Версия для печати Версия для печати

Типы загрязнений воды и методы очистки (часть 1)

В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ МНОГО ГОВОРЯТ О ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОДЫ ВРЕДНЫМИ ПРИМЕСЯМИ. ЧТО ЭТО ЗА ПРИМЕСИ И ОТКУДА ОНИ БЕРУТСЯ?

Вода, как известно, не только самое распространенное вещество в природе, но и универсальный растворитель. В воде обнаружено более 2000 природных веществ и элементов, из которых идентифицированы лишь 750, в основном, органические соединения. Однако вода содержит не только природные вещества, но и токсичные техногенные вещества. Они попадают в водные бассейны в результате промышленных выбросов, сельскохозяйственных стоков, бытовых отходов. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием на окружающую среду, сотни из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных ионов тяжелых металлов (например, кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества. Ежегодно в моря и океаны попадает до 12млн. тонн нефти. Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди в промышленно- развитых странах. Такие дожди способны растворять в грунте минералы и увеличивать содержание в воде токсичных ионов тяжелых металлов. В круговорот воды в природе вовлекаются и радиоактивные отходы с атомных электростанций. Сброс в водные источники неочищенных сточных вод приводит к микробиологической загрязненности воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения 80% заболеваний в мире вызваны низким качеством и антисанитарным состоянием воды. Особенно остро проблема качества воды стоит в сельской местности – примерно 90% всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой.

СУЩЕСТВУЮТ СТАНДАРТЫ НА ПИТЬЕВУЮ ВОДУ. РАЗВЕ ОНИ НЕ ЗАЩИЩАЮТ НАСЕЛЕНИЕ?
Нормативные рекомендации складываются в результате экспертной оценки, основывающейся на нескольких факторах – анализе данных о распространенности и концентрации веществ, обычно обнаруживаемых в питьевой воде; возможностях очистки от этих веществ; научно обоснованных выводах о влиянии загрязняющих веществ на живой организм. Что касается последнего фактора, то он имеет некоторую неопределенность, поскольку экспериментальные данные переносятся с мелких животных на человека, затем линейно (а это условное допущение) экстраполируются с больших доз вредных веществ на малые, затем вводится «коэффициент запаса» — полученный результат по концентрации вредного вещества делится обычно на 100. Кроме того, существует неопределенность, связанная с неконтролируемым поступлением в воду техногенных примесей и отсутствием данных о поступлении дополнительных количеств вредных веществ из воздуха и продуктов питания. Относительно влияния канцерогенных и мутагенных веществ большинство ученых считают их воздействие на организм беспороговым, т. е. достаточно одной молекуле такого вещества попасть на соответствующий рецептор, чтобы вызвать заболевание. Реально рекомендуемые величины таких веществ допускают один случай заболевания по причине воды на 100 000 населения. Далее, в нормативах на питьевую воду приводится очень ограниченный перечень подлежащих контролю веществ и вовсе не учитывается вирусная инфекция. И, наконец, совершенно не учитываются особенности организма различных людей (что принципиально невозможно). Таким образом, нормативы на питьевую воду отражают, по существу, экономические возможности государств.

ЕСЛИ ПИТЬЕВАЯ ВОДА СООТВЕТСТВУЕТ ПРИНЯТЫМ СТАНДАРТАМ, ЗАЧЕМ ЕЕ ДООЧИЩАТЬ?
По ряду причин. Во-первых, формирование стандартов на питьевую воду исходит из экспертной оценки, основывающейся на нескольких факторах, которые зачастую не учитывают техногенного загрязнения воды и имеют некоторую неопределенность в обосновании выводов о концентрациях загрязняющих веществ, влияющих на живой организм. В результате, рекомендации Всемирной организации здравоохранения допускают, например, одно заболевание раком на сто тысяч населения из-за воды. Поэтому специалисты ВОЗ уже на первых страницах «Руководства по контролю качества питьевой воды» (Женева, ВОЗ) заявляют, что «несмотря на то, что рекомендуемые величины предусматривают качество воды, приемлемой для потребления в течение всей жизни, это не означает, что качество питьевой воды может быть снижено до рекомендуемого уровня. В действительности же необходимы постоянные усилия по поддержанию качества питьевой воды на наиболее высоком возможном уровне…а уровень воздействия токсичных веществ должен быть как можно более низким.». Во-вторых, возможности государств в этом плане (стоимость очистки, распределения и мониторинга воды) ограничены, да и здравый смысл подсказывает, что неразумно доводить до совершенства всю подаваемую в дома для хозяйственно-питьевых нужд воду, тем более что на питьевые цели расходуется примерно один процент от всей используемой воды. В-третьих, случается, что усилия по очистке воды на водоочистных сооружениях нейтрализуются из-за технических нарушений, аварий, подпитки загрязненных вод, вторичного трубного загрязнения. Так что принцип «защити себя сам» весьма актуален.

ЕСЛИ ХЛОРИРОВАНИЕ ВОДЫ ОПАСНО, ЗАЧЕМ ЕГО ИСПОЛЬЗУЮТ? И КАК БОРОТЬСЯ С ПРИСУТСТВИЕМ ХЛОРА В ВОДЕ?
Хлор выполняет полезную функцию стража в отношении бактерий и обладает пролонгированным действием, но играет и негативную роль – при наличии определенных органических веществ образует канцерогенные и мутагенные хлорорганические соединения. Здесь важно выбрать наименьшее из зол. В критических ситуациях и при технических сбоях возможны передозировки хлора (гиперхлорирование), и тогда хлор, как токсичное вещество, и его соединения, становятся опасными. В США проводились исследования по влиянию хлорированной питьевой воды на родовые дефекты. Было установлено, что высокий уровень тетрахлорметана вызывал малый вес, гибель плода или дефекты центральной нервной системы, а бензол и 1,2-дихлорэтан – сердечные дефекты. С другой стороны, интересен и показателен такой факт – строительство бесхлорных (на основе связанного хлора) очистных систем в Японии привело к снижению затрат на медицину в три раза, и на десять лет к увеличению продолжительности жизни. Поскольку полностью отказаться от применения хлора не представляется возможным, выход видится в применении связанного хлора (гипохлоритов, диоксидов), что позволяет на порядок уменьшить побочные вредные соединения хлора. Учитывая также невысокую эффективность хлора в отношении вирусного инфицирования воды, целесообразно применять ультрафиолетовое обеззараживание воды (разумеется там, где это экономически и технически оправдано, т.к. ультрафиолет не обладает пролонгированным действием). В быту для удаления хлора и его соединений можно использовать угольные фильтры.

НАСКОЛЬКО СЕРЬЕЗНА ПРОБЛЕМА ПРИСУТСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ?
Что касается тяжелых металлов (ТМ), то большинство из них обладает высокой биологической активностью. В процессе водоподготовки в обработанной воде могут появиться новые примеси (например, на этапе коагуляции может появиться токсичный алюминий). Авторы монографии «Тяжелые металлы во внешней среде» отмечают, что «согласно прогнозам и оценкам в будущем они (тяжелые металлы) могут стать более опасными загрязнителями, чем отходы атомных электростанций и органические вещества». «Металлический прессинг» может стать серьезной проблемой в связи с тотальным влиянием тяжелых металлов на организм человека. Хронические интоксикации ТМ имеют выраженное нейротоксическое действие, а также существенно влияют на эндокринную систему, кровь, сердце, сосуды, почки, печень, на процессы обмена. Воздействуют они и на репродуктивную функцию человека. Некоторые металлы обладают аллергенным действием (хром, никель, кобальт), могут приводить к мутагенным и канцерогенным последствиям (соединения хрома, никеля, железа). Облегчает положение пока, в большинстве случаев, невысокая концентрация тяжелых металлов в подземной воде. Более вероятно присутствие тяжелых металлов в воде из поверхностных источников, а также появление их в воде в результате вторичного загрязнения. Наиболее эффективный способ удаления ТМ – использование фильтрующих систем на основе обратного осмоса.

к.т.н. Барасьев С. В.

академик Белорусской инженерной академии