Загрязнение морей и океанов

 

2.  Диоксид хлора

В настоящее время для обеззараживания  питьевой воды также предлагается применение диоксида хлора (ClO2), который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог и должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.

• 3. Гипохлорит натрия

Технология применения гипохлорита  натрия (NaClO) основана на его способности  распадаться в воде с образованием диоксида хлора. Применение концентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, в сравнении с использованием газообразного хлора. Кроме того, транспортировка и хранение концентрированного раствора NaClO достаточно просты и не требуют повышенных мер безопасности. Также получение гипохлорита натрия возможно и непосредственно на месте, путем электролиза. Электролитический метод характеризуют малые затраты и безопасность; реагент легко дозируется, что позволяет автоматизировать процесс обеззараживания воды.

 

Хлорсодержащие препараты

Применение для обеззараживания  воды хлорсодержащих реагентов (хлорной  извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и  не требует сложных технологических  решений. Правда, используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.

 

• Озонирование

 

Преимущество озона (О3) перед другими  дезинфектантами заключается в  присущих ему дезинфицирующих и  окислительных свойствах, обусловленных  выделением при контакте с органическими  объектами активного атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Кроме уникальной способности уничтожения бактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов. Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды.

Количество озона, необходимое для обеззараживания питьевой воды, зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/л при контакте в 8–15 мин; количество остаточного озона должно составлять не более 0,3–0,5 мг/л, т. к. более высокая доза придает воде специфический запах и вызывает коррозию водопроводных труб.

С гигиенической точки  зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания  воды оно обеспечивает ее наилучшие  органолептические показатели и  отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.

Ограничениями для распространения  технологии озонирования являются высокая  стоимость оборудования, большой  расход электроэнергии, значительные производственные расходы, а также  необходимость высококвалифицированного оборудования.

 

 

 

 

Физические методы обеззараживания питьевой воды

• 1 Кипячение

 

Из физических способов обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) является кипячение.

При кипячении происходит уничтожение большинства бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и других биологических объектов, которые часто содержатся в открытых водоисточниках, а как следствие и в системах центрального водоснабжения.

Кроме того, при кипячении  воды удаляются растворенные в ней газы и уменьшается жесткость. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало. Правда для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15 - 20 минут, т.к. при кратковременном кипячении некоторые микроорганизмы, их споры, яйца гельминтов могут сохранить жизнеспособность (особенно если микроорганизмы адсорбированы на твердых частицах). Однако применение кипячения в промышленных масштабах, конечно же, не представляется возможным ввиду высокой стоимости метода.

• 2 Ультрафиолетовое излучение

 

Обработка УФ-излучением – перспективный  промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого света обусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий.

Современные установки УФ-обеззараживания имеют производительность от 1 до 50 000 м3/ч и представляют собой выполненную из нержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ-лампами, защищенными от контакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в ней микроорганизмы. Наибольший эффект обеззараживания питьевой воды достигается при расположении УФ-установок после всех других систем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.

Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к  традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен  и эффективен.

• 3 Электроимпульсный способ

 

Достаточно новым способом обеззараживания  воды является электроимпульсный способ - использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР).

Сущность метода заключается в  возникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта  Л. А. Юткина.

Технологический процесс состоит  из шести ступеней:

подача жидкости в рабочий объём  при равномерном профиле распределения  скорости (причём рабочий объём заполняют  с воздушным промежутком, а равномерный  профиль распределения жидкости помогает уменьшить энергоёмкость  процесса),

зарядку накопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности,

инициирование одного или серии  электрических разрядов в жидкости при скорости нарастания переднего  фронта напряжения не менее 1010 В/с (энергию  дозируют путём отсчёта зарядов),

усиление эффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения при отражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободной поверхности жидкости,

подавление или гашение ударных  волн в подводящих и отводящих  жидкость магистралях для исключения их разрушения,

отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.

Кроме того, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме, отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей  амплитуду волн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитуду волны на границе с водой, может быть пенополистирол.

В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульсным способом происходит большое количество явлений: мощные гидравлические процессы, образование  ударных волн сверхвысокого давления, образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания, возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышение температуры. Результатом всех этих явлений является уничтожение в воде практически всех патогенных микроорганизмов. Очень важно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются до 4 мес.

• 4 Обеззараживание ультразвуком

 

В некоторых случаях для обеззараживания  воды используется ультразвук. Впервые  этот метод был предложен в 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводу высказываются следующие предположения:

- ультразвук вызывает образование  пустот в сильно завихренном  пространстве, что ведет к разрыву  клеточной стенки бактерии;

- ультразвук вызывает выделение  растворенного в жидкости газа, а пузырьки газа, находящиеся  в бактериальной клетке, вызывают  ее разрыв.

Преимуществом использования ультразвука  перед многими другими средствами обеззараживания сточных вод служит его нечувствительность к таким факторам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, а также наличие в воде растворенных веществ.

Единственный фактор, который влияет на эффективность обеззараживания сточных вод ультразвуком — это интенсивность ультразвуковых колебаний. Ультразвук — это звуковые колебание, частота которых находится значительно выше уровня слышимости. Частота ультразвука от 20000 до 1000000 Гц, следствием чего и является его способность губительным образом сказываться на состоянии микроорганизмов. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.

Обеззараживание и очистка воды ультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие на потенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрах обеззараживания питьевой воды, однако его высокая эффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживания воды, не смотря на его дороговизну.

• 5 Радиационное обеззараживание

 

Имеются предложения использования  для обеззараживания воды гамма-излучения.

Гамма-установки типа РХУНД работают по следующей схеме: вода поступает  в полость сетчатого цилиндра приёмно-разделительного аппарата, где твёрдые включения увлекаются вверх шнеком, отжимаются в диффузоре и направляются в бункер – сборник. Затем вода разбавляется условно чистой водой до определённой концентрации и подаётся в аппарат гамма-установки, в котором под действием гамма излучения изотопа Со60 происходит процесс обеззараживания.

Гамма-излучение оказывает угнетающее действие на активность микробных дегидраз (ферментов). При больших дозах  гамма-излучения погибает большинство  возбудителей таких опасных заболеваний  как тиф, полиомиелит и др.

 

Комплексное обеззараживание

 

Во многих случаях наиболее эффективным  оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов  обеззараживания воды. Сочетание  УФ-обеззараживания с последующим  хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование  озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим  хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Поскольку все микроорганизмы характеризуются  определенными размерами, пропуская  воду через фильтрующую перегородку  с размерами пор меньшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду. Так, фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующим ТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т. е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1–0,2 мкм.

 

Свинцовое загрязнение воздуха и пищи.

 

 

Загрязнение окружающей среды свинцом  и его соединениями предприятиями  промышленности определяется спецификой их производственной деятельности. Это  непосредственное производство свинца и его соединений, попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси, использование свинца в производстве различной продукции и. т. д.

Наибольшие выбросы свинца в  атмосферу происходит в следующих  отраслях производства:

· металлургическая промышленность. Причем на долю цветной металлургии приходится 98% от общего выброса данной промышленности;

·  машиностроение. Точнее производство аккумуляторов;

· топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено  производством этилированных бензинов;

· химический комплекс. Выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.;

· стекольные предприятия;

· консервное производство;

· деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность;

· предприятия оборонной промышленности.

По данным, в России в последние  годы в связи с падением уровня производства, динамика выбросов свинца в атмосферу от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к  снижению.

Огромное влияние на загрязнение окружающей среды свинцом оказывает автотранспорт. По данным ГВЦ УВД ГАИ в 1998г. в России приблизительно насчитывается 20,9 млн. автомобилей. И последние годы состав парка автомобилей по видам используемого топлива практически не изменился. Количество автомобилей, использующих газ в виде топлива, не превышает 2%. Доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем составляет в среднем 28%, а автобусов – примерно 63%.