Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Обследование питьевой воды различных городов по их суммарной мутагенной активности (СМА) выявило значительные колебания этого показателя в разных городах и в различные сезоны года. Как правило, мутагены возникали в процессе водоподготовки и отсутствовали в
356
исходной воде. Встречаются случаи, правда редкие, когда, напротив, обработка воды на станциях водоподготовки приводила к исчезновению мутагенов, присутствовавших в исходной воде. В большинстве случаев СМ А отмечалась в весенне-летний период и практически отсутствовала в осенне-зимний, что указывает на биогенное происхождение мутагенной активности. При этом отмечается увеличение СМА, вызванное нарушением режима хлорирования питьевой воды.
§ 11.2. ПРИМЕНЕНИЕ ХЛОРА, ОЗОНА И ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА В ОБРАБОТКЕ ВОДЫ И ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
Практика последних лет показывает, что в природных водах, включая водоисточники питьевого назначения, возросла концентрация возбудителей заболеваний паразитарной природы, а также возбудителей различных видов эпидемий. Связано это с изменением состава природной водной среды и микробиологическим загрязнением фекальными и бытовыми сточными водами, а также поверхностным стоком с территории населенных мест.
В бытовых сточных водах встречаются различные инфекционные микроорганизмы. Известны случаи массовых заболеваний людей, пользующихся загрязненной водой, вирусным гастроэнтеритом, брюшным тифом, инфекционным гепатитом, лямблиозом, заражения сальмонеллами. Большая часть вспышек инфекции связана с наличием в воде вирусов из желудочно-кишечного тракта человека. Из кишечника и мочевых путей выделяются более 100 видов вирусов, которые могут проходить через систему очистных сооружений и попадать в водоем.
Так, за сутки больной или инфицированный человек выделяет 2-Ю8—7'108 шт. болезнетворных микроорганизмов, в 1 г фекалий содержится в среднем около 2000 тыс. жизнеспособных цист лямблий. Расчеты показывают, что при заражении лямблиозом 1% населения содержание цист в 1 л сточных вод достигает 9,6«Ю3 экз. В то же время для заражения человека лямблиозом достаточно порядка 10 жизнеспособных цист лямблий. Имеются данные, что употребление для питья некипяченой городской водопроводной воды в объеме 1,5 л и более за сутки в 42% случаев приводило к заражению лямблиозом. Этот пример показывает, насколько высокие требования должны предъявляться к обеззараживанию питьевой воды, а также сточных вод, вовлеченных в повторное использование в системах замкнутого водопользования.
11.2.1. Хлор как окислительный и обеззараживающий агент
Высокая окислительная способность хлора и некоторых хлорсодер-жащих производных, таких, как СЮг, гипохлориты, позволяет приме-
357
нять их для очистки сточных вод от органических и некоторых неорганических примесей. Скорость и глубина реакции зависят не только от природы примесей, но и от температуры, рН, концентрации окислителя, времени контакта и т.д. Наиболее эффективно применяются хлор и его производные для очистки сточных вод от цианидов, сероводорода, фенолов, ксантогенатов (ЛОБ^ ) и др. Зачастую в качест-
ЭИа
ве катализатора применяется активированный уголь.
В щелочной среде при рН 9—10 разрушение цианидов под действием гипохлорита осуществляется за 1—3 мин по реакциям
си- + оа —сш- + С1- (1)
СЮ" + 2Н20 —> НСОз + Ш3 (2)
При рН 6,6 происходи* дальнейшее окисление нетоксичных цианатов: 2СШ-+ ЗОСГ- 2Н+ —¦+ 2С02 + N2 + ЗС1" + Н20 (3)
Хлор и хлорная известь широко используются для локальной очистки стоков сульфатцеллюлозных заводов. При этом содержащиеся в воде сернистые соединения взаимодействуют с хлором с образованием различных продуктов.
Хлорирование — один из распространенных методов дезодорации сточных вод. Эффективность хлорирования повышается при одновременном действии УФ-излучения. Введение хлора интенсифицирует процесс фотохимического окисления органических примесей сточных вод в десятки раз, причем эффективность деструктивного окисления органических веществ достигает 95%.
Несмотря на простоту и компактность установок для хлорирования воды, доступность и дешевизну хлора и его производных, применение метода очистки сточных вод активным хлором может иметь лишь ограниченное применение. Связано это с недостаточной глубиной окисления органических примесей (до органических кислот), образованием токсических хлорорганйческих соединений, необходимостью применения высоких доз активного хлора, высокой токсичностью самого хлора.
Тем не менее хлор все еще широко используется в обеззараживании воды после биохимической очистки бытовых сточных вод. Более 85 лет хлор был единственным химическим дезинфицирующим средством очистки сточных вод от болезнетворных бактерий и вирусов. Эффективность хлора, точнее — продукта его взаимодействия с водой
358
С12 + Н20
НОСІ + НС1
(4)
как окислителя, связана с высокой реакционной способностью гипо-хлорита, совмещающего в себе свойства ОН-радикала (акцептор Н) и С1-атома (хлорирующего агента С~Н-связи).
Для достижения дезинфицирующего эффекта необходимо использовать избыток хлора (иначе не обеспечивается полное обеззараживание сточных вод), однако при этом в водоем поступает избыточное количество свободного хлора. Последний в концентрации > 0,1 мг/л оказывает токсическое действие на рыб и другие водные организмы, снижает органолептические и вкусовые качества питьевой воды, обладает сильными корродирующими свойствами.
