Библиотека школьника

твой помощник в обучении




Общая характеристика воды

Свойства природной воды
Лучшие слова, которые можно сказать о воде, едва ли чрезмерны Человек, как и все живое, в основном состоит из воды (эмбрион на 97%, новорожденный - 77%, взрослый человек - 60%) и без воды существовать не может Потеря 6-8% воды вызывает плохое самочувствие, 10% - необратимые изменения в организме, а 15-20% - смерть А между тем для поддержания жизнедеятельности организму нужно не так уж и баг ато: 2-2,5 литра в сутки Хотя за всю жизнь и набирается около 75 тысяч литров, но это лишь малая часть от того, сколько человек тратит на самомвді.
По расчетам американских ученых, структура потребления воды выглядит так:

питья и приготовления пищи - 5%.
смывной бачок в туалете - 43%.
ванна и душ - 34%,
мытье посуды - 6%,
стирки - 4%.
уборка помещения - 3%,
прочие нужды - 5%.
Средние данные свидетельствуют, что на хозяйственно-бытовые нужды человеку нужно примерно в десять раз больше воды, чем только для питья и приготовления пищи.
Центральным водоснабжением на Земле пользуются 1,1 млрд человек (280 л в сутки на человека), еще 0800000000 берут воду из колонок (110 л в сутки), а остальная часть человечества использует только 50-60 л на доб бу Правду говорят, что развитие цивилизации можно измерять в литрах потребляемой на душу населения воды Но кроме бытовых потребностей каждого человека есть еще расход на нужды промышленности и сельского хоз одарства Если и это подсчитать, то, например, в США суммарное потребление воды достигает 7000 л на человека в сут добу!
Здесь мы оставим в стороне промышленные и сельскохозяйственные нужды и вернемся к тому, что потребляет человек Требования к воде довольно жесткие.
Закон говорит: Питьевая вода должна быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, безвредной по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства Органолептические свойства - это цвет, вкус, запах, мутность Разумеется, природная вода (за редкими исключениями этим требованиям не отвечает Поэтому специалисты затрачивают огромные усилия, чтобы сделать ее питною.
Как правило, природная вода содержит растворенные вещества, коллоидные частицы, взвешенные вещества и микроорганизмы.

растворенных веществ
В воде растворены газы (С02, 02, H2S, CH4), содержание которых зависит в основном от температуры, парциального давления и состава воды в природной воде всегда есть неорганические соли: гидрокарбонаты, хлориды и сульфата фаты щелочноземельных (Ca, Mg, Mn, Fe) и щелочных (Na, K) Ионы кальция и магния определяют, жесткость воды При этом к жесткость воды При Этомуцьому их гидрокарбонаты создают временную жесткость, которую можно удалить кипячением, а сульфаты, нитраты и хлориды ответственны за постоянную жесткость С промышленными стоками в воду могут попадать такой ож тяжелые металлы Неорганические соли (в основном железа и марганца) формируют вкус и цвет воды На вкус и цвет влияют также органические соединения: почвенные и торфяные гумусовые вещества (гуминовые и ульминов и кислоты, фульвокислоты и их соли) Природные воды содержат и другие продукты жизнедеятельности и разложения живых организмов: растительных (галловая кислота, танин, фенолы) и животных Но, конечно, наиболее опасные органические соединения попадают в воду из промышленных предприємств.

Коллоидные частицы
Коллоидные частицы - это мелкие загрязнения (менее 0,1 мкм): частицы глины, соединения кремния, алюминия и железа, и опять же - продукты жизнедеятельности и разложения растений и животных На поверхности коллоидных ч частиц прикрепляются ионы растворенных веществ, после чего они получают электрический заряд Заряженные частицы уже не слипаются в большие и не оседают, а существуют неопределенно долго в виде устойчивых так называемых коллоидных раствореів.

Взвешенные вещества
Взвешенные частицы, загрязняющие воду, гораздо больше, чем коллоидные (более 1-5 мкм) Эти частицы могут быть минерального и органического происхождения: песок, глина, илистые вещества В отличие от ко олоидних частиц, можно отфильтровать с помощью бумажного фильтрра.

Живые организмы
в природной воде живет множество микро-и макроорганизмов: вирусы, бактерии, водоросли, планктон Именно они определяют эпидемическую безопасность (или опасность) воды.
К сожалению, чаще всего воду берут из открытых водоемов или поверхностных вод, которые грязнее, чем подземные важнейшие факторы при выборе метода очистки - качество исходной воды и, конечно же, экономи Ичне возі.
В Украине, как и во всем мире, с соблюдением всех требований к качеству воды на первом месте стоит эпидемическая безопасность Специалисты считают, что ради этого можно даже дополнительно загрязнять воду химическими веществами Органолептические характеристики на последнем месте, однако большинство стадий водоочистки направлены именно на улучшение ее вида, вкуса и запаха, ведь именно за ними судит о качестве пи тной воды Хотя надо помнить, что даже прозрачная вода без посторонних привкусов и запахов может содержать диоксины, тяжелые металлы и ароматические углеводородыдні.
целом почти половина населения Украины пользовалась и пользуется питьевой водой, не соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям.

Очистка воды
Основные стадии очистки - освещение и обесцвечивание, а затем обеззараживания На первых двух стадиях из воды забирают взвешенные и коллоидные частицы Но если первых легко избавиться, отстояв и в отфильтровав воду, то коллоидные частицы не поддаются укрупнению, после которого их было бы легко осадить Известно достаточно много способов разрушения устойчивых коллоидных растворов: перемешивание и нагрев, ультрафиолетовое и ионизирующее облучение, ультразвук, воздействие на частицы инення, ультразвук, воздействие на частиинки электрическим и магнитным полем Однако на практике заряд частиц снимают с помощью электролитов (их называют коагулянтами)
Очистка воды электролитами начали применять в Европе в XIX веке, хотя считается, что этот метод был известен еще древним римлянам, грекам и египтянам К очистке воды с помощью добавления к не еи химических веществ (электролитов) сначала относились с подозрением Барон Дельвиг, автор первого в России руководства по устройству водопроводов и заведующий московского водопровода, писал: «Нельзя не зас уджуваты какой-либо очистки, что вводит в химический состав воды новое вещество, которой когда-то в ней не содержалосья».
Найпридатливишимы подходящими электролитами оказались соли многовалентных металлов (соли алюминия, амониачни и алюмокалиевые квасцы, натрий алюминат) и соли железа (феррум хлорид, феррум сульфат) Найчаст тише используют алюминий сульфат Когда его добавляют в природную воду, он реагирует с солями кальция и магния и превращается в гидроксиид.
Образован А1 (ОН) 3 существует в виде микропливок с двойным электрическим слоем, могут быть и положительно, и отрицательно заряженными их заряд зависит от кислотности среды В кислой среде А1 1 (ОН) 3 заряжен положительно, а потому присоединяет к себе коллоидные частицы с противоположным зарядом, после чего образованы массивные комплексы легко осаждаются Вода при этом обесцвечивается, так как именно окрас ленные гуминовые частицы заряжены отрицательновно.
Очистка природной воды с помощью электролитов применяют очень широко, и не удивительно, что этот процесс все время совершенствуется частности, используется электрокоагуляция, когда воду очищают в электр ролизери, где анод - алюминий или железо, а катод - любой электропроводящий материал При подаче алюминия происходит химическая коррозия алюминия и его растворения, в результате чего снова утворюет ься алюминий гидроксиид.
Этот метод такое преимущество, что при нем в воду не попадают дополнительно ионы или С1-, и воду удается очистить не только от коллоидных частиц, но и от растворенных газов, фенолов и радиоактивных с спол.
Конечно, электролитный очистки воды имеет свои недостатки: неполнота очистки и даже ухудшение качества воды по некоторым параметрам Кроме того, образуется много осадка, который надо как-то использовать В принципе, из него можно изготавливать строительные материалы или вновь извлекать из него коагулянт, но это большая проблемма.
Итак, мы получили чистую на вид воду Но там, невидимые для глаз, могут жить возбудители дизентерии, брюшного тифа, холеры.
Уничтожить бактерии можно многими способами: добавить окислители (хлор и его соединения, озон, калий перманганат и др.), подействовать ультрафиолетовым и ионизирующим излучениями, подогреть, обработать ионами ва ажких металле.
Самый простой и наиболее экономичный способ - обеззараживание хлором и его соединениями.
Рассмотрим подробнее механизм обеззараживающего действия хлора Считают, что он проникает через оболочку клетки микроорганизма и взаимодействует с ферментами
Это нарушает обмен веществ, и микроб погибает Обычно для обеззараживания поверхностных источников применяют 2-3 мг хлора на 1 л воды, процесс длится от ЗО минут до 2 часов.
Хлор действительно эффективный и экономичный, но не идеальный Он уничтожает бактерии, но не может справиться с вирусами и одноклеточными микроорганизмами Кроме этого, хлор реагирует с органическими соединениями, статью во быть в воде, причем возникают очень ядовитые продукты И наконец, есть предположение, что из 100 случаев заболевания раком от 25 до 30 связанные с использованием хлорированной питьевой вододи.
Наиболее эффективный и безопасный заменитель хлора - озон В воде он распадается до молекулярного кислорода - 02 Это цепная (радикальная) реакция, при которой образуется много промежуточных радикалов, взаимодействия аемодиють с микроорганизмами и вызывают их гибель Чем выше концентрация озона, рН среды, температура и чем меньше в воде органических примесей, тем эффективнее озон обеззараживает воду Его рекомендвана концентрация - 0,75-3 мг / л, время реакции - 5 минут Озон уничтожает болезнетворные микроорганизмы в 15-20 раз быстрее, а их споры - в 300-600 раз быстрее, чем хлор Кроме того, озон не только знезар ажуе, но и обеспечивает воду кислородом, поскольку окисляет многие органических загрязнений Только не пытайтесь очистить воду озоном и доступном вдома!
Помните, что токсичным является не только сам озон, но и продукты окисленных ним органических соединений После окисления озоном из органических соединений получаются спирты, карбонильные соединения, карбоновые кислоты и др. вые вещества, часто более ядовиты, чем исходные загрязнители Поэтому после обработки озоном воду обязательно фильтруютть.
что нам на данный момент? ндуе охранять источники водоснабжения от загрязнений, так как это избавит нас от необходимости сложного очистки воды Однако в ближайшем будущем природные воды вряд ли станут настолько чистыми, щ в из них удастся получить питьевую воду высокого качества традиционными методами Поэтому надо совершенствовать старые и вводить новые методы очистки и обеззараживания воды А также пить воду из бутылок и польз ваться бытовыми фильтрамрами.

категория: рефераты / рефераты по химии / Общая характеристика воды