РАЗДЕЛ II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

9. Неметаллические элементы и их соединения. Неметаллы

9.1. Водород

9.1.3. Очистка воды

По данным 00Н сегодня из 7 млрд. людей нашей планеты более 1,2 млрд. живут в условиях постоянного дефицита пресной воды, и еще около 2 млрд. - страдают от него регулярно. Итак, перед человечеством восстала глобальное проблема обеспечения водой, и прежде всего, питьевой. Эта проблема еще больше обостряется из-за постоянного увеличения загрязнения воды. Вследствие деятельности человека реки и озера, моря и океаны загрязняются нерастворимыми, твердыми отходами и растворимыми химическими веществами - удобрениями, пестицидами, синтетическими моющими средствами и т.п. По данным ВОЗ вода может содержать до 13 тыс. потенциально опасных соединений, и их число постоянно растет. Промышленные и бытовые сточные воды подвергают поэтапному очищению. Для этого используют механические, химические, физико-химические и биохимические методы очистки.

Механические методы (благодаря ним удаляется до 70 % минеральных загрязнений, главным образом грубо-дисперсных):

• использование решеток и сит;

• фильтрация (песком);

• седиментация (отстаивание и центрифугирование).

Биологический метод заключается в разложении веществ вследствие действия микроорганизмов т. н. активного ила (бактерий, простейших), во время которого сложные органические соединения разлагаются до простых (воды, углекислого газа), минерализуются соединения Азота, Фосфора, Серы.

Физико-химические методы (благодаря которым удаляются тонко-дисперсные и растворенные в воде вещества):

• коагуляция (флокуляция) - объединение коллоидных частиц в крупные ассоциаты, которые затем удаляют с помощью специальных веществ-коагулянтов (алюминий сульфата A1₂(S0₄)3 и натрий метаалюмінату NaAlO₂);

• электрофлотация - метод основан на проведении электролиза воды и флотационном эффекте. В процессе електрофлотації нерастворимые загрязняющие вещества поднимаются на поверхность сточных вод;

• аэрация - пропускание воздуха (кислорода) через воду, в результате чего окисляются соединения Железа, удаляются растворенные в воде газы (углекислый газ, сероводород);

• сорбция - поглощение загрязняющих веществ твердым телом или жидкостью;

• экстрагирования;

• дистилляция;

• вымораживания и т.д.

К сожалению, не все загрязнения можно обезвредить. Так, минеральные удобрения, внесенные в почву, не мгновенно усваиваются растениями и в значительных количествах смывающиеся с полей (например, вследствие дождей). Они попадают:

- в грунтовые и подземные воды, отравляют источники и колодцы;

- в водоемы, разрушают водные биоценозы, вызывая заморы рыбы и других водных обитателей.

Аналогичная ситуация и со свалками.

Водопроводную воду, которая попадает в краны через коммунальные системы водообеспечения, обычно берут из рек и озер (реже из артезианских скважин). Она не должна содержать нерастворимых примесей и болезнетворных мікроорганізмів. ей дают отстояться в специальных резервуарах, а затем фильтруют сквозь слой песка. Очищенную от нерастворимых веществ воду подвергают химической дезинфекции:

• хлором (хлорирование). Во время пропускания газообразного хлора через воду большинство микроорганизмов погибает. Основной недостаток метода заключается в том, что при этом образуются токсичные хлоропохідні органических веществ, что делает воду непригодной для питья;_;

• озоном (озонирование). При пропускании озона через воду не только погибают микроорганизмы, но и обезвреживается ряд токсичных; веществ, или обрабатывают ультрафиолетовым излучением (при помощи т. н. бактерицидных ламп), которое убивает микроорганизмы.

Водопроводная вода по своему содержанию и свойствам может отличаться от питьевой воды.

Питьевая вода - это вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсичных химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения. Состав и свойства питьевой воды в системах водоснабжения должны соответствовать требованиям Государственного стандарта «Вода питьевая», а именно:

• отсутствие цвета, запаха, вкуса (основное требование к органолептических свойств воды);

• минерализация воды по стандарту не должна Превышать 1 г/л (но для засушливых районов вода может считаться хорошей при минерализации до 1 г/л, удовлетворительной-1-2 г/л, допустимой для питья - 2-2,5 г/л, допустимой для питья в крайнем случае - 2,5-3,0 г/л);

• жесткость воды (содержание ионов Кальция и Магния) не должна превышать 7 ммоль/л;

• значение pH должны быть в пределах 6,5-9,5;

• концентрация нитрат-иона не должна превышать 45-50 мг/л (в пересчете на азот - ≈ 10 мг/л);

• важное значение имеет характеристика микробиологического состояния: коли-индекс - не более 3, коли-титр - не менее 300.