ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ОТ

ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ОТ ТОКСИЧНЫХ
МЕТАЛЛОВ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Джунушалиева Т.Ш., Борбиева Д.Б., Жамангулова Г.А.
Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, Бишкек,
Кыргызская Республика
kgtuchemie@yandex.ru
Исследован минеральный состав и микробиологические показатели некоторых
источников природных вод севера КР. Опробован авторский экспресс-метод очистки
указанных вод
The mineral composition and microbiological indexes of some sources of nature
waters of the north of KR was researched. The authors express-method of the cleaning of this
waters was attempted
Низкое качество питьевой воды сказывается на здоровье населения – вода играет
важнейшую роль в процессах жизнедеятельности биологических систем, зародившихся
в водной среде. Человек остался полностью зависим от качества водной среды своего
организма, объем которой составляет 60-65% от массы тела. Почти 89% воды содержит
человеческий мозг, до 80% воды входит в состав человеческой крови, более чем на 70%
мышцы человека содержат все ту же воду, и даже в костях скелета около 20 % влаги. В
этой среде совершается множество биохимических реакций, составляющих основу
жизни. Успешное функционирование любого организма поддерживается благодаря
непрерывному обмену воды и вещества между внутренними жидкими средами
организма и внешней средой [1-2].
Вода является исключительно важным фактором, определяющим структуру и
биологические свойства таких органических веществ, как белки, нуклеиновые кислоты,
липиды, а также структуру и функциональные свойства биологических мембран и
субклеточных частиц клетки. Одна из причин старения человеческого организма –
понижение способности коллоидных веществ (особенно белков) связывать большие
количества воды [3].
В многочисленных химических реакциях и физико-химических процессах
(ассимиляция, диссимиляция, осмос, диффузия, транспорт и др.), лежащих в основе
самой жизни, вода является основной средой, а в большинстве случаев – обязательным
участником.
За последние годы в водных объектах обнаружено и идентифицировано более
2000 антропогенных химических соединений, из них в питьевой воде – 750, около 600
из которых являются канцерогенами, обладают мутагенной активностью и практически
не обезвреживаются на водопроводных станциях.
Сбросы загрязненных вод заводами и фабриками, фермерскими хозяйствами,
удобрения с полей, неорганизованные свалки мусора – после дождя вся вода с полей и
свалок попадает в природные источники воды: реки, в озера и даже в подземные воды и
становится основным источником токсичных металлов и микробиологических
загрязнений.
В экстренных случаях: при использовании природных вод для питья своих в
центральном водоснабжении, стихийных бедствиях, техногенных катастрофах, туризме
применяют экспресс-методы очистки питьевой воды [4-11]. Данные методы
предназначены для обеззараживания воды при индивидуальном или групповом
водопотреблении воды из нецентрализованных источников (реки, озера, родники,
пруды и др.) в полевых или экстремальных условиях, в чрезвычайных ситуациях
(наводнения, землетрясения), техногенных катастрофах и др. (табл.1)
Основные реагенты экспресс-очистки воды [4-11]
№
п/п
1
Наименование
Назначение
Действующее вещество
Таблетки
дезинфицирующее,
«Аквабриз»,
Россия
БИИКС, таблетки
для
обеззараживания
воды
Акватабс
Обеззараживание
питьевой воды,
содержащей бактерии и
вирусы
Обеззараживание воды
в полевых условиях
Na-дихлоризоцианировая
кислота 1-2 табл на 1 л
воды
4
Пантоцид,
аквасепт, клосепт
Очистка природных
вод, обеззараживание
рук и очистки ран
5
Aquapura (Индия),
akropure, akrosept
6
Aquamira (капли
для очистки
питьевой воды),
США
7
Aquaclear
(таблетки), США
(50 табл.)
Эффективен против
лямблий, бактерий,
вирусов, спор и др.
Очистки мутной,
грязной, теплой и
холодной воды
(наиболее передовое
средство).
Очистка воды
8
Lifesystem
(таблетки)
2
3
Дезинфекция
загрязненной воды
Стоимость
Активный хлор
Натриевая соль,
адипиновая кислота,
бикарбонат и сульфат
натрия очищает воду от
вирусов и бактерий
Галазин
(хлорсодержащий
порошок) 1 табл. на 1 л
воды
Активизированный
углерод
Диоксид хлора (1 табл.
на 1 л воды)
3,5 $
1 табл. на 1 л воды
3,99 $
Очищает до 48л воды
10 ϵ
Цель исследования – разработка авторского экспресс-метода очистки питьевой
воды.
Объект исследования – 5 различных источников природных вод севера КР
(водопроводная вода с.Кичи-Кемин, вода р.Чу, р. Чон-Кемин, р.Атбаши,
Комсомольского озера г.Бишкек).
Методики анализа – спектральный, химический.
Экспериментальная часть
1. Исследование содержания токсичных металлов в природных водах (табл.1.):
а) Содержание токсичного свинца в водопроводной воде с.Кичи-Кемин отвечает
предельно допустимой концентрации (0,0100 / ПДК 0,01 мг/дм2); в пробах воды р.ЧонКемин, р.Атбаши содержание свинца превышает допустимые значения,
соответственно, в 4,0 раза (0,04/ПДК 0,01) и в 2,5 раза (0,0222 / ПДК 0,01 мг/дм 3); в
пробе воды р.Чу также отмечается превышение по свинцу в 2,87 раза (0,0287 / ПДК
0,01 мг/дм3). В озерной воде Комсомольского озера, г.Бишкек свинца практически нет
(0,00013/ПДК 0,01). Таким образом, по содержанию свинца из изученных источников
природной воды (водопроводная вода с.Кичи-Кемин, р.Чон-Кемин, р.Атбаши, р.Чу,
Комсомольское озеро, г.Бишкек) наиболее безопасной является водопроводная вода
с.Кичи-Кемин, озерная вода Комсомольского озера г.Бишкек;
б) По кадмию – отмечается завышенное в 2 раза его содержание в
водопроводной воде с. Кичи-Кемин, (0,0200/ПДК 0,001) и в пробе р.Чон-Кемин; в воде
р.Атбаши содержание токсичного кадмия завышено в 4,5 раза (0,0446/0,001 мг/дм3),
аналогично в 5 раз завышено содержание кадмия по отношению к предельно
допустимой концентрации (0,0499/ПДК 0,001) и в пробе воды р.Чу. В воде
Комсомольского озера содержание кадмия намного ниже ПДК (0,0001/ПДК 0,001).
в) Исследование содержания цинка в водопроводной воде с.Кичи-Кемин,
природных вод (р.Атбаши и Чу) показало величины, значительно ниже ПДК:
содержание в пробах исследованных вод: в воде с.Кичи-Кемин 0,100/3,0 (ПДК) мг/дм3;
в р. Атбаши 0,130/ПДК 3,0; в р.Чу 0,103/ПДК/3,0 мг/дм3.
г) Содержание меди в воде исследованных источников также незначительно. При ПДК
по меди, равное 2,0, значения в пробах Кичи-Кемин, Атбаши и Чу составляют,
соответственно: 0,010; 0,218; 0,227 мг/дм3.
2. Проведено исследование микробиологических характеристик природных вод объектов исследования настоящей работы. Данные приведены в (табл.2).
Проведено исследование образцов водопроводной воды с.Кичи-Кемин
природных вод р.Атбаши, р.Чу, р.Чон-Кемин на микробиологические показатели
(таблица 2). Исследовано количество мезофильно-аэробных и факультативноанаэробных микроорганизмов, КОЕ/см3. БГКП (фекальные), P.aeruginosaв 100 см3.
а) Количество мезофильно-анаэробных и факультативно-анаэробных
микроорганизмов, КОЕ/см3, при нормативных данных, равных 100, в 1,2 раза завышено
в воде р.Чу, Чон-Кемин; в природных водах р.Атбаши и с.Кичи-Кемин (водопровод)
оно не превышает нормативных показателей: (90/100; 95/95);
б) Колиформы, обнаружены в воде р.Чу, Чон-Кемин; в водопроводной воде
с.Кичи-Кемин и р.Атбаши они не обнаружены;
в) Фекальные микробиологические загрязнения и P.aeruginosa не обнаружены
только в р.Чу, водопроводной воде с.Кичи-Кемин, водах р.Атбаши, р.Чу, Чон-Кемин –
они не обнаружены.
г) P.aeruginosa обнаруживаются в водах рек Чу и р.Чон-Кемин, в остальных
пробах не обнаруживаются.
Таким образом, данные микробиологического исследования проб природной воды
свидетельствует об относительной в микробиологическом плане чистоте
водопроводной воды с.Кичи-Кемин и р.Атбаши; в то время как вода р.Чу, Чон-Кемин в
соответствующих районах загрязнена мезофильно-анаэробными, факультативноанаэробными микроорганизмами колиформами, БГКП (фекальными), P.aeruginosa.
3. Очистка природных вод экспресс-методом с помощью реагента «R»
Для экспресс-очистки питьевой воды разработан реагент «R», основными
составляющими которого являются активированный уголь, йод кристаллический,
другие вещества.
Установлено:
Оптимальные соотношения питьевой воды и реагента «R» составляют: 1л воды 1,5 реагента «R». Данное количество реагента «R»легко размещается в пластмассовой
фармацевтической капсуле, из которой легко и стерильно вносится в очищаемую воду.
Результаты очистки образцов природных вод по токсичным металлам (табл.
1):
а) По свинцу - в образцах водопроводной воды с.Кичи-Кемин, р.Атбаши, р.Чу
содержание свинца снизилось до величин, менее ПДК; содержание свинца в пробах
воды р.Чон-Кемин превышает ПДК, в среднем в 2,5 раза (0,025/ПДК 0,01);
б) По кадмию – после очистки его содержание снизилось до величин, сопоставимых с
ПДК по всем исследованным образцам проб;
Таблица 1
Данные рН, жесткости воды, содержания токсичных металлов в природных водах севера КР, (до и после очистки реагентом «R»)
№ Наименовап/п
ние
1
рН
Вода:
с. КичиКемин из
водопроводн 7,1
ая вода
Жестко
сть,
мгэкв/л
Свинец
Содержание, мг/дм3
Цинк
Медь
Кадмий
Ртуть
Об
ща
я
Ка
рб
он
Факт
Пос- ПД
ле
К
очис
тки
Факт
По ПД
сле К
оч
ист
ки
Фак
т
Пос ПД Фак
ле
К
т
очис
тки
Пос ПД Фак
ле
К
т
очис
тки
4,2
3,0
0,010
0
0,01
0,01
<0,02
00
0,0
1
0,00
3
0,10
0
0,10
0
3,0
0,01
0
0,01
0
2,0
-
-
3,0
-
-
2,0
0,00
3
0,00
3
3,0
0,21
8
0,22
7
<0,0
06
0,00
3
-
2
р.Чон-Кемин 7,0
4,4
3,4
0,040
0
0,02
5
0,01
0,020
0
0,0
01
0,00
3
-
3
р.Атбаши
7,0
3,0
2,0
0,02
0,01
4
р.Чу
7,0
3,0
2,0
0,01
0,01
5
Комсомольс
кое озеро
6,9
2,9
2,1
0,022
2
0,028
7
<
0,000
13
0,00
002
0,01
0,044
6
0,049
9
<0,00
1
0,0
01
0,0
1
0
0,00
3
0,00
3
0,00
3
0,13
0
0,10
3
<0,0
06
0,1
3,0
0
3,0
Мышьяк
Пос ПД
ле
К
очис
тки
0,00
05
Фак
т
По ПД
сле К
оч
ист
ки
-
-
0,05
0,01
0,0
1
0,05
-
0,0
1
-
0,05
2,0
0,2
2,0
-
0,00
02
2,0
-
0,00
5
0,00
5
-
0,00
5
Таблица 2
Результаты исследования природных вод севера КР (до и после очистки реагентом «R»)
№
п/п
1
2
3
4
Наименование
продукции
с.Кичи-Кемин
р.Атбаши
р.Чу
р.Чон-Кемин
Количество
мезофильно-аэробных
и
факультативноанаэробных
микроорганизмов
КОЕ/см3, не более
НД
Фак После
т
очистки
100 90
80
100 95
90
100 120 90
100 120 95
Объем или масса продукта (см3,г), в которой не допускаются:
БГКП
БГКП
(колиформы)
(фекальные)
НД
Факт
100
100
100
100
Не обн.
Не обн.
Обнар.
Обнар.
После
очистки
Не обн.
Не обн.
Не обн.
Не обн.
НД
Факт
100
100
100
100
Не обн.
Не обн.
Обнар.
Не обн.
После
очистки
Не обн.
Не обн.
Не обн.
Не обн.
P.aeruginosa в 100 см3
НД
факт
100
100
100
100
Не обн.
Не обн.
Обнар.
Обнар.
После
очистки
Не обн.
Не обн.
Не обн.
Не обн.
в) По цинку и меди – все данные ниже ПДК, как и в исходных до очистки пробах;
г) Ртуть определяется в пробах воды р.Чон-Кемин, р.Чу до и после очистки в
концентрациях, не превышающих ПДК (0,003/ПДК 0,005);
д) Мышьяк – в пробах воды р.Чон-Кемин и Чу – до и после очистки – в пределах ПДК.
Таким образом очистка исследованных образцов природных вод экспресс-методом
с помощью реагента «R» свидетельствует о его эффективности по удалению кадмия,
цинка, меди, ртути, мышьяка однако по отношению к природным водам, в составе
которых значительно превышено содержание свинца (р.Чуй, р.Чон-Кемин, Атбаши и др.)
реагент «R» снижает содержание этого элемента, однако не до значений, отвечающих
ПДК.
4. Результаты очистки образцов природных вод от микробиологических загрязнений:
а) Количество мезофильно – аэробных, факультативно- анаэробных микроорганизмов,
КОЕ/см3 в образцах природных вод (водопроводной воды с.Кичи-Кемин, р.Атбаши, р.Чу,
р.Чон-Кемин) после очистки снизилось до величин ниже нормативных;
б) БГКП (колиформы и фекальные P.aeruginosa) после очистки не обнаруживаются ни в
одном из исследованных образцов природный воды. Применение реагента «R» для
экспресс-очистки природных вод от микробиологических загрязнений является вполне
эффективным.
Заключение: авторский метод экспресс-очистки природных вод вполне
эффективен для очистки воды от микробиологических загрязнений и токсичных металлов:
кадмия, цинка, меди, ртути, мышьяка, однако требует доработки по свинцу.
Литература
1. Архипчук В.В., Гончарук В.В. Химия и технология воды. - 2003. Т. 25, - №2
2. Е. М. Сергеев, Г. Л. Кофф. Рациональное использование и охрана окружающей среды
городов.
3. И. Ф. Ливчак, Ю. В. Воронов. Охрана окружающей среды.
4. http://bready.ru/index.php?route=product/product&path=96_171&product_id=1610
5. http://www.wasser.ru/obezzarazhivanie-pitevoj-vody-tabletki.html
6.http://nepogibnu.ru/vijivanie/25-zdorovie/23-tabletki-dlya-obezzarajivanija-vody-akvatabspantocid
7. http://russian.alibaba.com/product-tp/water-purification-tablets-103721596.html
8. http://reibert.info/threads/Продам-таблетки-для-обеззараживания-воды-и-др.389154/
9. http://aquamira.com/preparedness/aquamira-water-purifier-tablets-12-pack/
10.http://www.optoutdoors.co.uk/survival-accessories/262-aquaclear-water-purificationtablets.html
11. http://www.outdoorhire.co.uk/prodpages/water-purification-tablets.php