ЧТО ОЗНАЧАЕТ ПОНЯТИЕ «СТАБИЛЬНАЯ ВОДА»?
В общем случае стабильной называют воду, не вызывающую коррозии металлических и бетонных поверхностей и не выделяющую на эти поверхности осадков карбоната кальция. Определяется стабильность как разность между водородным показателем рН раствора и его равновесным значением рНS (индекс Ланжелье): если водородный показатель оказывается меньше равновесного, вода становится коррозионно-активной, если больше равновесного – выпадают в осадок карбонаты кальция и магния. В природных водах стабильность воды определяется соотношением между диоксидом углерода, щелочностью и карбонатной жесткостью воды, температурой, давлением углекислого газа в окружающем воздухе. При этом процессы установления равновесия протекают самопроизвольно и сопровождаются либо выпадением в осадок карбонатов, либо их растворением. Соотношение между диоксидом углерода, гидрокарбонатными и карбонатными ионами (производные угольной кислоты) в значительной мере определяется величиной рН. При рН ниже 4.5 из всех компонентов карбонатного равновесия в воде присутствует только диоксид углерода CO2, при рН=8,3 практически вся угольная кислота присутствует в виде гидрокарбонатных ионов, а при рН 12 в воде находятся только карбонатные ионы.
При использовании воды в коммунальном хозяйстве, в промышленности чрезвычайно важно учитывать фактор стабильности. Для поддержания стабильности воды регулируют водородный показатель, щелочность или карбонатную жесткость. Если вода оказывается коррозионно-активной (например, при обессоливании, умягчении), то перед подачей в линию потребления ее следует обогатить карбонатами кальция или провести подщелачивание; если, напротив, вода склонна к выделению карбонатных осадков, требуется их удаление или подкисление воды.
Для стабилизационной обработки воды используются такие физические методы, как магнитная и радиочастотная обработка воды, препятствующая выпадению солей жесткости на поверхностях теплообменников, внутренних поверхностях трубопроводов. Химическая обработка заключается во введении с помощью дозаторов специальных реагентов на основе фосфатных соединений, препятствующих осаждению на нагретых поверхностях солей жесткости за счет их связывания, коррекции pH дозацией кислот или пропусканием воды через гранулированные материалы типа доломита (Corosex, Calcite, жженый доломит), дозацией различных комплексонов на основе производных фосфоновой кислоты, ингибирующих процессы кристаллизации карбонатов солей жесткости и коррозии углеродистых сталей.
Для получения заданных параметров и концентраций примесей воды применяют кондиционирование воды. Кондиционирование воды осуществляется комплексом оборудования очистки воды, ее стабилизации и дозирования необходимых веществ, например, кислот для уменьшения щелочности, фтора, йода, минеральных солей (например, коррекция содержания кальция при производстве пива).
НЕ ВРЕДНО ЛИ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ АЛЮМИНИЕВОЙ ПОСУДОЙ, ЕСЛИ СОДЕРЖАНИЕ АЛЮМИНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ОГРАНИЧИВАЕТСЯ САНИТАРНЫМИ НОРМАМИ?
Алюминий – один из самых распространенных элементов в земной коре – его содержание составляет 8,8% от массы земной коры. Чистый алюминий легко окисляется, покрываясь защитной оксидной пленкой и образует сотни минералов (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и др.) и алюминийорганические соединения, частичное растворение которых природной водой и обусловливает присутствие алюминия в подземных и поверхностных водах в ионной, коллоидной форме и в виде взвесей. Этот металл нашел применение в авиации, электротехнике, пищевой и легкой промышленности, металлургии и др. Стоки и атмосферные выбросы промышленных предприятий, использование соединений алюминия в качестве коагулянтов в муниципальной водоподготовке повышают его естественное содержание в воде. Концентрация алюминия в поверхностных водах составляет 0,001 – 0,1 мг/дм3, а при низких значениях pH может достигать нескольких граммов на дм3. С технической стороны, превышение концентрации 0,1 мг/дм3 может вызывать изменение окраски воды, в особенности, в присутствии железа, а при уровнях содержания выше 0,2 мг/дм3 могут выпадать хлопья гидрохлорида алюминия. Поэтому в качестве ПДК специалисты ВОЗ рекомендуют значение 0,2 мг/дм3. Соединения алюминия при поступлении в организм здорового человека практически не оказывают токсичное действие из-за низкой всасываемости, хотя использование содержащей соединения алюминия воды для почечного диализа вызывает неврологические нарушения у получающих лечение больных. Некоторые специалисты в результате исследований приходят к выводу о токсичности ионов алюминия для человека, проявляющейся во влиянии на обмен веществ, функционирование нервной системы, размножение и рост клеток, вывод кальция из организма. С другой стороны, алюминий повышает активность ферментов, способствует ускорению заживления кожи. В организм человека алюминий попадает, в основном, с растительной пищей; на долю воды приходится менее 10 % от общего количества поступившего алюминия. Несколько процентов от общего поступления алюминия обеспечивают другие источники – атмосферный воздух, лекарства, алюминиевая посуда и тара и др. Академик Вернадский считал, что все естественные элементы, входящие в состав земной коры, в той или иной степени должны присутствовать в организме человека. Поскольку алюминий относится к микроэлементам, его суточное потребление должно быть небольшим и находиться в узких пределах допустимого. По оценкам экспертов ВОЗ суточное потребление может достигать 60 – 90 мг, хотя реальное обычно не превышает 30 -50 мг. СанПиН 10-124 РБ99 относит алюминий к веществам с санитарно-токсикологическим показателем вредности с классом опасности 2 и ограничивает предельно допустимую концентрацию величиной 0,5 мг/дм3.
ИНОГДА В ВОДЕ ЧУВСТВУЕТСЯ ЗАТХЛЫЙ ИЛИ УДУШЛИВЫЙ ЗАПАХ. С ЧЕМ ОН СВЯЗАН И КАК ОТНЕГО ИЗБАВИТЬСЯ?
При использовании некоторых поверхностных или подземных источников водоснабжения в воде может присутствовать неприятный запах, вызывающий отказ потребителей от использования такой воды и жалобы в органы санэпидемнадзора. Появление затхлого запаха в воде может иметь разные причины и природу возникновения. Разлагающиеся мертвые растения и белковые соединения могут придавать воде поверхностного источника гнилостный, травяной и даже рыбный запах. Сточные воды промышленных предприятий – нефтеперерабатывающих заводов, комбинатов по производству минеральных удобрений, пищевых комбинатов, химических и металлургических заводов, городская канализация могут обусловливать появление запахов химических соединений (фенолы, амины), сероводорода. Иногда запах возникает в самой системе водораспределения, имеющей в конструкции тупиковые ветви, накопительные емкости (что создает возможность застаивания), и вызван деятельностью плесневых грибков или сернистых бактерий. Чаще всего, запах связан с присутствием в воде сероводорода H2S (характерный запах тухлых яиц) или (и) аммония NH4.В подземных водах сероводород в заметных концентрациях обязан дефициту кислорода, а в поверхностных водах, как правило, обнаруживается в придонных слоях, где затруднена аэрация и перемешивание водных масс. Восстановительные процессы бактериального разложения и биохимического окисления органических веществ вызывают рост концентрации сероводорода. Сероводород в природных водах находится в виде молекулярного H2S, ионов гидросульфида HS- и реже — ионов сульфида S2-, не имеющих запаха. Соотношение между концентрациями этих форм определяется значениями рН воды: сульфид – ион в заметной концентрации можно обнаружить при рН > 10; при рН<7 содержание H2S преобладает, а при рН=4 сероводород почти полностью находится в виде H2S. Аэрация в сочетании с коррекцией рН позволяет полностью избавиться от сероводорода при промышленном производстве бутилированной воды из подземных источников; в быту можно использовать угольные фильтры. Хотя специалисты ВОЗ не устанавливают рекомендуемой величины по причине легкого обнаружения даже следовых концентраций, следует считать ПДК сероводорода равной нулю. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды (до 2-7 мг/ дм3), поверхностный сток с сельскохозяйственных полей при использовании аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промышленности (до 1 мг/дм3). В незагрязненных поверхностных водах образование ионов аммония связано с процессами биохимического разложения белковых веществ. ПДК (с санитарно-токсикологическим показателем вредности) в воде водоемов хозяйственно — питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 2 мг/дм3 по азоту.
ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ КОБАЛЬТ ОБЛАДАЕТ АНТИКАНЦЕРОГЕННЫМ ДЕЙСТВИЕМ И КАКИЕ ЕГО КОЛИЧЕСТВА ДОПУСТИМЫ ДЛЯ УПОТРЕБЛЕНИЯ БЕЗ ВРЕДА, НО С ПОЛЬЗОЙ?
Кобальт – химический элемент, тяжелый металл серебристо-белого цвета с красноватым оттенком. Кобальт — биологически активный элемент, входящий в состав витамина B12, постоянно присутствующий во всех живых организмах – растениях и животных. Как любой микроэлемент, кобальт полезен и безопасен в узком диапазоне суточных доз 0,1 – 0,2 мг при постоянном поступлении в организм человека суммарно с пищей и водой. В повышенных концентрациях кобальт токсичен. Поэтому важно знать и контролировать его содержание в питьевой воде. Недостаток кобальта вызывает малокровие, нарушение функций центральной нервной системы, снижение аппетита. Угнетающее воздействие кобальта на дыхание клеток злокачественных опухолей подавляет их размножение. Кроме того, этот элемент способствует повышению противомикробных свойств пенициллина в 2-4 раза. В природные воды соединения кобальта попадают в результате процессов выщелачивания их из медноколчедановых и других руд, из почв при разложении организмов и растений, а также со сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и химических заводов. Соединения кобальта в природных водах находятся в растворенном и взвешенном состоянии, количественное соотношение между которыми определяется химическим составом воды, температурой и значениями рН. Растворенные формы представлены в основном комплексными соединениями, в том числе с органическими веществами природных вод. Соединения двухвалентного кобальта наиболее характерны для поверхностных вод. В присутствии окислителей возможно существование в заметных концентрациях трехвалентного кобальта. В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах его содержание колеблется от десятых до тысячных долей миллиграмма в 1 дм3, среднее содержание в морской воде — 0,5 мкг/дм3. Наибольшая концентрация кобальта обнаружена в таких продуктах, как говядина и телячья печень, виноград, редис, салат, шпинат, свежий огурец, черная смородина, клюква, лук. Согласно СанПиН 10-124 РБ99 кобальт относится к токсичным тяжелым металлам с санитарно-токсикологическим показателем вредности с классом опасности 2 и предельно допустимой концентрацией 0,1 мг/дм3.
к.т.н. Барасьев С. В.
академик Белорусской инженерной академии