Суды зарарсыздандырудың химиялық әдісі. Суды хлорлау

Оны негізгі 2 себеп тудырды.

• Ішкі себеп – Қапшағай су электрстансасының салынуына байланысты (1970) Іле өзені арнасының бөгелуі.
• Балқаш көлінің экологиялық тепе-теңдігін көлге құятын өзендер суы мен көл айдынынан буланған ылғал мөлшерінің тұрақтылығы қамтамасыз ететін. Жыл сайын көл алабындағы 15,0 км³ су қорының 11,9 км³-і (80%) Іле өзенімен келсе, қалған 3,0 км³ су көлдің батыс бөлігінен шығыс бөлігіне ығысатын. Балқаш көліне құятын өзендер суының жалпы ағыны 14,9 км³-ден 11,8 км³-ге кеміді.

Осы себептерден 1970 жылдан су деңгейі күрт төмендеді. Балқаш көліне құятын Іле өзенінің тармақтарынан  Шұбарқұнан, Иір, Базарбай және Қалған Іле ғана қалды. Кезінде су арнасына симай жататын Жиделі тармағы шөгіндіге тола бастады. Көлдің оңтүстік жағалауындағы балықтардың уылдырық шашу аймағы түгелдей жойылып, атыраулығы 15 көл жүйелерінен 4-5-і ғана қалды. Осының салдарынан жыл сайын ауланатын балық мөлшері 17-18 мың т-дан 10-11 мың т-ға дейін төмендеді.

Балқаш металлургия кәсіпорындарының өндіріс қалдықтарының әсерінен суда ауыр металлдар (мыс, мырыш, қорғасын,т.б.) мен күкірт оксидтерінің мөлшері көбейді. Балқаш алабынан атмосфераға түсетін әртүрлі газдардың көлемі жылына 250 мың т-ға жетті. Бұл газдар көл бетінен буланған ылғалмен қосылып, жерге қайтадан қышқыл жаңбыр болып жауады.

Балқаш көлі республика экономикасы мен экологиясына орасан зор зиян келтіруде. Балқаш көлі жыл бойына тек Іле өзенімен ғана 23 мың т жеңіл органикалық заттектермен, 8 мың тоннадай минералды азотпен, 5 мың т фтормен, 2 мың т темірмен, 1,5 мың т бормен, 0,7 мың т броммен, 70 т минералды фосформен, 60 т пропанамидпен, 3,4 т дихлоранилинмен, т. б. улы заттектермен ластанады. Мұнымен қоса Балқаш көліне металлургия комбинаты су шайындыларын, улы заттектердің қоспасын жіберуде.

Каспий теңізі. Каспий теңізі қазаншұңқырларының бедеріне қарай үшке бөлінген. Солтүстік бөлігінің шегі Маңғыстау түбегі бойымен өтеді. Ортаңғы бөлігі содан Апшерон түбегіне дейін созылған, қалған жері оңтүстік бөліктің үлесіне келеді. Солтүстік бөлігі таяз, көп жерінде 5 м-ден аспайды, ең терең жері 26 м, жалпы теңіз ауданының 24%-ын алады. Орталық Каспийдің орташа тереңдігі 200 м, ең терең жері 788 м, жалпы теңіз ауданының 36%-ын қамтиды. Оңтүстік бөлігінің орташа тереңдігі 345 м, ең терең жері 1025 м, теңіз ауданының 40%-ын, ал теңіз суының 66%-ын алып жатыр. Қазақстанға жататын солтүстік және орта бөлігінің солтүстік анағұрлым тайыз болып келеді. Аралдар саны аз, жалпы ауданы 2045 км². Қазақстан жерінде олардың 88%-ы орналасқан. Ең ірілері Төленді аралдар тобындағы (архипелаг) Құлалы(73 км²) және Морской(65 км²) аралдары. Каспийге шығыс жақтан Маңғыстау, Түпқараған, Бозашы сияқты үлкен түбектер сұғына еніп жатыр, шығыс жағалауында шығанақтар да көбірек кездеседі. Олардың қатарында Маңқыстаумен Қазақ шығанақтарыбар. Ауданы 376 000 км². Меридиан бағытында1200 км-ге созылған, орташа ені 300 км. Жағалау сызығының Ұзындығы 7000 км.

Каспий теңізінде мұнай-газ өндіру және мұнай өңдеу кешендерінің дамуына байланысты Казақстанның батыс өңірінде қалыптасқан табиғат, әлеуметтік, экономикалық жөне экологиялық жағдай. Жыл бойына Каспий теңізінің деңгейі желқума-желбөгет құбылыстарының нәтижесінде 0,5-1 м-ге дейін ауытқып отырады.

1837-1990 ж. жүргізілген бақылау жұмыстарының нәтижесінде Каспий теңізнің су деңгейі мөлшерінің айтарлықтай өзгеруі 1930 және 1980-90 ж. аралығына сәйкес келетіні анықталған.

1929-41 ж. су деңгейі 2 м-ге төмендесе, 1977 ж. бұл көрсеткіш ең төменгі абс. мөлшері не (29,01 м) жетті.

1978-95 ж. су деңгейі 2,35 м қайта көтеріліп, 1995 ж. көрсеткіш -26,66 м болды.

Теңіз деңгейінің көтерілуіне және мұнайдың теңізге төгілуіне байланысты теңіз суының құрамында мұнай өнімдерінің қалдықтары, фенол, хлорлы органикалық пестицидтер, аммонийлы азот, ауыр металдардың мөлшері рұқсат етілген шектен бірнеше есе жоғары екені анықталған. Судағы мүк концентрациясы мамыр-шілде айларында байқалады. Теңіз жағалауының мұнай және мұнай өнімдерімен, улы газдармен ластануы планктондар мен теңіз суында тіршілік ететін жануарлар мен өсімдіктердің жаппай жойылуына әкелуде.

Теңіз түбіндегі шөгінділердің  мұнай өнімдерімен ластануы бентостық  тіршілік ететін организмдермен моллюскілерге, сондай-ақ, су құстары мен балықтарға да зиянын тигізуде. Мыс., 1900 жылмен салыстырганда Каспий т-нде балық аулау 3 есеге, яғни 500 — 600 мың т-дан 180 мың т-ға дейін азайды.

Теңіз суын ең қауіпті ластаушы заттың бірі — ыдырамайтын ауыр металдар (мыс., мырыш, барий). Судағы мыс пен мырыштың мөлшері 20 мкг/л (рұқсат етілген шектен 2 есе артық), ал барийдікі — 50 мкг/л (бүл — 5 есе артық).

Практикалық бөлім

6.  Суды зарарсыздандырудың химиялық әдістері

Суды хлорлау. Суды зарарсыздандырудың химиялық әдістерінің арасында қазіргі уақытта зарарсыздандырудың ең үнемді әдісі ретінде хлорлау ең таралған әдіс болып табылады. Тәжірибеде Cl₂ газ тәрізді хлор, ClO₂ хлор диоксиді, сондай-ақ тұтыну орнында электролиз әдісімен алынатын хлорлы агенттер (натрий гипохлориті, кальций гипохлориті және басқа) қолданылады. Хлорлы әк және кальций гипохлориті соңғы уақытта елеусіз және судың аздаған мөлшерін (негізінен тазартылған сарқынды суларды) зарарсыздандыру үшін ғана қолданылып келеді, себебі құрамында осындай хлор бар реагенттерді қолдана отырып, зарарсыздандыру сонымен бірге тазартылатын суды әртүрлі заттармен ластануына алып келеді.

Хлор суда еріген кезде  тез ыдырайтын хлор қышқылы пайда  болады

Cl₂ + H₂O D HOCl + HCl.

Ыдырау барысында хлор қышқылы HOCl D H⁺ + OCl^- иондарына ыдырайды. OCl^- ыдырау барысында одан әрі бөлінетін атомарлы оттегі ең бактерицидтік әсер етеді.

Суды ClO₂ хлор диоксидімен өңдеу кезінде қалған бактериялардың өмір сүруге қабілетті клеткаларының проценті байланысудың бірдей уақыты кезінде сондай шоғырланған газ-хлорды қолдануға қарағанда біршама аз. ClO₂ микробқа қарсы тиімді әсер өлшенген заттардың шоғырлануына байланысты 0,1-ден 0,5 мг/дм³ дейінгі мөлшерде байқалады. Алайда қалқыған және еріген күйлеріндегі органикалық қосылыстармен судың ластануын арттыру хлор диоксидінің инактивті әсерін азайтады және суды аса сенімді зарарсыздандыру үшін реагенттердің мөлшерін 2-4 есе арттыру қажет. Суды өңдеген кезде ClO₂ қолданудың кемшіліктері бір жағынан жанама өнімдер - хлориттер мен хлораттардың пайда болуы, ВОЗ деректері бойынша олар метгемоглобин құрайтын қосылыстарға жатқызылған, басқа жағынан хлор диоксидін алуы күрделілігі және қымбаттылығы, оның жарылыс қауіптілігі болып табылады.

Патогендік бактерияларға  қатысты жоғары тиімділікке, өңдеуден кейін осы бактериялардың қайта  көбеймейтініне қарамастан қалдық хлордың 1,5 мг/дм³ мөлшерімен хлорлау вирустарға, қарапайым цисталарға және лямблийлерге қатысты қажетті эпидемиялық қауіпсіздікті қамтамасыз етпейді. Хлоррезистентті микрофлора: E.coli, Pseudoтопоdaceae, Klebsiellae, Proteae хлорға тұрақты нысандардың тіршілік ететіні белгілі, олар сумен жабдықтау мен су бұрудың  қалалық жүйелерінің тұрақты құрамдауыштары болып табылатын шартты түрде патогенді және патогенді микроорганизмдерге жатады.

Хлорлауды қолдану судың  бактериалды ластануын азайтады, бірақ вирастардың жұғу қауіпін  сақтайды және оның теріс экологиялық  салдары бар.

Хлорлаудың теріс қасиеті  хлорорганикалық қосылыстар: тригалогенметандардың, хлорфенолдардың, п-нитрохлорбензолдардың, хлораминдердің, сондай-ақ диоксидтердің  пайда болуы болып табылады, олар су айдындардың суындағы табиғи фенолды  қосылыстардың суға жіберілетін  хлормен өзара әрекеттесуі кезінде  пайда болады. Көптеген зерттеулердің  деректері бойынша хлорорганикалық  қосылыстар адамға жоғары уыттылығымен, мутагендігімен, канцерогенділігімен  әсер етеді. Олар су түбiндегi шөгiндiлерде, суда тіршілік ететіндердің жасушаларында  жинала алады және ақырында адамның  организміне түседі. Олар биологиялық  ыдырауға өте төзімді болып келеді және шығару (түсіру) орнынан бастап өзенді ағыс ыңғайымен елеулі қашықтықтарға  ластайды. Хлорлау кезінде сондай-ақ хлораминдер пайда болады, осы  заттар ең аз шоғырланған кездің өзінде су организмдерінің қатты физиологиялық  өзгертеді және оларды жояды. Таяуда тірі организмдерге өте уытты  хлордибензопарадиоксиндер, фурандар сияқты жаңа қосылыстар анықталды және теңестірілді, олардың ластану көзі хлорорганикалық өндірістердің  өнімдерін пайдаланатын өнеркәсіптік өндіріс, халыққа тұрмыстық қызмет көрсететін кәсіпорындар (химиялық тазарту орындары) болып табылады. Диоксиндер мен фурандар биологиялық қышқылданбайтын заттар болып табылады және олар қазіргі уақытта жұмыс істеп тұрған коммуналдық және өнеркәсіптік тазарту құрылыстарында тазартылмайды. Хлорлаудың елеулі кемшілігі (әсіресе ірі және орташа тазарту құрылыстары үшін) хлорлы шаруашылықтың жоғары дәрежеде қауіпсіздігі мен сенімділігін қамтамасыз ету қажеттілігі болып табылады. Шаруашылық ауыз сумен жабдықтау үшін пайдаланылатын бұлақтардың суын хлорлау үшін көрсеткіштерді белгілеу мақсатында, сондай-ақ хлорлау режимі жөнінде негізгі ережені әзірлеу үшін су көзін алдын ала санитарлық және эпидемиологиялық тексеру жүргіледі, ол қолданыстағы нормативтерде көзделген бағдарламаға сәйкес орындалады.

Хлорлау үшін хлордың жұмыс  мөлшерін белгілеу үшін тәжірибелі жолмен суды зарарсыздандырудың нәтижесі және қалған белсенді хлордың мөлшері  анықталады, ол судың сіңіру шамасына байланысты болады. Суды зарарсыздандыру  үшін хлордың таңдалған жұмыс  мөлшері тиісті бактерицидті нәтижені қамтамасыз етуге тиіс, яғни өңделген судағы ішек таяқшалардың саны 1 литрде 3-тен артық болмауы тиіс, судың  хлормен байланысқан кезеңінен  кейін (кемінде 30 мин.) бактериялардың жалпы саны 1 миллилитрде 100-ден артық  болмауы тиіс. Бұл ретте қалдық хлордың құрамы кемінде 0,3 немесе 0,5мг/литрден  аспауға тиіс.

Кейбір бұлақтардың, көбінесе ашық бұлақтардың суын хлорлау кезінде  зарарсыздандырудың тиісті нәтижесін  алу қажеттілігіне сонымен қатар  органолептикалық қасиеттеріне (иіс  пен дәм) қатысты судың гигиеналық талаптарға сәйкес келуіне байланысты қиыншылықтар туындауы мүмкін.

Мұндай жағдайларда  зарарсыздандырудың қандай да бір арнайы тәсілі қолданылады, оларға мыналар  жатады:

а) екі рет хлорлау, яғни хлорды тазарту құрылыстарына дейін  алдын ала бірінші көтергіштің  сорғыш су тартқыштарына жіберу (әдетте 3-5 мг/л мөлшерінде) және соңғы рет  сүзгілерден кейін (әдетте 0,7-2 мг/л мөлшерінде); бастапқы судың өте анық түсі кезінде, оның құрамында органикалық заттар мен планктонның көп болуы кезінде қолданылады;

б) преаммонизациялау арқылы хлорлау, яғни хлорды жіберудің алдында  тікелей суға аммиак пен оның тұздарын жіберу (әдетте аммиак мен хлор мөлшерінің 1:4, 1:10 арақатынасы кезінде). Бұл ретте  зарарсыздандыру байланысқан хлор (хлораминдер) есебінен қамтамасыз етіледі. Осы әдіс суды хлормен өңдегеннен кейін пайда болатын ерекше иістердің  алдын алу үшін қолданылады. Преаммонизациялау  кезінде судың хлормен байланысуы кемінде 1 сағат болуы тиіс.;

в) аса хлорлау, яғни артық  хлорды кейіннен байланыстыра отырып, хлордың 10-20 мг/л мөлшерін жіберу; бактериялық  ластануы белгіленген шектен асатын су көздерін мәжбүрлі пайдаланған жағдайда, бас тоған орнынан алынған 1 л  судағы ішек таяқшаларының орташа саны 10000 артық болған кезде қолданылады. Бұдан басқа, бастапқы суда фенолдар болған жағдайда хлорфенолды иістің пайда болуын болдырмау үшін қолданылады.

г) кейін бөліну мөлшермен  хлорлау, яғни қалдық хлордың қисық  сызығындағы орнын ескере отырып; бұл ретте суды зарарсыздандыру  еркін хлормен жүргізіледі, ол байланысқан  хлорға (хлораминдер) қарағанда тиімдірек  болып келеді; негізінен бастапқы судың өте бактериялды ластануы жағдайында қолданылады.

д) хлордың екі тотығын  пайдалану да зарарсыздандыру тиімділігін  арттыру және судағы ерекше иістерді болдырмау үшін ұсынылып отыр.

Ауыз судың нормативтік  талаптарға толық сәйкес келуіне  кепілдік беретін хлорлаудың қандай да бір тәсілін таңдау суды тазарту  және зарарсыздандыру бойынша өндірістік тәжірибені ескере отырып, қайнамаған және өңделген суды санитарлық-химиялық, санитарлық-бактериологиялық және технологиялық  талдаудың негізінде суды тазарту  станциясының әкімшілігі жүзеге асырады. Су құбырының әкімшілігі суды хлормен  өңдеу әдістемесі бойынша негізгі  ережелерді белгілейді, оған хлорды пайдалану  схемасы, реагенттерді мөлшерлеу және судың шығыстарына байланысты хлорлау  кестелері жатады. Осы негізгі  ережелер МСЭҚ-тың жергілікті органдарымен келісіледі. Суды тазарту станциясы  мен тарату желісінде судың сапасына зертханалық-өндірістік бақылауды  нормативтік талаптарға сәйкес су құбырының  әкімшілігі және ведомстволық зертхананың  күші  мен құралдары қамтамасыз етеді. Суды желіге жіберудің алдында  қалдық хлорды анықтау әр сағат сайын  жүргізіледі, ал ашық су айдындарынан сумен жабдықтау жүйелерінде  әр 30 минут сайын жүргізіледі; қалдық хлорды кезекті анықтаумен қатар  сонда тәулігіне кемінде 1 рет  бактериялық талдауға сынама іріктеледі.

Хлор мен аммиактың  қорларын сақтау шарттары қолданыстағы Санитарлық ереже мен Хлорлы шаруашылықты ұйымдастыру қауіпсіздігі ережесінің талаптарына жауап беруі тиіс. Бұл ретте аммиак хлордан оқшау  тұрып сақталуы тиіс. Хлорлы әктің  қорларын тек зақымданбаған қалыпты  орамада, құрғақ, қараңғы және жақсы  желдетілетін, жабық қоймалы үй-жайларда, ауаның 20°С аспайтын температурасында сақтауға рұқсат беріледі. Хлорлы әкпен  жарылғыш және тұтану қаупi бар заттарды, жағар майларды, тағам өнімдерін, металл бұйымдарын және газды баллондарды  сақтауға рұқсат берілмейді.

МСЭҚ органдары су құбырларын жоспарлы зерттеу кезінде, сондай-ақ бекітілген кестеге сәйкес су құбырының  зертханасында анықталатын су сапасының  санитарлық-эпидемиологиялық параметрлерін  талдау бойынша кәсіпорынның судың  сапасын зертханалық-өндірістік бақылау  ережесінің сақталуын, оның ішінде кәсіпорында  қабылданған зарарсыздандыру технологиясының  орындалуын тексереді. Су құбырының  бас құрылыстарының санитарлық жай-күйін  жақсарту жөніндегі, суды өңдеу және оның сапасын жақсарту әдістемесі жөніндегі  барлық ескертулер мен ұсыныстар  белгіленген нысандағы арнайы журналға енгізіледі, ол су құбырының станциясында сақталады. Станцияның жұмысын өндірістік бақылау үшін ведомстволық зертхана болмаған кезде (шағын су құбырларында) лаборанттың штаттық лауазымы қарастырылған, ол хлорлаудың дұрыстығына бақылауды  жүргізеді және жеңіл талдауларды  орындайды (хлорлы әкте, дайындалған  хлорлы ерітінділерде белсенді хлордың  болуы, судағы қалдық хлорды анықтау  және басқа).