Вода — найбільше багатство у світі

РЕФЕРАТ

на тему:

Вода — найбільше багатство у світі.

План.

1. 1.Властивості природної води.

1.1 Розчинені речовини.

1.2. Колоїдні частинки.

1.3. Завислі речовини.

1.4. Живі організми.

2. Очищення води.

Водо, у тебе немає ані смаку, ані кольору, ані запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не віда­ючи, що ти таке! Не можна сказати, що ти необхідна для життя: ти — саме життя. Ти сповнюєш нас радістю, яку не поясниш нашими почуттями…

Ти найбільше багатство у світі…

Антуан де Сент-Екзюпері

ВЛАСТИВОСТІ ПРИРОДНОЇ ВОДИ Найкращі слова, які можна сказати про воду, навряд чи будуть надмірними Людина, як і все живе, в основному складається з води (ембріон на 97%, немов­ля — на 77%, доросла людина — на 60%) і без води існувати не може. Втрата 6−8% води викликає погане самопочуття, 10% - незворотні зміни в організмі, а 15−20% - смерть. А тим часом для підтримки життєдіяльності організмові потрібно не так вже й багато: 2−2,5 літра на добу. Хоча за все життя і набираєть­ся близько 75 тисяч літрів, але це лише мала частина від того, скільки людина витрачає насправді.

За розрахунками американських учених, структура споживання води вигля­дає так:

пиття й приготування їжі - 5%.

змивний бачок у туалеті - 43%.

ванна й душ — 34%,.

миття посуду — 6%,.

прання — 4%.

прибирання приміщення — 3%,.

інші потреби — 5%.

Середні дані свідчать, що на господарсько-побутові потреби людині по­трібно приблизно в десять разів більше води, ніж тільки для пиття й приготуван­ня їжі.

Центральним водопостачанням на Землі користуються 1,1 млрд. людей (280 л за добу на людину), ще 0,8 млрд. беруть воду з колонок (110 л на добу), а інша частина людства використовує тільки 50−60 л на добу. Правду кажуть, що розвиток цивілізації можна вимірювати в літрах споживаної на душу населен­ня води. Але ж окрім побутових потреб кожної людини є ще витрата на потреби промисловості й сільського господарства. Якщо і це підрахувати, то, наприклад, у США сумарне споживання води сягає 7000 л на людину за добу!

Тут ми залишимо осторонь промислові й сільськогосподарські потреби і по­вернемося до того, що споживає людина. Вимоги до води досить жорсткі. За­кон говорить так: «Питна вода повинна бути безпечною в епідемічному й ра­діаційному відношенні, нешкідливою за хімічним складом і мати. сприятливі органолептичні властивості». Органолептичні властивості - це колір, смак, запах, непрозорість. Зрозуміло, природна вода (за рідкісними винятками} цим вимогам не відповідає. Тому фахівці витрачають величезні зусилля, щоб зро­бити її питною.

Як правило, природна вода містить розчинені речовини, колоїдні частинки, завислі речовини й мікроорганізми.

Розчинені речовини У воді розчинені гази (С02, 02, H2S, CH4), вміст яких залежить в основному від температури, парціального тиску й складу води. У природній воді завжди є неорганічні солі: гідрокарбонати, хлориди й сульфати лужноземельних металів (Са, Mg, Mn, Fe) і лужних металів (Na, K). Іони кальцію й магнію визначають таку якість, як твердість води. При цьому їхні гідрокарбонати створюють тимча­сову твердість, яку можна видалити кип’ятінням, а сульфати, нітрати й хлориди відповідають за постійну твердість. З промисловими стоками у воду можуть по­трапляти також важкі метали. Неорганічні солі (в основному Феруму й Манга­ну) формують смак і колір води. На смак і колір впливають також органічні сполуки: грунтові й торф’яні гумусові речовини (гумінові й ульмінові кислоти, фульвокислоти та їхні солі). Природні води містять також інші продукти життє­діяльності й розкладання живих організмів: рослин (галова кислота, танін, фено­ли) і тварин. Але, звичайно, найбільш небезпечні органічні сполуки потрапля­ють у воду з промислових підприємств.

Колоїдні частинки Колоїдні частинки — це дрібний бруд (менше 0,1 мкм): частинки глини, сполуки Силіцію, Алюмінію й Феруму, і знову ж таки — продукти життєдіяльності й розкладання рослин і тварин. До поверхні колоїдних частинок при­кріплюються іони розчинених речовин, після чого вони отримують електрич­ний заряд. Заряджені частинки вже не злипаються в більші й не осідають, а існують невизначено довго у вигляді стійких, так званих колоїдних розчинів.

Завислі речовини Завислі частинки, що забруднюють воду, набагато більші, ніж колоїдні (більше за 1−5 мкм). Ці частинки можуть бути мінерального й органічного походження: пісок, глина, мулисті речовини. На відміну від колоїдних частинок, їх можна відфільтрувати за допомогою паперового фільтра.

Живі організми У природній воді живе безліч мікроі макроорганізмів: віруси, бактерії, во­дорості, планктон та ін. Саме вони визначають епідемічну безпеку (або небез­пеку) води.

На жаль, найчастіше воду беруть із відкритих водойм або поверхневих вод, які брудніші, ніж підземні. Найважливіші фактори при виборі місця очищення води — це якість вихідної води і, звичайно ж, економічні можливості. .

В Україні, як, і в усьому світі, з усіх вимог до якості води на першому місці стоїть епідемічна безпека. Фахівці вважають, що заради цього можна навіть до­датково забруднювати воду хімічними речовинами. Органолептичні характери­стики офіційно на останньому місці, проте більшість стадій водоочищення спря­мована саме на поліпшення її вигляду, смаку й запаху, адже саме за ними людина судить про якість питної води. Хоча потрібно пам’ятати, що навіть прозора вода без сторонніх присмаків і запахів може містити діоксини, важкі метали й арома­тичні вуглеводні.

Загалом майже половина населення України користувалася й користується питною водою, яка не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам.

ОЧИЩЕННЯ ВОДИ Основні стадії очищення води — це освітлення й знебарвлення, а потім знезаражування. На перших двох стадіях із води забирають завислі й колоїдні частинки. Але якщо перших легко позбутися, відстоявши й відфільтрувавши воду, то колоїдні частинки не піддаються укрупненню, після якого їх було б легко осадити. Відомо досить багато способів руйнування стійких колоїдних розчинів: перемішування і нагрівання, ультрафіолетове та іонізуюче опромі­нення, ультразвук, вплив на частинки електричним і магнітним полем. Однак на практиці заряд частинок знімають за допомогою електролітів (їх називають коагулянтами).

Очищення води електролітами почали застосовувати в Європі в XIX столітті, хоча вважається, що цей метод був відомий ще давнім римлянам, грекам і єгиптя­нам. До очищення води за допомогою додавання до неї хімічних речовин (елек­тролітів) спочатку ставилися з підозрою. Барон Дельвіг, автор першого в Росії посібника з улаштування водопроводів і завідувач московського водопроводу, писав: «Не можна не засуджувати будь-якого очищення, що вводить до хімічно­го складу води нову речовину, якої колись у ній не містилося».

Найпридатливішими підходящими електролітами виявилися солі багатова­лентних металів (солі Алюмінію, амоніачні й алюмокалієві галуни, натрій алю­мінат) і солі Феруму (ферум хлорид, ферум сульфат). Найчастіше використову­ють алюміній сульфат. Коли його додають у природну воду, він реагує із солями Кальцію й Магнію і перетворюється на гідроксид.

Утворений А1(ОН)3 існує у вигляді мікроплівок з подвійним електричним шаром, що можуть бути і позитивно, і негативно зарядженими. їхній заряд зале­жить від кислотності середовища. У кислому середовищі А1(ОН)3 заряджений позитивно, а тому приєднує до себе колоїдні частинки з протилежним зарядом, після чого утворені масивні комплекси легко осаджуються. Вода при цьому зне­барвлюється, тому що саме забарвлені гумінові частинки заряджені негативно.

Очищення природної води за допомогою електролітів застосовують дуже широко, і не дивно, що цей процес увесь час удосконалюється. Зокрема, викори­стовується електрокоагуляція, коли воду очищають в електролізері, де анод — алюміній або залізо, а катод — будь-який електропровідний матеріал. Під час подачі алюмінію відбувається хімічна корозія алюмінію і його розчинення, у результаті чого знову утворюється алюміній гідроксид.

Цей метод має таку перевагу, що при ньому у воду не потрапляють додатково іони або С1-, і воду вдається очистити не тільки від колоїдних частинок, але й від розчинених газів, фенолів і радіоактивних сполук.

Звичайно, електролітне очищення води має свої недоліки: неповнота очи­щення і навіть погіршення якості води за деякими параметрами. Крім того, утворюється багато осаду, який треба якось використовувати. У принципі, з ньо­го можна виготовляти будівельні матеріали або знову витягати з нього коагу­лянт, але це велика проблема.

Отже, ми одержали чисту на вигляд воду. Але там, невидимі для очей, можуть жити збудники дизентерії, черевного тифу, холери.

Знищити бактерії можна багатьма способами: додати окисники (Хлор і його сполуки, озон, калій перманганат та інші), подіяти ультрафіолетовим й іоні­зуючим випромінюваннями, підігріти, обробити іонами важких металів. Най­простіший і найбільш економічний спосіб — знезаражування Хлором і його сполуками.

Розглянемо докладніше механізм знезаражуючої дії хлору. Вважають, що він проникає крізь оболонку клітини мікроорганізму і взаємодіє з ферментами. Це порушує обмін речовин, і мікроб гине. Зазвичай для знезаражування поверхне­вих джерел застосовують 2−3 мг хлору на 1 л води, процес триває від ЗО хвилин до 2 годин.

Хлор дійсно ефективний і економічний, але не ідеальний. Він знищує бак­терії, але не може впоратися з вірусами й одноклітинними мікроорганізмами. Крім цього, хлор реагує з органічними сполуками, що можуть бути у воді, причо­му виникають дуже отруйні продукти. І нарешті, є припущення, що зі 100 ви­падків захворювання на рак від 25 до 30 пов’язані з використанням хлорованої питної води.

Найбільш ефективний і безпечний замінник хлору — озон. У воді він розпа­дається до молекулярного кисню — 02. Це ланцюгова (радикальна) реакція, під час якої утворюється багато проміжних радикалів, що взаємодіють із мікроорга­нізмами і викликають їх загибель. Чим вище концентрація озону, рН середовища, температура і чим менше у воді органічних домішок, тим ефективніше озон зне­заражує воду. Його рекомендована концентрація — 0,75−3 мг/л, час реакції ;

5 хвилин. Озон знищує хвороботворні мікроорганізми в 15−20 разів швидше, а їхні спори — у 300−600 разів швидше, ніж хлор. Крім того, озон не тільки зне­заражує, але й забезпечує воду киснем, оскільки окиснює багато органічних заб­руднень. Тільки не намагайтеся очистити воду озоном вдома! Пам’ятайте, що ток­сичним є не тільки сам озон, але й продукти окиснених ним органічних сполук. Після окиснювання озоном з органічних сполук виходять спирти, карбонільні сполуки, карбонові кислоти й інші речовини, які часто більш отруйні, ніж вихідні забруднювачі. Тому після обробки озоном воду обов’язково фільтрують.

Що ж ми маємо на цей момент? Найбільш розповсюджені схеми водоочи­щення (у тому числі в нашій країні) уже не забезпечують необхідної кількості питної води. Всесвітня організація охорони здоров’я рекомендує охороняти джерела водопостачання від забруднень, тому що це позбавить нас необхідності складного очищення води. Однак у найближчому майбутньому природні води навряд чи стануть настільки чистими, що з них вдасться одержати питну воду високої якості традиційними методами. Тому треба удосконалювати старі й за­проваджувати нові методи очищення й знезаражування води. А також пити воду з пляшок і користуватися побутовими фільтрами.