержанием, соответствующим биологическим потребностям человека.