Дефицит традиционных водоисточников и неравномерность их распределения по территории области:
- Возрастающая загрязненность естественных водоемов
- Неудовлетворительное техническое состояние систем водоснабжения из-за высокой степени износа (70%):
- Экономическая нецелесообразность восстановления прежней системы, основанной на протяженных магистральных грунтовых водоводах
- Ориентация на экономичные локальные водопроводные сети и местные источники.
- Проблемы обеспечения отдаленных и мелких водопотребителей
- Наличие интереса к данному способу получения воды со стороны зарубежных ученых и специалистов
- Относительная простота технической реализации идеи, малая материально- энергоемкость процессов, высокая экологичность.
Наряду с этим, необходимо отметить и некоторые проблемы, а именно: относительно невысокая концентрация водяного пара и его конденсата в атмосфере, тесная корреляция между объемом воды и ее физическим состоянием, наличие других водоисточников с конкурирующими характеристиками (необходим сравнительный технико-экономический анализ), а также отсутствие публикаций на эту тему в казахстанском информационном пространстве.
В основе извлечения воды из атмосферы лежат простые физические процессы. Например, использование разности температур воздуха в дневное и ночное время, над поверхностью земли и в ее толще (до глубины 6м.), а также применение процессов адсорбции –десорбции с помощью специально подобранных материалов, охлаждение водосодержащей среды ниже температуры росы с последующим нагревом естественным способом, либо с помощью подвода энергии и организации сбора воды и т.д. [11]
Применяемые при этом технические устройства достаточно разнообразны по конструкции, степени автоматизации и адаптации к условиям среды.
Значительные объемы патентной информации вселяют надежду, что эта тема получит продолжение в дальнейшем.
Другим альтернативным методом очистки воды является применение обратноосмотических установок. Нанофильтрация и обратный осмос – передовые технологии очистки воды, основанные на избирательном проникновении молекул и гидратированных ионов через поры полупроницаемых мембран. Размер пор определяет степень очистки (селективность) от растворенных в воде примесей. Степень задержания солей может достигать 99,6%. Обратный осмос по качеству получаемой воды может быть сравнен с технологиями ионного обмена, электродиализа, дистилляции. По степени промышленного освоения с обратноосмотическими установками могут конкурировать только установки ионного обмена. Сегодня в мире происходит постепенное вытеснение ионообменных установок более совершенными установками, использующими технологию обратного осмоса.
Преимущества обратного осмоса по сравнению с ионным обменом и дистилляцией:
- снижение расхода реагентов и вредных выбросов в окружающую среду;
- снижение эксплуатационных затрат;
- уменьшение производственных площадей.
Очистка воды методом обратного осмоса происходит на молекулярном уровне и требует повышенного качества исходной воды. Для предупреждения повреждения мембран в некоторых случаях требуется установка надежной системы предварительной очистки исходной воды.
Область применения обратноосмотических установок:
- опреснение морской воды,
- очистка сточных вод,
- пищевая и ликероводочная промышленность,
- химическая, металлургическая, фармацевтическая, электронная промышленность.
Типовая гидравлическая схема обратноосмотической установки.
См. приложение В
2. ИСЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ УСТЬ-КАМЕНОГОРСКА.
Для того, чтобы узнать, какая вода течет из кранов устькаменогорцев, мы провели следующие опыты: [8,9]
Опыт №1 Содержание взвешенных частиц.
Этот показатель качества воды определяем фильтрованием определенного объема воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.
Для анализа берем 50 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивают. После фильтрования осадок с фильтром высушивают до постоянной массы при 105С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.
Содержание взвешенных веществ в мг/литр в испытуемой воде определяют по формуле
(m1-m2)*1000/V, где m2- масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г; m1 – масса бумажного фильтра до опыта, г; V – объем воды для анализа, л; ПДК=10 мг/л.
Для анализа мы взяли воду с водозаборов ульбинского, октябрьского районов, КШТ. Взвешиваем фильтры:
КШТ m1 =0.54мг
Ульбинский район m1=0.51мг
Октябрьский район m1=0.50мг, затем пропустили через фильтр воду, высушили их и получили следующие результаты:
КШТ m2 =0.50 мг
Ульбинский район m2= 0.50мг
Октябрьский район m2 =0,49мг
ВЫВОД: содержание взвешенных частиц Ульбинского района, КШТ, Октябрьского района – соответствуют норме. Превышение допустимой концентрации влияет на сердечно-сосудистую систему и опорно-двигательную систему.
Опыт №2 Цвет (окраска)
При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20см, для водоемов культурно-бытового назначения 10см.
Диагностика цвета - один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды нужны:
1)стеклянный сосуд
2)лист белой бумаги
В сосуд набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.
Для анализа мы взяли воду с водозаборов Ульбинского района, Октябрьского района и КШТ
Результаты:
КШТ – желтоватый цвет
Ульбинский район – обычный прозрачный
Октябрьский район – зеленовато-серый
ВЫВОД: незначительное изменение окраски не оказывает существенного влияния на организм человека, если это не вызвано наличием в воде растворенных частиц органических соединений.
Опыт № 3 Прозрачность
Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмом, содержания химических соединений.
Для определения прозрачности воды используют прозрачный цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линии букв – 0,5мм, и сливают воду до тех пор, пока сверху через слои воды не будет виден этот шрифт, измеряют высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.
Результат: Ульбинский район – 6см, Октябрьский район -5,6см, КШТ -4см,
ВЫВОД: прозрачность воды КШТ указывает на низкое качество питьевой воды. Прозрачность воды с водозаборов Октябрьского района и Ульбинского района соответствует нормативам качества.
Опыт № 4 Запах
Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после её хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60 С. Характер, и интенсивность запаха определяют по предлагаемой методике (табл.2,3).
Таблица №2
Характер и род запаха воды естественного происхождения
| Ароматический | Огуречный, цветочный |
| Болотный | Илистый, тинистый |
| Гнилостный | Фекальный, сточной воды |
| Древесный | Мокрой щепы, древесной коры |
| Землистый | Прелый, свежевспаханной земли, глинистый |
| Плесневый | Затхлый, застойный |
| Рыбный | Рыбы, рыбьего жира |
| Сероводородный | Тухлых яиц |
| Травянистый | Скошенной травы, сена |
| Неопределенный | Не подходящий под предыдущие определения |
Таблица №3
Интенсивность запаха воды.
| Балл | Интенсивность запаха | Качественная характеристика |
| 0 | - | Отсутствие ощутимого запаха |
| 1 | Очень слабая | Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем |
| 2 | Слабая | Запах, не привлекающей внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание |
| 3 | Заметная | Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относится к воде с неодобрением |
| 4 | Отчетливая | Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья |
| 5 | Очень сильная | Запах, настолько сильный, что вода становится непригодной для питья |
Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды – от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.
Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60 С по 5- балльной системе согласно таблице.
Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.
ВЫВОД: Вода Октябрьского р-на имеет слабый, едва ощутимый неприятный запах, вода Ульбинского р-на не имеет ощутимого запаха, вода КШТ имеет слабый, неопределенный запах.