ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

9. Неметалічні елементи та їхні сполуки. Неметали

9.1. Гідроген

9.1.3. Очищення води

За даними 00Н сьогодні із 7 млрд. людей нашої планети більше 1,2 млрд. живуть в умовах постійного дефіциту прісної води, і ще близько 2 млрд. — страждають від нього регулярно. Отже, перед людством повстала глобальна проблема забезпечення водою, і перш за все, питною. Ця проблема ще більше загострюється через постійне збільшення забруднення води. Внаслідок діяльності людини річки й озера, моря й океани забруднюються нерозчинними, твердими відходами і розчинними хімічними речовинами — добривами, пестицидами, синтетичними мийними засобами тощо. За даними ВООЗ вода може містити до 13 тис. потенційно небезпечних сполук, і їх число постійно зростає. Промислові й побутові стічні води піддають поетапному очищенню. Для цього використовують механічні, хімічні, фізико-хімічні та біохімічні методи очищення.

Механічні методи (завдяки ним видаляється до 70 % мінеральних забруднень, головним чином грубо-дисперсних):

✵ використання решіток і сит;

✵ фільтрування (піском);

✵ седиментація (відстоювання і центрифугування).

Біологічний метод полягає у розкладанні речовин унаслідок дії мікроорганізмів т. зв. активного мулу (бактерій, найпростіших), під час якого складні органічні сполуки розкладаються до простих (води, вуглекислого газу), мінералізуються сполуки Нітрогену, Фосфору, Сульфуру.

Фізико-хімічні методи (завдяки яким видаляються тонко-дисперсні та розчинені у воді речовини):

✵ коагуляція (флокуляція) — об’єднання колоїдних частинок у великі асоціати, які потім видаляють за допомогою спеціальних речовин коагулянтів (алюміній сульфату A1₂(S0₄)3 і натрій метаалюмінату NaAlO₂);

✵ електрофлотація — метод оснований на проведенні електролізу води і флотаційному ефекті. У процесі електрофлотації нерозчинні забруднювальні речовини піднімаються на поверхню стічних вод;

✵ аерація — пропускання повітря (кисню) крізь воду, у результаті чого окислюються сполуки Феруму, видаляються розчинені у воді гази (вуглекислий газ, сірководень);

✵ сорбція — поглинання забруднювальних речовин твердим тілом або рідиною;

✵ екстрагування;

✵ дистиляція;

✵ виморожування тощо.

На жаль, не всі забруднення можна знешкодити. Так, мінеральні добрива, внесені у ґрунт, не миттєво засвоюються рослинами і в значних кількостях змиваються з полів (наприклад, унаслідок дощів). Вони потрапляють:

- у ґрунтові та підземні води, отруюють джерела і колодязі;

- у водойми, руйнують водні біоценози, спричиняючи замори риби та інших водяних мешканців.

Аналогічна ситуація і зі сміттєзвалищами.

Водопровідну воду, яка потрапляє у крани через комунальні системи водозабезпечення, зазвичай беруть з річок і озер (рідше з артезіанських свердловин). Вона не повинна містити нерозчинних домішок і хвороботворних мікроорганізмів. їй дають відстоятися у спеціальних резервуарах, а потім фільтрують крізь шар піску. Очищену від нерозчинних речовин воду піддають хімічній дезінфекції:

✵ хлором (хлорування). Під час пропускання газоподібного хлору крізь воду більшість мікроорганізмів гине. Основна вада методу полягає в тому, що при цьому утворюються токсичні хлоропохідні органічних речовин, що робить воду непридатною для пиття;_;

✵ озоном (озонування). Під час пропускання озону крізь воду не лише гинуть мікроорганізми, а й знешкоджується низка токсичних; речовин, або обробляють ультрафіолетовим випромінюванням (за допомогою т. зв. бактерицидних ламп), яке вбиває мікроорганізми.

Водопровідна вода за своїм вмістом і властивостями може відрізнятись від води питної.

Питна вода — це вода, в якій бактеріологічні, органолептичні показники та показники токсичних хімічних речовин перебувають у межах норм питного водопостачання. Склад і властивості питної води в системах водопостачання повинні відповідати вимогам Державного стандарту «Вода питна», а саме:

✵ відсутність кольору, неприємного запаху, смаку (основна вимога до органолептичних властивостей води);

✵ мінералізація води за стандартом не повинна Перевищувати 1 г/л (але для посушливих районів вода може вважатися доброю при мінералізації до 1 г/л, задовільною —1-2 г/л, допустимою для пиття — 2-2,5 г/л, допустимою для пиття в крайньому разі — 2,5-3,0 г/л);

✵ твердість води (вміст йонів Кальцію та Магнію) не повинна перевищувати 7 ммоль/л;

✵ значення pH повинні бути в межах 6,5-9,5;

✵ концентрація нітрат-іона не повинна перевищувати 45-50 мг/л (у перерахунку на азот — ≈ 10 мг/л);

✵ важливе значення має характеристика мікробіологічного стану: колі-індекс — не більше 3, колі-титр — не менше 300.