Вода и ее применение
Общеизвестно, что жизнь на планете Земля возникла благодаря наличию воды. Именно воду или признаки ее присутствия в прошлом ищут американцы на планете Марс, чтобы ответить на вопрос, была ли жизнь на Марсе.
Вода — наиболее распространенное, доступное и дешевое вещество. В воде зародилась жизнь, вышла из нее, постепенно заселив сушу и воздух. Без воды немыслима жизнь на планете Земля, немыслима жизнедеятельность человека. Именно доступность и незаменимость воды обусловила ее широкое применение в быту, промышленности и сельском хозяйстве, медицине — во всех сферах человеческой деятельности. Трудно вспомнить, где вода не применяется. Но именно это и создает проблемы, связанные с ее подготовкой к использованию, с ее очисткой .
Вода — жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотность р = 1,000 г/см3 (при 3,98°С), Тплавл. = 0°C, Ткип = 100°C. Одно из самых распространенных веществ в природе. Гидросфера занимает 71% биосферы. Биосфера, включающая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами, ничтожно тонка — от глубин океанских впадин до высот снежных вершин слой биосферы достигает толщины всего 20 км, что составляет лишь 0,3% радиуса Земли. К тому же эта обетованная пленка на поверхности Земли в основном водная, и в этом смысле наша планета является планетой Воды.
Заглянем в «Словарь» Брокгауза и Ефрона: «минерал» (от mina — подземный ход, штольня) — это название дают однородным твердым или жидким неорганическим произведениям природы, определенного химического состава, входящим в состав твердой оболочки земли, а также и других небесных тел.
Таким образом, жидкая вода — жидкий минерал, твердая вода (лед) — твердый минерал. В последние десятилетия обнаружены большие запасы топлива в виде твердых кристаллогидратов природных углеводородов. Вода — прекрасный растворитель и потому невозможно встретить в природе жидкую «чистую» воду, то есть воду, в которой не растворены неорганические и органические вещества. Вода — прекрасная среда обитания живых организмов и потому невозможно встретить в природе «чистую» воду, т.е. воду, в которой бы не обитали микробы, бактерии, моллюски, рыбы и т.д.
Столь универсальный по свойствам и широте распространения минерал нашел чрезвычайно широкое использование в жизнедеятельности человека. Вода используется в быту, в промышленности, в сельском хозяйстве — где угодно. Приведу примеры того, в каких объемах используется вода.
В теплоэнергетике вода — теплоноситель и рабочее тело. Тепловые электростанции используют на производство одного гигаватта электроэнергии 32-42 м3 в секунду воды. В частности, на охлаждение конденсатора турбины только одного энергоблока используется от 6 до 10 тыс.м3/ч. Если учесть, что в 1990 г. СССР произвел 1,726 млрд ГВт-ч электроэнергии, а к 2010 г. планировал увеличить производство электроэнергии только на ТЭС на 50-55%, то можно считать, что развал СССР, резкое падение производства и значительное снижение объемов производимой электроэнергии спасли республики бывшего СССР от экологической катастрофы. В металлургии вода используется для охлаждения оборудования, как теплоноситель и как рабочее тело для ТЭС, которые есть на каждом металлургическом комбинате, но не относятся к Министерству энергетики. То есть, не учтены в вышеприведенных цифрах. Только на охлаждение одной доменной печи используется до 10 тыс.м3/ч.
В химии вода — растворитель; один из реагентов некоторых химических реакций; «транспортное средство», то есть среда, позволяющая перемещать реагенты, продукты реакции из одного технологического аппарата в другой; теплоноситель и хладагент в тепловых процессах. В конечном итоге, вывод в окружающую среду жидких отходов производства осуществляется тоже в виде водных растворов и суспензий. Указать общие объемы воды, используемой химической промышленностью, не представляется возможным. Чтобы иметь хоть какое-то представление об объемах используемой воды и водных растворов, укажу, что только содовые заводы СССР выпускали в год свыше 1 млн т кальцинированной соды, а на производство 1 т кальцинированной соды (только в виде раствора хлорида натрия — рассола) расходовалось 5,5 м3 рассола. Потом в технологическом процессе этот объем увеличивался приблизительно в два раза и выводился в виде жидких отходов. Перемножить между собой эти цифры сможет сам читатель.
В медицине вода — растворитель, лекарственное средство, средство санитарии и гигиены, «транспортное средство». Повышение уровня медицинского обслуживания и рост народонаселения планеты Земля естественным образом ведет к росту водопотребления на медицинские цели.
В сельском хозяйстве вода — транспортное средство питательных веществ к клеткам растений и животных, участник обменных реакций, участник процесса фотосинтеза, реакций гидролиза, регулятор температуры живых организмов. Объемы воды, которые затрачиваются для полива сельскохозяйственных растений, при кормлении животных, птицы, не уступают объемам, используемым промышленностью.
В быту вода — средство санитарии и гигиены, участник химических реакций, протекающих при приготовлении пищи, теплоноситель, транспортное средство, удаляющее продукты жизнедеятельности человека в канализацию. Норма водопотребления на одного человека существенно разная по отдельным городам. Так, например, в Санкт-Петербурге она — 0,70 м3/мес, в среднем по Украине — 0,32 м3/мес, а в Европе — 0,11 м3/мес. Вспомните о приблизительно 6 млдр. человек, населяющих планету Земля и вам станет ясно, почему время от времени возникают разговоры о все возрастающих проблемах с питьевой водой даже в «мокрых» регионах планеты.
Что такое «чистая» вода?
Понятно, что для минерала, происходящего из разных месторождений, разного состава и столь широкого диапазона применения не могут быть сформулированы единые требования по «качеству». К сырой воде, то есть воде из источника водоотбора, требования одни. К «очищенной» воде, то есть воде, подготовленной к дальнейшему использованию, требования совершенно другие.
Более того, представления о качестве используемой воды с годами меняются, отражая:
- знания о влиянии на живой организм или технологический процесс отдельных компонентов раствора, называемого водой;
- разработанные и освоенные методы анализа;
- уровень развития науки и техники;
- «обратную связь» между потребляемой человеком водой и тем набором растворенных веществ, твердых включений и микроорганизмов, которые сбрасываются в виде сточных вод, жидких отходов промышленного и сельскохозяйственного производства.
Например, лет 200 назад для оценки качества питьевой воды использовались только органолептические методы: оценка цвета, вкуса, запаха. Сейчас перечень анализов, выполняемых санитарной лабораторией предприятия пищевой промышленности, размещается на двух страницах, заполненных мелким шрифтом. По традиции в таком списке остаются и органолептические показатели качества. Полученные в виде анализа знания о составе воды из источника водоснабжения должны вести к технологическим приемам очистки от тех или иных загрязнений. Так мы естественным образом переходим к обсуждению методов водоподготовки и водоочистки.
Что такое водоподготовка и очистка воды?
Обратимся к справочной литературе.
Энциклопедический словарь медицинских терминов сообщает: «Очистка воды (син. очистка природных вод) — комплекс санитарно-технических мероприятий, направленных на удаление примесей, представляющих опасность для человека».
Малая медицинская энциклопедия: «Очистка воды — обработка воды с помощью различных технологических приемов (коагуляция, фильтрация и др.) с целью улучшения ее органолептических и физико-химических свойств в соответствии с требованиями ГОСТ — см. «вода».
Сельскохозяйственный словарь: «Очистка воды — приведение качества исходной воды в соответствие с требованиями потребителя. Способы очистки воды: осветление (устранение мутности), обесцвечивание (устранение органических веществ), обеззараживание, дезодорация, опреснение, умягчение».
Большая Советская Энциклопедия: «Водоподготовка — обработка воды, поступающей из природного водоисточника на питание паровых и водогрейных котлов или для различных технологических целей. Водоподготовка производится на ТЭС, транспорте, в коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.
Подведем итог.
Водоподготовкой условились называть приведение качества воды в соответствие с требованиями промышленных предприятий. Очисткой воды, используемой для нужд человека и животных, называют приведением качества воды к нормам, обусловленным соответствующими ГОСТ.
Очисткой сточных вод, сбрасываемых промышленными и коммунальными предприятиями, по аналогии назовем приведение состава жидких стоков в соответствие с нормами ПДК (предельно допустимых концентраций).
Как уже отмечалось выше, в связи с ростом знаний и ухудшением экологической ситуации как следствием жизнедеятельности человека нормы на потребляемую воду все время пересматриваются. Чтобы им соответствовать, совершенствуются технологии очистки воды, оборудование.
Например, фармакопея США (USP) дает определение нескольким типам воды: очищенная вода, вода для инъекций, стерилизованная вода, стерильная вода для инъекций, стерильная бактериостатическая вода для инъекций, стерильная вода для ингаляций и стерильная вода для орошения. USP устанавливает нормы методов стерилизации и расфасовки для отдельных видов используемой воды.
Источник
Бутилированная вода: что это такое, как ее выбрать и что в нее добавляют — состав, требования, свойства, польза и вред
Если вода – источник жизни, то ее качество определяет уровень здоровья. Ежедневно человек выпивает до 2-2,5 литров жидкости. Если в каждом стакане находится хотя бы несколько мкг примесей, вредных для организма, то за свою жизнь каждый житель планеты может так «засорить» солями, тяжелыми металлами свои внутренние органы, что пострадает вся иммунная система и большинство жизненно важных процессов будет нарушено. Именно по этой причине так важно следить за тем, что пьем мы и наши дети ежедневно. В этой статье мы поговорим про бутилированную воду, расскажем, что это такое, какие у нее свойства и полезна ли она.
Для начала отметим, что такой продукт массово находится на продуктовых полках магазинов всего цивилизованного мира. Европейские и западные страны, а также большинство азиатских государств активно борются за экологическую обстановку, поэтому предлагают пить жидкость из бутылок, которая, к слову, имеет достаточно демократичную цену. В России такая практика меньше распространена, но это в основном происходит из-за низкой информированности граждан о пользе продукта в бутылках, а также из-за того, что дешевле и выгоднее приобрести хорошую систему фильтрации для дома, которая позволит получать не менее качественный водный ресурс в любом количестве.
Что значит термин «бутилированная вода»
Это жидкость, которая на производстве прошла все ступени водоподготовки (очистки) и проверки, а также прошла фасовку в заранее подготовленные емкости. Бутылки изготавливаются из определенного сырья (пластик, стекло), которое также проходит химическую и термическую обработку, отвечает всем санитарно-гигиеническим нормам. Кроме чистой формулы Н2О, могут быть некоторые специализированные добавки, которые продлевают период консервации, а также дополнительно придают цвет или запах (ароматизаторы, красители). Подсластители и вкусовые добавки меняют категорию напитка, превращая его в лимонад.
Кроме указанного, можно встретить такие названия: минерализованная, очищенная, лечебная, столовая, питьевая и пр. Она может быть газированной и негазированной. Самой популярной считается газировка. А наиболее полезной – менее вкусная из-за содержания минералов, но очень хорошая для здоровья минеральная вода. Она должна продаваться в аптеках и применяться только по показанию врача (для профилактики и лечения заболеваний).
Категории
Мы отметили, что в этом разделе рассмотрим классификацию именно напитков для повседневного питья, а не минерализованные, то есть лечебные. Они заслуживают отдельного внимания. Данный разряд жидкости имеет низкое содержание щелочей, фактически у нее отсутствует вкус, цвет и запах. Ее можно пить ежедневно в неограниченном количестве вне зависимости от возраста, наличия дополнительных болезней и иных факторов. Ее происхождение может быть различным – это добыча из артезианских скважин, сбор с поверхностей естественных водоемов или даже розлив из системы водоснабжения. Но вне зависимости от того, откуда она добыта, она проходит многоступенчатую водоочистку.
После очистки все напитки можно поделить по качеству (содержание примесей) на две категории:
- Первая. Она полностью безопасна для здоровья, пригодна для повседневного использования. Источник может быть совершенно разный. При этом если используется как начальный ресурс из водопровода, то в нем могут остаться следы от хлорирования. Как известно, обработка хлорсодержащими веществами – наиболее распространенный метод обеззараживания. Но даже в этом случае концентрация хлора настолько невелика, что совершенно не вредит здоровью.
- Высшая. Она добывается из источников, которые защищены от какого-либо негативного биологического или химического воздействия. Содержание примесей более четко регламентировано, предъявляются наиболее строгие правила к проверке. Требования касаются не только максимально допустимых значений веществ (как в водичке первой категории). Таким образом, если изначально ресурс недостаточно обогащен минералами, то их дополнительно вводят в состав, так получается физиологически полноценная жидкость, которая идеально подходит для питья, отлично справляется с профилактикой обезвоживания, а также утоляет чувство жажды.
Также можно встретить на этикетках надпись «детская», то есть предназначенная для употребления детьми до 3 лет. По своему составу она соответствует всем требованиям к высшей категории, однако, дополнительно она не должна содержать консервантов, в качестве которых чаще всего применяют ионы серебра или диоксид углерода. Эти компоненты могут негативно сказаться на работе ЖКТ у малыша. Также уровень фтора снижен, поскольку его концентрация получается слишком высокой на небольшую массу тела ребенка.
Состав бутилированной питьевой воды
Все мы знаем со школы формулу Н2О. Но на деле такого чистого сочетания углерода с кислородом в природе не встречается. В микроскопических долях, десятых частях от одного процента, а также в концентрации и того меньше будут встречаться минеральные примеси. Одни из них хорошо воздействуют на здоровье человека, поскольку насыщают организм микроэлементами, необходимыми для поддержания рН (водно-солевого баланса), другие – негативно сказываются, оседают на стенках ЖКТ и в органах мочевыделительной системы. Обычно это около 50 разных веществ. Полный их перечень, конечно, не будет указан на этикетке, но, скорее всего, будет отмечено содержание основных элементов, а также уровень минерализации – низкий, средний, высокий. Для ежедневного потребления в неограниченном количестве подойдет жидкость с минералами от 200 до 500 миллиграмм на литр. Если выпивать 2 л в день, как и рекомендуют врачи, то только из одной питьевой воды можно получить 20% от суточной нормы кальция, 25% – магния, 50-80% – фтора и 50% – йода, что очень значительно для рациона обычного человека.
В зависимости от того, какой именно минерал (или их совокупность) в наибольшей концентрации, напиток подходит для профилактики и лечения разного рода заболеваний.
Обычное питье считается слабоминерализованным, поскольку для ежедневного употребления вредно как слишком высокое количество примесей, так и чрезмерно низкое. Но если убрать компоненты можно с помощью разных систем водоподготовки, то экологи больше волнуются за источники с «бедным» минеральным составом.
Однако жесткий ресурс (чаще всего таким бывает водопроводный без дополнительной фильтрации) тоже не всегда лучше, чем слишком мягкий. Он плох для решения повседневных задач. Зато в бутылках жесткость зачастую привлекает потребителей. Наличие солей делает такой напиток вкуснее, он напоминает влагу из природного источника.
Источник
