Сорбция – это процесс поглощения вещества из окружающей среды твёрдым телом или жидкостью. Преимуществами этого метода являются возможность адсорбции веществ многокомпонентных смесей и высокая эффективность очистки особенно слабо концентрированных сточных вод. Сорбционные методы весьма эффективны для извлечения из сточных вод ценных растворённых веществ с их последующей утилизацией и использования очищенных сточных вод в системе оборотного водоснабжения промышленных предприятий. В качестве сорбентов применяют различные искусственные и природные пористые материалы: залу, опилки, торф, коксовую мелочь, силикагели, активные глины и др. Эффективными сорбентами являются активированные угли различных марок. Активность сорбентов характеризуется количеством поглощаемого вещества на единицу объёма или массу сорбента.
Ионообменный метод – это метод обмена ионами находящимися в растворе и ионами, присутствующими на поверхности твёрдой фазы (ионита). Очистка производственных сточных вод методами ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси, ПАВ или радиоактивные вещества.
Важнейшим свойством ионитов является их подготовительная способность, так называемая обменная емкость. Полная ёмкость ионита – количество находящихся в сточной воде грамм-эквивалентов ионов, которое может поглотить 1 м3 ионита до полного насыщения.
Men+ + H[K] = Me[K] + nH+
Men+ + Na[K] = Me[K] + nNa+
Men+ - катион находящийся в сточной воде
К – сложный комплекс катионита
Характерной особенностью ионитов является их обратимость то есть возможность проведения реакции в обратном направление, что и лежит в основе их регенерации. Различают химическую, термохимическою, и электрохимическую регенерацию.
Большое влияние на биологическое окисление оказывает кислородный режим и наличие токсичных веществ в среде. Токсичное действие на биологические процессы могут оказывать органические и неорганические вещества. Биологическая очистка сточных вод может осущзествляться как в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), так и в специальных сооружениях (аэротенки, метантенки).
Использование бактерий для очистки вод.
Органические вещества + O2 + N + P à(микроорганизмы) + CO2 + H2 + биологически не окисляемые растворимые вещества.
Факторы влияющие на биологическую очистку:
- концентрация водородных ионов (pH)
- кислородный режим и наличие токсичных веществ в среде
Электрофлотация - удаление твердых частиц дисперсной фазы осуществляется путем флотации их пузырьками водорода и кислорода, образующихся в результате электролиза водной части осветляемой жидкости. Катод 2H2O + 2e à H2 + 2OH-. OH- ионы движутся в аноду, где отдают свой заряд с выделением O2. 4OH- – 4e à 2H2O + O2.
По сравнению с обычной флотацией пузырьки по размерам на 1 – 2 порядка меньше. Пузырьки – однородны и выделяются в больших количествах.
Электрофорез – процесс переноса частиц в электрическом поле. Причина – наличие разноименных зарядов у разных фаз. В результате возникновения электрического поля м/у электродами, благодаря малым размерам частиц дисперсной фазы происходит перенос отрицательно заряженной дисперсной фазы к положительному электроду. Заряд на частицах обусловлен наличием на их поверхности двойного электрического слоя из ионов, возникающего либо в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, либо за счет ионизации поверхностных молекул вещества.
Электрокоагуляция – в процессе анодного растворения образуются коагулянты – гидроксиды металлов, которые снимают, поверхностный заряд частиц под воздействием электрического поля.
Fe0 – e + H2O à Fe(OH) + H+
Fe(OH) – e + H2O à Fe(OH)2 + H+
47. Экологическая ситуация и болезни – прямая зависимость
Значение воды для поддержания здоровья на высоком уровне обусловлено той ролью, которую она играет для удовлетворения физиологических и гигиенических потребностей, а также рекреационных целей. Основными источниками загрязнения гидросферы являются промышленные, хозяйственно-бытовые, с/х сточные воды, а также водный транспорт.
Росту числа заболеваний, обусловленных загрязнению воды, способствует тот факт, что на очистные сооружения водопроводных станций поступает вода низкого качества. Многие реки, используемые как источники питьевой воды содержат не менее 10% очищенных сточных вод.
По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) вода содержит 13 тысяч потенциально токсичных элементов. Тяжелые металлы, находящиеся в воде (свинец, ртуть, кадмий, цинк, никель, хром) вызывают атеросклероз, полиневрит, гипертонию, поражение костного мозга, потерю остроты зрения. Радиоактивные уран, плутоний, торий, стронций, цезий приводят к онкологическим заболеваниям, генетическим изменениям, ослаблению иммунитета, врожденным порокам. Азот и фосфор, попав в организм человека, подтачивают его иммунитет, а также вызывают рост в водопроводных коммуникациях и артезианских скважинах сине-зеленых водорослей, плохо поддающихся фильтрации и вырабатывающих токсины.
Болезнетворные микробы, попавшие в воду вместе с канализационными стоками, становятся причиной гастроэнтерита, гепатита, миокардита, полиомиелита и различного вида кишечных расстройств.
Также в воду могут попадать фтор, хлор и его соединения, бром, хлороформ, вызывающие нефриты, гепатиты, токсикозы беременности и врожденные аномалии плода, мутагенные эффекты, ослабление иммунной системы, поражение детородных функций мужчин и женщин, онкологические заболевания внутренних органов.
При наличии столь широкого спектра тяжелых «водных» заболеваний правила безопасности довольно просты: не пить сырую водопроводную воду, не купаться в запрещенных местах, пользоваться фильтрами и очистителями воды, идеальный вариант для крупных городов – перейти на покупную воду для питья и приготовления пищи.
Воздух
Источники загрязнения: автомашины, теплоэлектростанции, производства минеральных удобрений, красителей, катализаторов, цемента.
Болезни: онкологические, органов дыхания, кровообращения, нервной системы.
Автомобили – главный поставщик в наши легкие оксида углерода. Он препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы и в особых случаях может стать причиной потери сознания и смерти.
Кроме СО, с выбросами автотранспорта в атмосферу поступают порядка 15 других опасных веществ – ацетальдегид, бензол, 1,3-бутадиен, кадмий, никель, селен, цинк, медь, свинец, стирол, формальдегид, акролеин, ксилолы, толуол. Часть из них – так называемые тяжелые металлы. Они обладают способностью накапливаться в живых организмах, увеличивая свою концентрацию, что в конечном счете начинает представлять опасность для здоровья человека. Содержание кадмия, например, в организме жителей крупных городов может оказаться в десятки раз выше, чем у жителей сельской местности. К характерным «кадмиевым» болезням горожан относятся гипертония, ишемическая болезнь сердца, почечная недостаточность. «Помогают» автомобилям разрушать наше здоровье экологически грязные производства – в Сибири, например, вблизи заводов в 50 процентах случаях обострения хронических заболеваний органов дыхания врачи обвиняют именно плохой воздух.
В выигрышном положении оказываются жители сельской местности в отдалении от промышленных предприятий или теплоэлектростанций, где сжигается углеводородное топливо. В городах частично спасают «спальные районы» и мощные кондиционеры, очищающие воздух от пыли и сажи. Однако надо знать, что при прохождении воздуха через фильтр и систему охлаждения-нагрева могут полностью уничтожаются ионы, оказывающие благоприятное воздействие на человека. Если ваш кондиционер не имеет специального агрегата, который после кондиционирования воздуха дополнительно его ионизирует, необходимо приобрести ионизатор.
Еда
Источники загрязнения: синтетические удобрения и ядохимикаты.
Болезни: гепатит, дисбактериоз, аллергия, онкологические заболевания.
Даже в самых вкусных и отлично приготовленных блюдах на нашем столе вполне могут содержаться пестициды, гербициды, нитраты и нитриты – остатки сельскохозяйственных удобрений и ядохимикатов. Нитрит и нитрат калия или натрия применяются и как добавка при посоле мяса и мясных продуктов для сохранения красного цвета, а также используются в качестве консервантов. Наличие этих чужеродных веществ в наших тарелках, помимо довольно обычных отравлений, грозит развитием опухолей, уменьшением содержания витаминов в органах, снижением устойчивости организма к действию онкогенных факторов. Консерванты уничтожают полезные микроорганизмы – бифидобактерии, обитающие в желудочно-кишечном тракте, и тем самым способствует развитию дисбактериоза. Под термином «пищевая добавка» могут скрываться сотни химических соединений, в том числе золото и серебро, хлор и диоксид хлора, серная кислота и уголь. Эти вещества не усваиваются, а откладываются в печени, становясь причиной желтого цвета лица, заболеваний желудочно-кишечного тракта и печени, гепатита и аллергии.
Всегда обращайте внимание на срок хранения рулетов, напитков, колбас, сыров, маргаринов, супов – чем дольше гарантийный срок хранения, тем больше в них содержится различных консервантов и антиокислителей, разрушающих печень. Пейте йогурты с бифидобактериямии, а также принимайте витамин С – он препятствует образованию из нитритов нитрозаминов, особо вредных веществ, вызывающих рак.