Диссертация (1173069), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Однако следует учитывать, чтоэффективность обеззараживания воды препаратами хлора зависит отинтенсивностиначальногозаражения[61,140,142,153,170].12водыбактериями ивирусамиТаблица 3 – Преимущества и недостатки некоторых дезинфектантовНаименованиедезинфектантаМолекулярныйхлорГипохлоритнатрияПреимуществаНедостаткиНизкаястоимость;высокаяреакционнаяспособность; эффективность удаления неприятныхвкуса и запаха; предотвращение роста водорослей;разрушение органических соединенийВысокая эффективность против большинстваболезнетворных микроорганизмов; относительнаябезопасность при использовании; при получениина месте не требует транспортировки и храненияопасных химикатовПовышенные требования к перевозке и хранению; потенциальныйриск отравления людей в случае утечки; образование продуктовдезинфекции – тригалометанов, галогенуксусных кислотХлорная известьВыраженные бактерицидные и спороцидныесвойства; относительнаядешевизнаисравнительная простота в примененииДиоксид хлораЭффективность при пониженных дозах; отсутствиеобразования хлораминов, тригалогенметанов,броматовиброморганическихпродуктов;разрушение фенолов - источника неприятноговкуса и запаха; высокая эффективность для всехвидов микроорганизмов, включая цисты (Giardia,Cryptosporidium) и вирусыУстойчивое и долговременное последействие;способствование удалению неприятного вкуса изапаха;снижениеуровняобразованиятригалогенметанов и других хлорорганическихпродуктов дезинфекцииХлорамин13Невысокая эффективность против цист (Giardia, Cryptosporidium);потеря активность при длительном хранении; потенциальнаяопасность выделения газообразного хлора при хранении; образованиепродуктов дезинфекции, включая тригалогенметаны; при получениина месте требование немедленного использования, либо обеспечениевозможности хранения; требование специальных мер по очисткеисходной воды и соли от ионов тяжелых металлов; при хранениирастворов NaClO с концентрацией активного хлора более 450 мг/л ирН более 9 - накопление хлоратовПостоянное снижение содержания активного хлора (на 1-3% в месяц);сложность хранения (в темном, сухом и прохладном месте, в закрытойтаре); плохая растворимость в воде; коррозия металлов; снижениеактивности в присутствии органических веществОбязательное получение на месте применения; необходимостьперевозки и хранения легковоспламеняющихся исходных веществ;образование хлоратов и хлоритов; в сочетании с некоторымиматериалами и веществами появление специфического запаха и вкусаНизкая эффективность против вирусов и цист (Giardia,Cryptosporidium); при дезинфекции требования высоких доз ипролонгированного времени контакта; образование азотосодержащихпродуктов1.2 Предшественники образования тригалогенметановИнтерес к неорганическим и, в большей степени, органическимпримесям природных вод обусловлен тем, что в процессе водоподготовки настадии обеззараживания воды хлором или его соединениями образуютсявещества более токсичные, чем исходные [72].В настоящее время одной из главных проблем хлорированиямолекулярным хлором является образование хлорорганических соединений,среди которых большую опасность представляют летучие хлорорганическиесоединения.
Большими по концентрации в системах распределения питьевойводы считаются тригалогенметаны (ТГМ) и галогенуксусные кислоты. КТГМотносятхлороформ(трихлорметан),бромдихлорметан,дибромхлорметан, бромоформ (трибромметан) [53]. В последние годы,согласно данным российских и зарубежных исследований, наблюдаютсявысокие концентрации именно этих органических загрязнителей в водехозяйственно-питьевого назначения [47].Источниками образования ТГМ являются как антропогенные, так иприродные вещества [30,37,129,146].
К природным источникам, как правило,высокомолекулярным соединениям, относят водный гумус, фульвокислоты идр. [79,125,170]. Значительную опасность в плане возможности образованияТГМпредставляютотходыцеллюлозно-бумажнойпромышленности,поскольку их отходы – лигнины – по структуре во многом аналогичныгуминовым и фульвокислотам и содержат схожие структурные фрагменты всвоихмолекулахкоксохимических[69].Источникамипроизводств,ТГМмогутлакокрасочныеявлятьсяматериалы,отходыгербициды,растворители, в т.ч. и хлорсодержащие, а также такие процессы, какзолотодобыча [29,36,52,60,62,96,162,70,119].Важнымисточникомгалогенсодержащихсоединенийявляютсябытовые и промышленные стоки, в которые галогенсодержащие соединения(ГСС) попадают как уже использованные растворители, как, например,14трихлорметан [66,86,131,173].
Кроме того, некоторые промышленныепредприятия используют хлорирование для обработки своих стоков, чтоприводит к появлению хлорорганических соединений в воде водоисточника[34,86].Формирование ТГМ главным образом зависит от особенностейводоисточника. Загрязнение поверхностных и подземных водоисточниковзависит от ряда факторов: деятельности предприятий, расположенных вбассейне водосбора, количества и мощности очистных сооружений, а такжеклиматических и географических условий [72].Гуминовые вещества (ГВ) – это сложные смеси устойчивых кбиодеструкциивысокомолекулярныхтемно-окрашенныхорганическихсоединений природного происхождения, образующихся при разложениирастительных и животных остатков под действием микроорганизмов иабиотических факторов среды. Гуминовые вещества составляют от 60 до 80%органического вещества водных и почвенных сред [125].
Общепринятаяклассификациягуминовыхвеществосновананаихразличииврастворимости в кислотах и щелочах. Согласно этой классификации ГВподразделяют на три основные составляющие: гумин – неизвлекаемыйостаток, нерастворимый ни в щелочах, ни в кислотах; гуминовые кислоты(ГК) – фракция ГВ, растворимая в щелочах и нерастворимая в кислотах;фульвокислоты (ФК) – фракция ГВ, растворимая в щелочах и кислотах[92,125].Предложена гипотетическая структура гуминовых веществ почвы(рис.1). Структура позволяет продемонстрировать основные химическиесвойстваГВ,такиекаккислотность,окислительно-восстановительныеихелатирующаяπ-акцепторныеполиэлектролитную природу ГВ [125].15способность,свойства,атакжеРисунок 1 – Гипотетическая структура гуминовых веществ почвы [125]Гуминовые вещества содержат различные функциональные группы.Это карбоксильные, фенольные и спиртовые, карбонильные, хинонные,метоксильные, сложноэфирные, енольные, амино-, амидо- и имидогруппы,сульфотиольные и дисульфидные группы [27].Присутствие в воде нитрита натрия NaNO2 иногда рассматривается какодна из причин образования ТГМ [25].
Однако в иных исследованияхдоказано, что присутствие этого соединения не оказывает существенногоэффекта на формирование ТГМ [36]. В случае присутствия в исходной водебромид-ионов, хлорноватистая кислота может реагировать с бромидом собразованием бромноватистой кислоты. Это, в конечном счете, приводит креакции предшественников ТГМ с бромноватистой кислотой и, какрезультат, образованию, наряду схлорсодержащими, и бромсодержащихТГМ [36].В общем случае процесс формирования ТГМ вприсутствииприродного органического вещества (ПОВ) описывается следующей схемой[53] (рис.2)16Рисунок 2 – Схема формирования хлор- и бромсодержащих ТГМ [15]Подтверждением того, что ГВ являются предшественниками ТГМ,стали результаты их прямого хлорирования [36]. Косвенное подтверждениеэтому факту – значительное уменьшение содержания ТГМ при хлорированииводы из подземных источников [43,67,72,73,124].Как правило, компоненты ТГМ показывают более высокий потенциалобразования при увеличении содержания ПОВ и повышении дозы хлора [56].Так, например, высокий коэффициент корреляции (r = 0,90) характеризуетсвязь между концентрациями ООУ и ТГМ [58].Изучение хлорирования модельных растворов фенола, который вводных растворах легко подвергается бромированию с образованиемзамещенных фенолов, выявило наличие примеси брома в хлорной воде.
Этотфактвыявленблагодаряобнаружениюбромдихлорфенолаидибромхлорфенола в исследуемых пробах после хлорирования. Причемсодержание брома в образующихся продуктах увеличивалось с увеличениемдозы хлора [72].171.4 Факторы, влияющие на образование ТГМОдним из наиболее значимых источников формирования ТГМ являетсяприсутствие в речной воде водного гумуса [13,30,72]. Тем не менее, ихколичественное содержание определяется итакими факторами, кактемпература, состав органических соединений, материал водопроводныхтруб, природа и доза хлорирующего агента, рН и другие [162].Влияние материала водопроводной трубы. Ряд исследованийпоказал, что немаловажную роль в формировании ТГМ и ГУК играетматериал, из которого изготовлены водопроводные трубы.
Например,имеютсярезультатыэкспериментов,которыесвидетельствуютовозможности выщелачивания летучих органических компонентов из труб,изготовленных из ПВХ. Это является потенциальной угрозой образованиятоксичных продуктов. Необходимо отметить, что схожие процессы имеютместо в случае труб, изготовленных из ПЭВД [55].С другой стороны, эксперименты на медных и стеклянных трубахпоказали, что значительной разницы между суммарным количеством ГУК иТГМ за первые 12 часов процесса хлорирования не наблюдается [35].Влияние температуры. Исследования показали, что концентрациипродуктов хлорирования отличаются в потоках воды системы распределенияи резервуарах чистой воды [14].
Повышение температуры воды увеличиваетскорость образования компонентов ТГМ. Это приводит к созданию болеевысоких концентраций компонентов ТГМ в системах распределенияпитьевой воды [14].Формирование продуктов хлорирования также зависит от сезонныхизменений: летом их концентрация почти в 2 раза выше по сравнению сзимой [12,16,51]. Указанная тенденция сохраняется и в климатических зонах,гдеразницамежду«летней»и«зимней»температурамиводынесущественная; считается, что это связано с возрастанием содержанияпланктонного гумуса в летнее время за счет отмирания гидробионтов [72].18Влияние pH.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
