Оценка экологического состояния пресных вод и современные эффективные методы ее очистки от загрязнений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка экологического состояния пресных вод и современные эффективные методы ее очистки от загрязнений

Вода в жизни живых организмов имеет определяющее значение. Существующая форма жизни на Земле обеспечивается наличием воды с присущими ей физико-химическими параметрами (теплоемкость, полярность молекул, агрегатные состояния и др.). Известно, что не всякая вода поддерживает развитие жизни. Из всего количества воды на планете Земля пригодной для употребления живыми организмами в целях осуществления жизнедеятельности является только пресная вода, но и она в последние десятилетия имеет тенденцию к существенному загрязнению и деградации.

«Загрязнение поверхностных или подземных природных вод - процесс изменения физических, химических и биологических свойств, который может оказать негативное воздействие на человека или природу, а также ограничить возможности использования воды» [1].

Выделяем две основные причины уменьшения количества пресной воды. Во-первых, происходит усиление загрязнения водной среды как по количеству загрязняющих веществ, так и по качественному разнообразию их. Это можно объяснить многими причинами, основными из которых являются влияние искусственных и естественных факторов, которые изменяют состав и свойства пресной воды, делая ее непригодной для употребления в пищу. Анализ качества воды показывает, что все искусственные факторы имеют антропогенный характер и связаны с развитием промышленности, сельского хозяйства и других отраслей человеческой деятельности [1-7]. Еще одной причиной деградации пресных вод является снижение уровня за счет геотектонических процессов, происходящих на Земле, связанных с движением материков и изменением уровня морских и океанических вод [1-4]. Учитывая тот факт, что с течением глобальных изменений, имеющих естественную природу происхождения, человек сегодня не в состоянии эффективно бороться, необходимо прилагать все усилия по устранению изменений, связанных с искусственными факторами.

С учетом всех факторов, влияющих на формирование и наличие пресных вод, можно отметить, что необходимо разрабатывать теоретические и практические основы восстановления экологических параметров водной среды для дальнейшего комфортного существования человека на Земле.

Существует множество методов очистки воды [3-5, 8, 9]. По принципиальному использованию научных подходов их можно классифицировать так:

- механические;

- физические;

- химические;

физико-химические;

- биологические

и др.

Экологическое состояние пресной воды и наличие разнообразных загрязняющих факторов не позволяют добиться должной степени очистки воды каким-либо одним методом. Эту задачу может решить разработанный на основе научного обоснования комплексный подход, который подразумевает использование совершенных технологий очистки воды, обеспечивающих рациональный расход воды и позволяющих повторное использование сточных вод после очистки. К ним относятся:

- сорбционные;

- ионно-обменные;

- мембранные;

- высоконапорные;

- коагуляция;

- флокуляция

и др.

Использование комбинированных технологий водоочистки с интегрированием различных методов позволяет очищать воду не только от физико-химических и механических загрязнений, но и обеспечивает микробиологическую безопасность, удаляя из воды бактерии и вирусы.

По утверждению ученых-биологов и медиков большую часть болезней люди получают в результате употребления неочищенной и низкокачественной воды [5, 8, 9]. Наличие органических и неорганических примесей с превышением норм СанПиН 2.1.4.1074-01, установленных для питьевой воды, является опасным и приводит к различным заболеваниям [9, 10]. Бытуют два противоположных мнения о наличии в составе воды различных примесей. По одному из них, в воде должны содержаться минеральные вещества, необходимые для осуществления биохимических процессов и обмена веществ в организме. Предполагается, что это обеспечивает нормальное развитие организма в течение длительного времени без болезни. Согласно второму мнению, все необходимые минеральные вещества организм человека получает с пищей, а вода должна быть чистой. Такое сбалансированное питание способствует нормальному течению обменных процессов и позволяет организму оптимально развиваться. Учитывая тот факт, что вода в организме играет не только роль среды, но и участвует во всех биохимических и физико-химических процессах (реакциях), мы придерживаемся второго мнения.

Не вызывает сомнения необходимость очистки воды для использования в пищу от органических, неорганических и биологических загрязнений. Также следует помнить, что вода при возврате в окружающую среду должна обладать такими же параметрами, какими обладала при использовании в хозяйственной деятельности человека. Только такой подход может привести к минимизации отрицательного влияния антропогенного фактора на водную среду и, в перспективе, улучшению экологических параметров среды обитания.

В целях совершенствования комбинированных технологий очистки воды для употребления в пищу предложен бароэлектрохимический (БЭХ) метод очистки воды, принцип работы которого основан на использовании баромембранных процессов в интеграции с электрохимическими технологиями.

Принцип работы БЭХ метода, устройства и технические данные подробно описаны в работах [5, 6, 9]. Устройство для БЭХ метода представлено на рис. 1.

Рис. 1. Установка для очистки воды БЭХ-1

При комбинированном подходе к водоочистке БЭХ метод необходимо использовать на завершающих стадиях, тогда достигаются оптимальные результаты с учетом стабильной работы установки. Для тонкой очистки воды на БЭХ установке она должна соответствовать определенным требованиям (табл. 1).

Таблица 1. Требования к исходной воде для БЭХ очистки

При соблюдении эколого-технологических требований, предъявляемых к БЭХ методу очистки, он обеспечивает высокую степень очистки воды в течение длительного времени на стабильной основе. Результаты физико-химических и микробиологических анализов показывают, что степень очистки воды БЭХ методом существенно превосходит требования норм СанПиН 2.1.4.1074-01, предъявляемые к воде питьевого назначения (табл. 2-3).

Таблица 2. Протокол микробиологического испытания воды очищенной на БЭХ установке [8]

Таблица 3. Химический анализ воды, очищенной БЭХ методом [8]

ПДК - предельно допустимая концентрация; СанПиН - санитарные правила и нормы; НД - нормативная документация; МВИ - методика выполнения измерений; КХА - количественный химический анализ.

Как видно из протокола микробиологического анализа, вода, очищенная БЭХ методом, соответствует нормам безопасности, что подтверждает отсутствие в ней болезнетворных микроорганизмов. По количественному химическому анализу определили, что по большинству из параметров очищенная вода превосходит требования СанПиН 2.1.4.1074-01 многократно, а по некоторым - просто соответствует нормам.

Список использованных источников

вода загрязнение экологический

1. Черников В.А., Соколов О.А., Байбеков Р.Ф. Агроэкология. Модуль 15. Экологические основы качества воды и здоровье человека. - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. - 2004. - 151 с.

2. Данилов-Данилян В.И. Водные ресурсы - стратегический фактор долгосрочного развития экономики России. - М. - 2008.

3. Козлов Д.В., Айдаров И.П., Раткович Л.Д. и др. Вода или нефть? Создание единой водохозяйственной системы. Под общей редакцией проф., д.т.н. Д.В.Козлова. - М.: МППА БИМПА. - 2008. - 456 с.

4. Лозановская И.Н. и др. Голубое богатство. - М.: Агропромиздат. - 1991. - 249 с.

5. Рахманин Ю.А. Качество и безопасность воды различных видов водопользования // Экологический вестник России. - 2008№3. - С. 24-28.

6. Яшин И.М., Васенев И.И., Черников В.А. Экогеохимия ландшафта: учебное пособие. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА. - 2015. - 306 с.

7. Яшин И.М., Черников В.А., Карпухин А.И., Раджабов П.А. Содержание и состав водорастворимых органических веществ в поверхностных природных водах европейского Севера // Известия ТСХА. - 1990. - Вып. 3. - С. 68-83.

8. Захаров С.Л., Юнусов Х.Б. Бароэлектрохимические процессы и аппараты на мембранах различной пористости / Монография. - М.: МГОУ. - 2009. - 207 с.

9. Юнусов Х.Б., Лялина И.Ю., Солтанов С.Х., Викторов И.В., Кривошея И.В. Экологическая оценка влияния антропогенного фактора на состояние поверхностных вод и очистка воды от загрязнений // АгроЭкоИнфо. - 2017, №1. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2017/1/st_106.doc.

10. СанПиН 2.1.4.1074-01. Санитарные правила и нормы по обеспечению населения чистой питьевой водой в России. 31 октября 2001 г. Регистрационный № 3011, введены с 1 января 2002 года.

Размещено на Allbest.ru