В основе работы бытовых фильтров лежит несколько технологий. На сегодняшний день самым передовым в подготовке питьевой воды является метод обратного осмоса. Именно этот метод используется на фабриках по производству и розливу питьевой воды в бутылки.

Суть этого метода заключается в том, что вода под напором в водопроводной сети подается на специальную мембрану, представляющую собой спираль. Мембрана пропускает сквозь свои микропоры только молекулы, по размерам сравнимые с молекулами воды. Молекулы примесей, которые, как правило, значительно крупнее молекул воды, смываются водяным потоком в дренаж. Итак, метод обратного осмоса имеет следующие существенные отличия:

· очистка на молекулярном уровне, позволяющая эффективно удалять все нежелательные примеси (до 97% удаления), в том числе растворенные соли тяжелых металлов, чего невозможно добиться другими методами;

· разделение очищаемой воды на два потока: «грязной» воды и подготовленной для питья;

· несмотря на то, что эффективность очистки этим методом близка к дистилляции, очищенная вода остается, в отличие от дистиллированной, насыщенной кислородом, сохраняя свою свежесть.

Помимо мембраны, любая бытовая система имеет еще как минимум две ступени очистки:

· предварительный осадочный фильтр позволяет удалить все взвеси и механические примеси, придающие воде мутность;

окончательный угольный фильтр представляет собой гранулированный активированный уголь (в последнее время в развитых странах для его получения применяют жженую скорлупу кокосового ореха, такой уголь по сравнению с березовым, применяемым в отечественных фильтрах, имеет в 3—4 раза выше способность удалять нежелательные примеси, в том числе радионуклиды).

В основе работы некоторых отечественных фильтров лежит технология подачи воды через трековую мембрану (лавсановая пленка толщиной 10 или 20 микрон с диаметром пор 0,2 или 0,4 микрона с плотностью пор до 3000 миллионов отверстий на 1 см²). Для обеспечения работоспособности фильтра требуется только две емкости: одна для очищаемой воды, вторая — для получения чистой.

В силу того, что питьевая вода в нашем регионе имеет очень низкое качество, необходимы многоуровневые системы, включающие в себя: грубую очистку от железа, марганца, хлора, неприятного запаха и мутности с помощью картриджной Системы; тонкую очистку от всех примесей системами обратного осмоса и бактериологическую очистку ультрафиолетовыми стерилизаторами.

Конструктивное исполнение бытовых фильтров может быть самое различное: от портативных вариантов исполнения, легко умещающихся в дамскую сумочку или кейс, до стационарных систем, требующих специальной установки на кухонную мойку и имеющих свой отдельный кран. Производительность таких «мини-фабрик от 5 до 90 литров в сутки для бытовых и от 0,76 до 27 м .для полупромышленных систем доочистки питьевой воды.

В некоторых системах используется 3—4-х ступенчатые процессы фильтрации (см. рис. 66), объединенные в один узел, производящий качественную питьевую воду. При этом используется различные среды, позволяющие достаточно эффективно удалять различные загрязнения: соединения хлора, свинца, органику и т.д.

Часть II. Практикум

Говоря об экологических проблемах, мне бы хотелось показать нерациональное использование природных ресурсов на примере такой задачи:

Предположим, что в городе 1 млн. квартир и из-за неисправности водопроводных кранов за 20 секунд вытекает в среднем 10 капель горячей (60 ⁰С) воды. Рассчитайте, какой объём метана (25 ⁰С, 1 атм.) напрасно сжигается на городских тепловых станциях за год. Условия расчета:

· объём капли 0,2 мл

· воду нагревают от 10 до 60 ⁰С

· теплота сгорания метана 880 Дж/моль

· на нагрев воды идет 86% выделившегося тепла

· удельная теплоемкость воды 4,2 Дж/г * ⁰С

Решение:

1. Рассчитаем объемную скорость воды, вытекающей из одного крана V/t=2мл:20с=0,1 мл/с;

2. Тогда во всём городе за 1 с вытекает 0,1 х 10⁶ мл/с;

3. Объём воды, вытекающей за год (3,15 х 10⁷ с) V_(воды)= (0,1 х 10⁶мл/с) х (3,15 х 10⁷с) = 3,15 х 10¹²мл;

4. Масса этой воды m_(воды)=3,15 х 10¹² г; (r_(воды)=1 г/мл);

5. Количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды от 10 до 60 ⁰С рассчитаем по формуле: Q=C*m_(воды)*(60 ⁰С – 10 ⁰С ), где С – удельная теплоемкость воды;

Q=6,6 x 10¹⁴ Дж;

6. на нагревание воды идёт 86% теплоты, выделяющейся при сгорании метана Q`, следовательно, Q`=(Q*100%)/86%=7,7 х 10¹⁴ Дж;

7. Количество метана, необходимое для получения этой теплоты вычислим по формуле:

n=Q`/g_m, где g_m- молярная теплота сгорания метана; n=8,75 х 10¹¹ моль;

8. Объём метана найдем по формуле V=V_m*n=1,96 х 10¹³л;

Ответ: за год в таком городе сжигается 1,96 х 10¹⁰м³ газа.

Заключение

В заключение хотелось бы отметить, что, работая над проблемой “химии и экологии”, я сделал следующий вывод: необходима перемена сложившихся стереотипов отношения человека и природы. Она не обречена на веки быть источником неисчерпаемых запасов сырьевых ресурсов и полезных ископаемых. Более того, она не мастерская и даже не лаборатория, где допустимы любые эксперименты.

Вообще природа существует не для человека и он, человек, по отношению к ней никогда не станет властелином. Представление о власти людей над природой оказалось лишь очередным утопическим мифом, который ушёл вместе с веком, веком расточительства.

Устранение устаревшей идеологии нашего отношения к природе предполагает большую работу по перестройке сознания людей. О росте в общественном сознании приоритета экологических ценностей свидетельствует тот факт, что XXI в. наречён мировым сообществом “столетием окружающей среды”, а это значит, что экологический диктат будет определять и экономику, и образование, и культуру; а моя работа – это мой посильный вклад в решение данной проблемы.

Что происходит на свете?

А просто живем,

Просто едим, просто пьем,

Просто мусор бросаем.

Мусор — горой, только мы

Его не замечаем,

Снова едим, снова пьем,

В общем, просто живем.

Что же за всем этим будет?

А будет финал.

Будет финал,

Только знать бы,

Каким же он будет:

Или природу спасут

Помудревшие люди,

Или планета погибнет,

Как гибнет Байкал.

Список литературы:

“Экологический менеджмент (учебное пособие)” – Екатеринбург, 1998г
“Экологический менеджмент (практикум)” – Екатеринбург, 1998г.
“Экология на уроках химии” Кузьменок, Стрельцов, Кумачев – Минск, 1996г.
Приложение к газете “Первое сентября” «Химия» №16 2000г.

Краткий словарь

основных экологических и химико-экологических понятий.

Аддидивное действие факторов – действие факторов при котором их общий эффект равен сумме эффектов всех факторов в отдельности.

Алломоны – вещества , вырабатываемые организмами и участвующие в меж-

видовых взаимодействиях , приносящее пользу организму, который их вырабатывает. Сюда относятся различные отпугивающие вещества, антибио-

тики , яды, противоядия, вещества, прикрывающие бегство, привлекающие добычу и т.д.

Альтернативные источники энергии-источники энергии, которые в отличии от традиционных, например, нефти, газа, угля, атомной энергии , являются возобновляемыми и экологически чистыми.

Антагонистическое действие факторов – явление, при котором суммарное влияние двух факторов оказывается меньше суммы их независимых эффектов.

Аутоингибиторы адаптации-вещества, вырабатываемые организмами и

сдерживающие численность популяции в пределах ее равновесия с окружающей средой.

Аутотоксины – вещества, участвующие во внутривидовых взаимодействиях,

токсичные для вырабатывающего их организма и не приносящие пользы другим видам. К этой группе веществ могут быть отнесены и некоторые загрязнители окружающей среды.

Аэрозоль – взвешенные в газообразной среде частицы твердых или жидких веществ. Аэрозоль с жидкими частицами - туман, с твердыми – дым.

Аэрозольный эффект-снижение прозрачности атмосферы за счет присутствия в ней пыли(аэрозолей). Препятствует достижению солнечным излучением поверхности Земли, так как земное ИК- излучение существенно не изменится при этом, то результатом явится понижение температуры поверхности Земли.

Биоаккумуляция- постепенное накопление в организмахвеществ-загрязните-

Лей в ходе их обитания в загрязненной среде за счет неполного выведения из организма. Происходит в течение жизни индивидуального организма, на каждом следующем трофическом уровне концентрация стойких загрязнителей возрастает во много раз.

Биогеохимические круговороты веществ- закономерный процесс многократного перемещения и превращения химических элементов в живой и неживой природе, протекающий в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том

Химия и экология (стр. 14 из 16)

Краткий словарь

Аддидивное действие факторов – действие факторов при котором их общий эффект равен сумме эффектов всех факторов в отдельности.

Алломоны – вещества , вырабатываемые организмами и участвующие в меж-

видовых взаимодействиях , приносящее пользу организму, который их вырабатывает. Сюда относятся различные отпугивающие вещества, антибио-

тики , яды, противоядия, вещества, прикрывающие бегство, привлекающие добычу и т.д.