Исследование воды: качественный и количественный анализ

                           ГОСТ норма по СанПину Таблица №1

 

Существуют требования СанПина 2.1.4 1074-01 о предельно допустимой концентрации элементов в воде.[7] В случаи их нарушения происходят серьезные нарушения в организме человека, данные указаны в таблице.

В третьей графе  предлагаются фильтры для снижения концентрации данных веществ в воде.

1.2 Программа по улучшению качества питьевой воды и очистке ее от примесей «Чистая вода». Методы очистки воды в г. Усть-Каменогорске.

Для улучшения  качества питьевой воды правительством была разработана программа «Чистая  вода». [10]

Как было запланировано  изначально, программа «Чистая вода» должна была решаться совместными усилиями фирм «Штокхаузен» и «Альдос» (Германия), «Штокхаузен – Евразия», «Москва – Штокхаузен – Пермь» (Россия), Казахстанско – Германско-Российского Экоцентра, института «Чистой воды» и новых технологий ВКГУ, ВКО акимата, ВКО управление и фонда охраны окружающей среды, предприятия УК «Водоканал», а также из республиканского бюджета. В программу были включены экологические проекты, направленные на улучшение состояния питьевой воды в регионе, требующие значительных затрат на их реализацию – свыше 4 млрд. тенге. Ежегодно требовалось 1,5 млрд. тенге, однако финансирование осуществлялось лишь на 30%, да и то за счет вышеперечисленных предприятий, а из республиканского бюджета денег не выделялось.

Основным источником финансирования мероприятий природоохранных программ по областному бюджету является ВК областной фонд охраны окружающей среды, доходы которого складываются из 50% сбора платежей, взысканных сумм, штрафов и ущербов за загрязнение окружающей среды и составляют в последние два года около 200 млн. тенге/год. Анализ исполнения сметы расходов фонда за 2007 год показывает следующие распределение по статьям (%): выполнение природоохранных экологических программ – 34, программы «Чистая вода» - 22, ведение экологического мониторинга – 4, организация экологического просвещения – 1, прочие расходы – 39. За счет средств фонда в 2000-2001 гг выполнены мероприятия программы «Чистая вода» по городам и районам области на общую сумму 73 млн. тенге.

По охране водных ресурсов в г. Усть-Каменогорске затраты составили 9,2 млн. тенге, хотя всего было выделено 94 млн. тенге. Объем сброса в бассейн реки Иртыш предприятием «Водоканал» составляет 2200-2600 т/год, а по БПК – 800-1000 т/год. Из этих данных видно, что «Водоканал» является одним из основных источников загрязнения воды из-за недостаточной мощности очистительных сооружений и следовательно, возникает острейшая проблема повышения степени очистки городских (смешанных) сточных вод, которые затем сбрасываются в природные воды. Несмотря на то, что на предприятии ведется внедрение новейших технологий с современным оборудованием по очистке сточных вод, качество нашей питьевой воды оставляет желать лучшего. А все потому, что новейшее оборудование применяется лишь на стадии первичного и вторичного отстаивания воды, что не дает существенного результата из-за сильнейшей загрязненности исходной воды, а для воды улучшенного качества необходимо минимум три стадии очистки воды с использованием новейших технологий. Для улучшения качества питьевой воды необходимы установки и оборудование, разработанные с учетом экологических особенностей нашего региона. К тому же, при обеззараживании воды, для предотвращения различных заболеваний, производится дезинфекция воды различными реагентами, содержащими активный хлор. С целью перестраховки в воду часто подают гораздо большую дозу хлора, чем положено. Однако переизбыток хлора еще более вреден для здоровья, чем недостаток.

Также 24.11.2008- в Казахстане успешно стартовала программа «Питьевая вода»   см. приложение Б 
 
 
 
 

1.3 Альтернативные методы  очистки воды.

В связи свыше  перечисленными факторами особенно актуальны вопросы поиска новых  источников водоснабжения, например таких, как  атмосферная влага.

Она состоит, главным  образом, из водяного пара и его конденсата (капелек воды и кристалликов льда) объемом в 12,9 тысячи кубокилометров. Это в 6 раз больше объема воды во всех реках мира.

Условные запасы атмосферной влаги в Казахстане, по расчетам специалистов, составляют 69 км³., что почти в 2 раза превышает расчетные запасы подземных вод.

Интерес к этой идее возрастает, если принять к  сведению объективные обстоятельства:

Дефицит традиционных водоисточников и неравномерность  их распределения по территории области:

• Возрастающая загрязненность естественных водоемов
• Неудовлетворительное техническое состояние систем водоснабжения из-за высокой степени износа (70%):
• Экономическая нецелесообразность восстановления прежней системы, основанной на протяженных магистральных грунтовых водоводах
• Ориентация на экономичные локальные водопроводные сети и местные источники.
• Проблемы обеспечения отдаленных  и мелких водопотребителей
• Наличие интереса к данному способу получения воды со стороны зарубежных ученых и специалистов
• Относительная простота технической реализации идеи, малая материально- энергоемкость процессов, высокая экологичность.

Наряду с этим, необходимо отметить и некоторые  проблемы, а именно: относительно невысокая  концентрация водяного пара и его  конденсата в атмосфере, тесная корреляция между объемом воды и ее физическим состоянием, наличие других водоисточников с конкурирующими характеристиками (необходим сравнительный технико-экономический анализ), а также отсутствие публикаций на эту тему в казахстанском информационном пространстве.

В основе извлечения воды из атмосферы лежат простые физические процессы. Например, использование разности температур воздуха в дневное и ночное время, над поверхностью земли и в ее толще (до глубины 6м.), а также применение процессов адсорбции –десорбции с помощью специально подобранных материалов, охлаждение водосодержащей среды ниже температуры росы с последующим нагревом естественным способом, либо с помощью подвода энергии и организации сбора воды и т.д. [11]

Применяемые при  этом технические устройства достаточно разнообразны по конструкции, степени автоматизации и адаптации к условиям среды.

Значительные  объемы патентной информации вселяют  надежду, что эта тема получит  продолжение в дальнейшем.

Другим альтернативным методом очистки воды является применение обратноосмотических установок. Нанофильтрация и обратный осмос – передовые технологии очистки воды, основанные на избирательном проникновении молекул и гидратированных ионов через поры полупроницаемых мембран. Размер пор определяет степень очистки (селективность) от растворенных в воде примесей. Степень задержания солей может достигать 99,6%. Обратный осмос по качеству получаемой воды может быть сравнен с технологиями ионного обмена, электродиализа, дистилляции. По степени промышленного освоения с обратноосмотическими установками могут конкурировать только установки ионного обмена. Сегодня в мире происходит постепенное вытеснение ионообменных установок более совершенными установками, использующими технологию обратного осмоса.

Преимущества  обратного осмоса по сравнению с  ионным обменом и дистилляцией:

- снижение расхода  реагентов и вредных выбросов  в окружающую среду; 

- снижение эксплуатационных  затрат;

- уменьшение  производственных площадей.

Очистка воды методом  обратного осмоса происходит на молекулярном уровне и требует повышенного качества исходной воды. Для предупреждения повреждения мембран в некоторых случаях требуется установка надежной системы предварительной очистки исходной воды.

Область применения обратноосмотических  установок:

- опреснение  морской воды,

- очистка сточных  вод,

- пищевая и  ликероводочная промышленность,

- химическая, металлургическая, фармацевтическая, электронная промышленность. 

Типовая гидравлическая схема  обратноосмотической  установки.

См. приложение В 
 
 
 

2. ИСЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ УСТЬ-КАМЕНОГОРСКА.

Для того, чтобы  узнать, какая вода течет из кранов устькаменогорцев, мы провели следующие  опыты: [8,9]

Опыт  №1        Содержание взвешенных частиц.

Этот показатель качества воды определяем фильтрованием  определенного объема воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

Для анализа  берем  50 мл. воды. Фильтр перед работой  взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.

Содержание взвешенных веществ в мг/литр в испытуемой воде определяют по формуле

(m₁-m₂)*1000/V, где m_2- масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m₁ – масса бумажного фильтра до опыта, г; V – объем воды для анализа, л; ПДК=10 мг/л.

Для анализа  мы взяли воду с водозаборов ульбинского, октябрьского районов, КШТ. Взвешиваем фильтры:

КШТ m₁ =0.54мг

Ульбинский район  m₁=0.51мг

Октябрьский район m₁=0.50мг,   затем пропустили через фильтр воду, высушили их и получили следующие результаты:

КШТ m₂ =0.50 мг

Ульбинский район  m₂= 0.50мг

Октябрьский район  m₂ =0,49мг

ВЫВОД: содержание взвешенных частиц Ульбинского района, КШТ, Октябрьского района – соответствуют норме. Превышение допустимой концентрации влияет на сердечно-сосудистую систему и опорно-двигательную систему.

Опыт  №2       Цвет (окраска)

  При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см, для водоемов культурно-бытового назначения 10см.

Диагностика цвета - один из показателей состояния  водоема. Для определения цветности  воды нужны:

    1)стеклянный сосуд

    2)лист  белой бумаги

В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного  вида загрязнения.

Для анализа  мы взяли воду с водозаборов Ульбинского района, Октябрьского района и КШТ

Результаты:

КШТ – желтоватый цвет

Ульбинский район  – обычный прозрачный