Реферати українською » Экология » Створення наукових основ знезараження й очищення води на основі нанотехнології


Реферат Створення наукових основ знезараження й очищення води на основі нанотехнології

Страница 1 из 8 | Следующая страница

Створення наукових основ знезараження і очищення води з урахуванням нанотехнології

Список виконавців

1.Ташполотов И. –д.ф.-м.н., проф., науковий керівник теми

2. Садиков Еге. –к.т.н.,с.н.с., відп. виконавець

3.Акматов Б. –м.н.с., виконавець

4.Жогаштиев М. –м.н.с., виконавець

5.Самиева Еге. Т. – ст. лаборант, виконавець


Анотація

Проблема взаємозв'язку якості води зі здоров'ям населення надзвичайно актуальна. У межах Програми ООН, втаємниченому вивченню та розробки заходів із поліпшення якості питної води, яку споживає населення планети розробили рекомендації ВООЗ, містять необхідні критерії і екологічні показники якості безпечної експлуатації і нешкідливої питної води, призначені, переважно, для країн. У промислово розвинених країн вимоги до показників якості питної води вищі, що проект відбиває рівень у країні можливостей та технологій, здатних забезпечити належну очищення питної води за умов не зменшуваного протягом десятиліть забруднення вододжерел. Проте, США, Великій Британії та деяких інших країнах почалися поглиблені дослідження взаємозв'язку зі здоров'ям питної води, відповідної нормативним вимогам, і результати послужили основою перегляду кількісних значень нормувальних показників якості води.

На водозабірної станціїг.Ош виробляють знебарвлення води, її очищення і знезаражування. Дослідження, проведені наОшской водозабірної станції, саме таким системою водопідготовки, показали, що готова до подачі до мережі вода і після хлорування міститьмутагенно-активние сполуки. Це дозволяє припустити, у результаті водопідготовки на станціїг.Ош теж видаляються із води багато небезпечні здоров'я сполуки, зокрема канцерогени.

Очищення води за існуючими технологіям у світінепроизводительна,енергоемка,материалоемка не повністю очищає знешкоджує воду.Хлорирование: у питній воді завжди є органічні речовини, які, з'єднуючись з хлором, дають канцерогени, причому знезаражування води сягає лише 80 %, підвищення цей показник потрібно підвищувати концентрацію хлору і її не була концентрація хлору, багато віруси,яйцеглист захищений оболонкою не гинуть. Тобто, досі вважали, що хлор забезпечував високий рівень безпеки води незалежно від часу її доставки, але тепер відомо, що хлор має і кілька негативних властивостей. Тож у останнім часом з метою знезараження і інтенсифікаціїантимикробного дії дезінфектантів використовуються електричні поля різноманітних і частоти – постійне, змінне,низкочастотное, високочастотне,импульсное, ультразвукове і ультрафіолетове випромінювання, гамма-випромінювання. Одночасне використання окислення з названими вище методами дозволяє знизити час знезараження, і навіть зменшити дозу окислювача, але досягти100%-го бактерицидного дії через присутність у питній воді антропогенних чи зважених речовин вдається.

У технології знезараження і очищення стічних вод мовби також знайшов велике застосуванняелектроактивационний метод з допомогоюелектроактиватора. Вони призначені дляелектроактивационной очищення питної, виробничих стічних та інших вод важких металів, солейдвухвалентного заліза, нітритів, сульфітів,сульфидов.

Практична цінність роботи.

За результатами досліджень очікується отримання соціально-економічного ефекту, поліпшення екології і санітарно-епідеміологічного стану в міських про очисні споруди. Буде розроблено технології знезараження і очищення питної води, із застосуваннямелектроактивационного методу.Ожидаемим результатом проекту є створення науково-технологічних основ очищення води з урахуванням нанотехнології з допомогоюелектроактивационного методу і розроблені рекомендації по оптимізації технологічних процесів очищення, через встановлення фізико-технічних параметрів методу і властивостей питної води.

Через війну під час використанняелектроактивационного влаштування у знезаражуванні і очищення питної води здешевлюють вартість води у кілька разів, економія електроенергії, зменшують трудовитрати при експлуатації, залежно від продуктивності очисних споруд.

Ключове слово

Очищення і знезаражування питної води,електроионизация, електричне полі, електроди, порошки,дисперсность, нанотехнологія.


>СОДЕРЖАНИЕ

Запровадження

Глава 1. Фізико-хімічні властивості води

1.1 Три стану води

1.2Окислительно-восстановительний потенціал води

1.3Кислотно - лужне рівновагу води

1.4 Фізичні властивості води

1.5 Хімічні властивості води

Глава 2. Методи очищення води (аналіз стану питання)

2.1 Основні типи забруднень та їх видалення

2.2 Традиційні способи очищення питної води

2.3Осветление, знебарвлення і знезаражування води

2.4 Вибір місця розташування очисних споруд й визначення необхідних площ

Глава 3.Электрофизический спосіб очищення знезараження питної води

3.1 Очищення води з допомогою нанотехнологій

3.2 Очищення з допомогою методу електрохімічної активації

3.3 Очищення і знезараження води з урахуванням електрофізичної

іонізації

Укладання

Література


Запровадження

Нині у науці й суспільстві зберігається неослабний інтерес до вивчення води, її унікальних біологічних і фізичних властивостей. Пізнання дивних і заворожливих властивостей води починається від споглядання прекрасних структурних творінь і дотику музичної гармонії води, дарованихМасуруЭмото [1,2]. Шокуючі експерименти із управління кліматом, вплив води на стан здоров'я людини і екосистем, явища електромагнетизму у воді й факти нелокального взаємодії водних середовищ, включаючи біологічні - що це невеличкий перелік із кола дивних явищ, формують ореол таємничості навколо води [1-8]. У цих проявах у затінках сучасної науки людині можна зрозуміти, що вода - це побудова з цих двох атомів водню і самого атома кисню, а щось значно більше, що має унікальні корисні властивості, зокрема здатністю сприймати у собі інформацію, як про стан довкілля, і про біологічних об'єктах, котрі взаємодіють із ній [5,8]. У цьому відгук води на подібне вплив маєнелокальний характер, оскільки може виявлятися як минулого, і у майбутньому.

У цьому виникає запитання: "Що таке вода і що обумовлюються її унікальні властивості?" Щоб відповісти на першу частина питання ряд відомих учених запропонував різні структурні моделі, засновані на здібності молекул води утворювати водневі зв'язку. Тож з іменами Дж.Бернала і Р.Фаулера пов'язана модель води з урахуваннямтетраедрической координації молекул. Модель З.Катцова і Л. Голла на відміну моделі Дж.Бернала і Р.Фаулера маєдвуструктурную організацію [6,7]. Модель води з вигнутими водневими зв'язками запропонована Дж.Леннардом і Дж.Попплом, а модель, яка містить порожнечі в каркасі водневих зв'язків, було висунуто Про.Самойловим. У 60-х рр. XX в. М. Штакельбергом розробленаклатратная модель води, яка експериментальне підтвердження у газогідратах, відкритих Л.Полингом [6,7]. Проте структура газогідратів Л.Полинга отримали під час використання їхнього створеннягидрофобних сполук, не несучих у собі заряд.

Наприкінці XX в. зрозуміли, що колективні властивості молекул води обумовлені наявністю в рідини тих чи інших дефектів. Вихідна посилка таких уявлень була пов'язана лише згазогидратамиПолинга, але й теорією гідратації іонів І.Каблукова (1891 р.), кількісну оцінку якої виконалиДебай іГюккель (1923 р.). Відповідно доДебаягидратная оболонка іонів визначається радіусом екранізування... Звідси макроскопічні оцінки іонного кластера дають 107...105 молекул води, що достатньо побудови колективного ансамблю молекул.

У 90-х рр. XX в. Дж.Препарата (1995 р.) розроблена теорія когерентних станів води, так званої "когерентної фази води". Саме це рік можна вважати відправною точкою дослідження колективних властивостей води. У вивчення властивостей когерентної фази води зробили внесок Д.Анагностасос (1988 р.),Дель-Джиудиче, відкрили надпровідність у питній воді, І.Бенвенисте та інші, довели наявність хвильсверхтекучих електронів у питній воді організмів [8].

Однією з усіх робіт у галузі кооперативного поведінки води є книга, випущена авторами під редакцією академіка РАМН Ю.Рахманина і академіка РАПН У. Кондратова (2002 р.), у якій модель води представленій у вигляді вільної громадської та асоційованої фази, що є структури поліморфних льодів, стабілізовані зарядами в рідини [8].

Проблема вивчення кооперативного поведінки води пов'язані з дослідженням умов внутрішньої самоорганізації води та фізико-хімічних властивостей асоційованої води в об'ємної води та змін стану асоційованої води під впливом зовнішніх фізичних чинників, зокрема електромагнітних взаємодій. Натомість, стійкі стану асоційованої води пов'язані з термодинамікою поліморфних льодів у питній воді за наявності збурюючих електрофізичних чинників. До таких факторів слід віднести як наявність високих градієнтів електричного потенціалу при певної орієнтації молекул води у її пов'язаних фазах, а й наявністьнескомпенсированних зарядів у виглядіион-радикалов. Особливий клас взаємодій в асоційованої воді обумовлений станами зарядів вассоциатах води, їхнім виокремленням пов'язанікогерентние макроскопічні пакети електронів, подібних за своєю природою класичним електромагнітним вихрам, формованимсверхтекучими електронами.

Вивчення закономірностей взаємодії асоційованої води з чинниками довкілля полягає в аналізі процесів зміни внутрішнього енергетичного станусверхтекучих електронів вкластерах води,електрон-фононних взаємодій і нелінійних ефектів конденсації електронів, особливо у критичних станахассоциатов поблизу температурних точок фазовихнеустойчивостей материнської фази води (поліморфних льодів), коли закріплені електромагнітні вихори набувають свободу для транспорту, які динаміка стає істотно нелінійної [6,9].

Послідовне розгляд взаємозв'язкуструктурно-физических і електромагнітних процесів, що протікають з участю когерентних хвильових пакетів електронів дозволяє підійти до вивчення найважливіших розділів кооперативної динаміки води, із якою пов'язаний цілий клас нелінійних ефектів і явищ нелокального поведінки води. Вочевидь, що основа цих явищ пов'язані з квантовими властивостями і критичними станамисверхтекучих електронів [6-9].

По суті, вивчення квантових властивостей води перетворюється на стадію дослідження нерівновагової динаміки електромагнітних вихорів в діелектричних середовищах довкілля, яка має надлишком енергії, що становить необхідні умови для прояви когерентних ефектів [9].

Перерахуємо основні вимоги до питну воду [10,11].

Один із головних екологічних проблем людства - якість питної води, яка пов'язана з стану здоров'я населення, екологічної чистотою продуктів, з дозволом проблем медичного та високого соціального характеру. За даними Всесвітньої ОрганізаціїЗдравоохранения (ВООЗ) - 85% усіх захворювань у світі передається водою. Щороку 25 мільйонів вмирає від захворювань. У Нових санітарних правила і нормах (СанПиН 2.1.4.559-96) «Питна вода» було визначено показники по вірусам, пожорсткішали вимоги наявності пестицидів, а, по хлоровмісних речовин норми збільшено більш ніж тричі. Це вимушеним вибором очищення води однієї з двох зол: знезаражувати воду рясним хлоруванням порушувати норму похлору чи змиритися з наявністю у питній воді бактерій. При хлоруванні природних вод утворюютьсяхлорсодержащие токсичні, мутагенних і канцерогенні речовини -тригалометани. Слід зазначити, що у згаданих вищеСанитарних нормах допускається зміст свинцю і алюмінію відповідно 3-10 разів більше, чому це передбачено в стандартах ВООЗ. У цьому необхідно враховувати, що свинець і алюміній ставляться до класувисокоопасних речовин.

Свинець відкладають у кістках, призводить до змін у центральної нервовій системі (поліневрити, церебральний артеріосклероз), крові (зниження гемоглобіну, зменшення кількості еритроцитів), шлунково-кишковому тракті (>спастический хронічний коліт), і навіть спричиняє порушення обміну речовин, “обмеження” багатьох ферментів і гормонів. Навіть небагато свинцю викликає поразка нирок.

Алюміній паралізує нервову і імунну системи, особливо нищівно він діє дитячий організм, сприяє хворобі розвиватися Альцгеймера.

Тривале використання питної води з порушенням гігієнічних вимог щодо хімічним складом зумовлює розвиток різноманітних захворювань серед населення. Несприятливий біологічне вплив надлишкового надходження у організм низки хімічних речовин проявляється у підвищенні загальної чи специфічної захворюваності, а й у зміні окремих показників здоров'я, які свідчать про початкових патологічних чи передпатологічних ті зрушення у організмі.

Підвищення концентрації міді в питну воду викликає поразка слизових оболонок нирок й печінки; нікелю – поразки шкіри; цинку – нирок; миш'яку – центральної нервової системи.

Дослідження учених із Росії у дев'яти містах Сибірського регіону показують, що забрудненій води на захворюваність становить від 7,7 до 41%. Щороку зростає кількість епідемічних спалахів гострих кишкових інфекційних захворювань, обумовлених водним чинником передачі інфекції. У цьому за данимиГоссанепиднадзора РФ, дуже низьку якість питної води в Бурятії, Дагестані, Калмикії, у Приморському краї, в Архангельської, Калінінградської, Томській, Кемеровської, Курганської, Ярославській областях. Дослідження, проведені у Іркутської області, показали, що підвищений рівень захворюваності виразкою шлунка та дванадцятипалої кишки, хронічнимигастритами, і навіть на ішемічну хворобу пов'язані з підвищеним рівнембикарбонатов у питній воді. Це призводить і до відставання фізичного розвитку дітей. Серед 184 досліджених міст Росії Санкт-Петербург займає перше місце уродженим аномалій, хворобам обміну речовин, й інше місце - по онкологічним захворювань. Більше половини пітерських школярів страждають гастритом. Головна причина – брудна питна вода. Ненайкраща справи й у столиці. Спад промисловості не зробив чистіше Москва-ріку.

Отже, питна вода - важливий чинник здоров'я [8]. Практично всі її джерела піддаються антропогенному і техногенному впливу різною інтенсивності. Дослідження засвідчують погіршенні якості води з 1995 р. про те, що у кількох регіонах рівень хімічного і мікробіологічного забруднення водойм залишається високим, переважно через скидання неочищених виробничих та побутових стоків. Попри відносну захищеність підземних вод від забруднень, завдяки чому їх прагнуть використовуватиме питного водопостачання, на сьогодні виявлено близько 1800 осередків їх забруднення, 78% яких - у частині РФ. Через брак споруд очищення і знезараження води більшості водогонів із водозабором з розчинених водойм стан джерел централізованого водопостачання загалом країні вкрай неблагополучне.

У багатьох водозаборів виявлено солі важких металів (ртуті, свинцю, кадмію) в концентраціях, перевищують ГДК, і збудники інфекційних захворювань [11]. У багатьох водогонах з водозабором з поверхневих джерел (34% - комунальних і 49,3% - відомчих) немає повного комплексу очисних споруд, але в 18,1% і 35,1%, відповідно -обеззараживающих установок. Стан джерел питного водопостачання, незадовільні очищення і знезаражування безпосередньо пов'язані із високою якістю питної води, поданого споживачам. Загалом в РФ 20,6% проб, які зі водогону, не відповідають гігієнічним вимогам до питну воду посанитарно-химическим показниками (15,9% - поорганолептике, 2,1% - по мінералізації, 2,1% - по токсичною речовин і 10,6% - з мікробіологічних). Найчастіше низьку якість питної води з централізованих систем водопостачання пов'язані з підвищеним вмістом у ній заліза і марганцю. За даними регіональних органів санепідемслужби, близько 50 млн людина, т. е. третину населення РФ, п'ють воду з підвищеним змістом заліза.

Низька якість питної води б'є по здоров'я населення.Микробное забруднення нерідко є причиною кишкових інфекцій. Так 1998 р. у країні зареєстровано 122 спалахи гострих кишкових інфекційних захворювань, викликаних питної води (1997 р. - 112), із кількістю хворих 4403 людина

Страница 1 из 8 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація