Адсорбционные свойства глиняных минералов Омского региона

Что касается органических веществ, опасных для здоровья человека при поступлении с питьевой водой, то все они имеют антропогенное  происхождение. Это пестициды, отходы многих видов производств химической нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленности, производств материалов искусственного синтеза и др. [2].

Вопрос об использование  в качестве питьевой воды дистиллироанную, спровоцировал ряд экспериментов. В ходе которых было установлено, что дистилянт не выполняет главной  функции – не утоляет жажду. Для  употребления требуется в большом  количестве и вызывает нарушения  в пищеварительной системе. Дистилянт  является водой без содержания солей, которые необходимы для употребления человеку [7].

4. Основные виды загрязнений поверхностных водоисточников

Вода поверхностных источников, как и любая природная вода, не является химически чистой и содержит различные примеси. Характер этих примесей зависит от писания источника, почвенно-геологических, климатических и других природных  условий, от хозяйственной деятельности человека на данном водоёме и на прилегающих водосборных территориях. разнообразных животных и растительных организмов, что также оказывает  влияние на её свойства.

Как известно, при использовании  для централизованного водоснабжения  воды из поверхностных источников в  обязательном порядке должна производиться  её очистка. Состав водоочистных сооружений на городских водопроводах и их типы могут быть различны, но во всех случаях  они должны обеспечивать удаление взвешенных и коллоидных примесей, обуславливающих  мутность и цветность воды, а также  её обеззараживание. Указание примеси не только ухудшают органолептические свойства воды, но и могут содержать в себе опасные загрязнения, в том числе бактериальные.

Из природных примесей воды прежде всего следует отметить частицы песка и ила, смываемые  с берегов и поднятые течением со дна водоёма. Концентрация таких  частиц для различных поверхностных  водоисточников не одинакова и даже для одного источника может существенно  изменяться в зависимости от времени  года.  Не одинакова также и  крупность частиц. Так для вод  равнинных рек основная масса  частиц обычно имеет размеры порядка 0,01 мм и менее, а концентрация их колеблется в пределах от весьма малой  до 300-500 мг/л в паводковые периоды. Вода горных рек характеризуется  значительным содержанием более  крупных и концентрациями, доходящими иногда до 20-30 г/л. Если крупные частицы  при спокойном состоянии воды способны осаждаться, то частицы размером менее 0,01 мм в основном устойчивы  и не выпадают в осадок [3].

Важную роль в оценке природных  вод играют гуминовые вещества, придающие  воде характерную жёлто-зелёную  или жёлто-коричневую окраску, т.е. обусловливающие  цветность. В состав гуминовых веществ  входят высокомолекулярные соединения, образующиеся из продуктов разложения растительных и животных организмов (или непосредственно в самой  воде или переходящие в неё  из торфяного и почвенного гумуса). Эти соединения весьма различны по своим свойствам; одни из них находятся  в воде в виде коллоидов, другие –  в истинно растворенном состоянии. Наибольшее количество гуминовых веществ  содержится в воде рек северной и  средней полосы нашей страны, особенно протекающих по торфяным почвам, а  также в зарегулированных водоёмах.

Среди микроорганизмов, обитающих  в  поверхностных водах, важнейшее  значение имеют бактерии, которые  могут явиться причиной распространения  инфекционных заболеваний.

Отрицательное влияние на качество воды поверхностных источников с точки зрения её органолептических  свойств оказывает «цветение» - массовое развитие водорослей (диатомовых, сине-зелёных и других видов). Многие из них придают воде окраску. Кроме того, отмирая, водоросли нередко вызывают появление неприятного специфического запаха. Сильный запах продуцируют и некоторые микроорганизмы, например актиномицеты, плесневые грибы и т.д.

Планктон, особенного растительного  происхождения (фитопланктон), вызывает осложнения в работе водопроводных  сооружений. Многие виды фитопланктона  плохо задерживаются в отстойниках  и осветлителях со взвешенным осадком, выносятся на фильтры, заиливая их загрузку, что вызывает необходимость частых промывок, в результате чего снижается  производительность водоочистных станций. Затрудняют работу водоочистных сооружений также и купные примеси: ветки, шепа, песок, сгустки ила и т.д. Нередко  водозаборные сооружения водопроводов захватывают крупные живые организмы. Все эти примеси могут засорять дырчатые системы, используемые для  распределения и сбора воды, а  также образующегося при его  очистки осадка. Кроме того, примеси  органического происхождения на водоочистных сооружениях, могут резко  ухудшать их санитарное состояние.

Следует также отметить, что вода является сравнительно хорошим  растворителем и при контакте с почвами, грунтами, горными породами обогащается минеральными солями. Вследствие этого в поверхностных водах  могут содержаться самые разнообразные  химические вещества. Некоторые из них  даже в незначительных количествах  могут играть  важную роль при  оценке пригодности воды для целей  хозяйственно-питьевого водоснабжения  и при выборе метода её обработки.

Таким образом, поверхностные  воды представляют собой сложную  систему и могут быть весьма разнообразны по составу и свойствам. Это обстоятельство затрудняет их классификацию. Лишь очень  условно поверхностные воды иногда подразделяют на мутные и маломутные, малоцветные, цветные, высокоцветные  и т.п. Однако такое подразделение  не позволяет с достаточной точностью определить, каким образом будет очишаться та или иная вода, какие водоочистные сооружения в данных условиях и каковы должны быть их расчётно-конструктивные параметры. В связи с этимдля более полной оценки качества воды и особенно тех свойств, которые должны быть учтены при выборе технологии её очистки, наряду с физико-химическими, санитарно-химическими, санитарно-микробиологическими и гидробиологическими анализами приходиться прибегать к проверочным испытаниям на модельных лабораторных установках [2].

Качество воды в связи  с хозяйственной деятельностью  человека претерпевает значительные изменения.

Влияние хозяйственной деятельности человека на качество воды в поверхностных  источниках ещё в большей степени  появилось вследствие таких факторов, как сброс в водоёмы недостаточно очищенных производственных и бытовых  сточных вод, поверхностный сток с территорий городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, полей, обработанных пестицидами, и  т.д. Это привело к появлению  в воде некоторых водоёмов химических веществ, ухудшающих её органолептические  свойства, а иногда и токсичных.

Остановимся подробнее на некоторых химических веществах, которыми могут загрязняться водоёмы.

Фенолы могут попадать в водоёмы со сточными водами различных промышленных предприятий (коксохимических, лесохимических, нефтеперерабатывающих, органического синтеза и др.).

Фенолы объединяют большой  класс химических соединений, содержащих гидроксил, связанный с атомом углерода бензольного ядра. Радикал фенил  и гидроксильная группа оказывают  друг на друга известное влияние: под влиянием фенила гидроксильная  группа преобретает слабо кислотные  свойства. С другой стороны, под влиянием гидроксила группы атомов водорода в бензольном ядре приобретают большую подвижность и большую способность к реакциям.

Метод, котрый повсеместно  применяют для определения степени  загрязненности воды фенолами, позволяет  фиксировать только наиболее легко  кипящие соединения из данной группы веществ. Это некоторые одноатомные  фенолы, к которым относятся оксибензол и его производные: крезолы, нитрофенолы, гваякол и др. сложные одноатомные  фенолы – нафтолы и их производные, а также многоатомные фенолы –  пирокатехин, резорцин, пирогаллол имеют  более высокие температуры кипения  и требуют специальных методов  анализа. как правило, содержание этих фенолов в источниках водоснабжения  не определяют.

Обычно считают, то при  наличии фенола в воде появляется только хлорфенольный запах при  хлорировании. Однако, даже среди определяемых типов фенолов имеются соединения, представляющие опасность для здоровья человека и лимитируемые по санитарно-токсикологическому признаку вредности. Поэтому отсутствие хлорфенольного запаха не гарантирует  отсутствие фенолов в воде [1, стр 9].

Нефть является сложной смесью веществ, состоящей в основном из углеводородов (парафинов, нафтолов, ароматических углеводородов и др.) с примесью сернистых и кислородных органических соединений. Эти вещества могут находиться в воде как в растворенном и коллоидном состояниях, так и в виде эмульсий и пленок. Нефть и продукты её переработки находят весьма широкое применение в самых широких отраслях народного хозяйства и могут попадать в водоёмы с плохо очищенными сточными водами; кроме того, источником такого загрязнения водоёмов является речной транспорт.

Даже в небольших количествах  нефть и нефтепродукты значительно  ухудшают органолептические свойства воды – придают ей окраску, а также  неприятный привкус и запах.

В литературе отмечается, что  нефть и фенол при совместном присутствии в воде ухудшают качество воды в большей степени, чем каждый из них в отдельности. Поэтому  при очистке воды, содержащей нефть  и нефтепродукты так же как  и фенолы, необходимо стремиться к  максимальному удалению этих веществ. Такой же особенностью характеризуются  и многие другие виды загрязнений, встречающиеся  в воде, в связи с чем часто  требуется весьма глубокая очистка  воды.

Пестициды, используемые в сельском хозяестве, могут попадать в водоёмы вследствие стока с полей (в периоды дождей и снеготаяния, а также при орошении) и непосредственно при их обработке. В зависимости от назначения они подразделяются на гербициы (для борьбы с сорными растениями), инсектициды (для борьбы с вредными насекомыми), фунгициды (для борьбы с болезнями растений) и т.д. Пестициды выпускаются в форме порошков, гранулированных препаратов, растворов, растворов (в органических растворителях или в воде), аэрозолей. По своему химическому составу они могут быть органическими. Наиболее широко применяются органические синтетические пестициды, подразделяющиеся на хлорорганические, фосфорорганические, серосодержащие и др.

Хлоорганическая группа пестицидов, включая полихлорпинен, гексахлоран, альдрин и др., представляет собой  неблагоприятные вещества в отношении  токсичности, стойкости, а также  способности аккумулироваться в  организме человека и теплокровных животных [2].

Таблица №1. Предельно допустимые концентрации пестицидов в водоёмах.

Детергенты – поверхностно-активные вещества (ПАВ) – мо.щие средства – применяются для бытовых и промышленных целей, а также в сельском хозяйстве (в качестве эмульгаторов пестицидов). Поверхностно-активные веществе представляю собой полярные соединения, состоящей из гидрофильной и гидрофобной частей. Гидрофильной частью ПАВ является сульфатная (SO₄^2-), карбоксильная (СОО^–), сульфонатная (OSO₃^–) группы, гидрофильная остатки с группами –CH₂–CH₂–O–CH₂– CH₂ или группы, содержащие азот. Гидрофобная часть чаще всего состоит из парафиновой цепи, бензольного или нафтенового кольца с алкильными радикалами. Многочисленными исследованиями установлено, что степень биохимического состава ПАВ зависит отих химического строения. При наличии в алкильной цепи «четвертичного» атома углерода или при присоединении бензольного кольца в алкильной цепи с помощью «четвертичного» атома углерода резко затормаживается процесс окисления ПАВ.

Присутствие этих соединений в водоёмах оказывает неблагоприятное  действие: замедляются процессы очищения, нарушается кислородный режим водоёмов и проявляется отрицательное  воздействие на развитие животных и  растительных организмов. ПАВ в колличесве 0,2 – 20 мг/л придает воде мыльно-керосиновый, а в количестве 0,4 -3 мг/л – горький  привкус. Ряд авторов отмечает, что  ПАВ изменяет проницаемость и  облегчают прохождение в клетке других веществ, в том числе и  токсичных соединений. Имеются сведения, что ПАВ повышает активность концерогенных  веществ. ПАВ нормируют по органолептическому признаку вредности, его предельно  допустимая концентрация в воде 0,5 мг/л. [2].

Соли металлов. Эти загрязнения могут попадать в водоёмы в основном в результате недостаточной очистки промышленных стоков, но могут быть присущи водоёмы и в естественном состоянии. Ионы некоторых металлов (меди, хрома, железа)нормируются в воде по органолептическому признаку вредности. Однако такие металлы, как мышьяк, свинец, никель, ртуть, представляют собой прямую опасность для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация ионов некоторых металлов, установленные для водоёмов хозяйственно-бытового водопользования, составляет весьма малые величины. В большинстве случаев в водоёмах соли металлов находятся в растворенной форме, однако они могут находиться и в данных отложениях водоёмов вследствие адсорбции их минеральными частицами, а также извлечения из воды живыми организмами.