Сырая вода - это вода, содержащаяся в окружающей среде, которая не подвергалась обработке и в которой не были удалены какие-либо минералы, ионы, частицы, бактерии или паразиты. К сырой воде относятся дождевая вода , грунтовые воды , вода из инфильтрационных колодцев и вода из таких водоемов, как озера и реки .
Сырая вода обычно небезопасна для потребления человеком из-за наличия загрязняющих веществ. Серьезной проблемой для здоровья в некоторых развивающихся странах является использование сырой воды для питья и приготовления пищи. [1]
Без обработки сырая вода может использоваться для орошения , строительства или очистки. [2] Фермеры используют его для полива урожая и поения скота , храня его в искусственных озерах или водохранилищах в течение длительного времени. Строительная промышленность может использовать сырую воду для производства цемента или для гашения грунтовых дорог, чтобы предотвратить поднятие пыли. Сырая вода также может использоваться для смыва туалетов и мытья автомобилей, а также для любых других целей, не требующих потребления человеком. Вода в этой форме считается сырой, в отличие от воды, которая была обработана перед употреблением, например, питьевая вода.или вода, которая использовалась в промышленном процессе, например сточные воды .
Смыв сырой водой - это метод экономии воды, при котором сырая вода используется для смыва туалетов.
Состав
Состав сырой воды варьируется от природы, но обычно содержит один или несколько из следующих значительных загрязняющих веществ в виде растворенных ионов, частиц и живых организмов: [3]
- Гуминовая кислота и другие сложные кислоты, образующиеся при гниении растений. Они встречаются в торфе и почве и могут вызывать обесцвечивание и металлический привкус воды.
- Минералы, делающие воду жесткой . Наиболее распространены карбонаты кальция и магния.
- Частицы глины и ила .
- Патогенные бактерии , вирусы , простейшие и их цисты. ( болезни, передающиеся через воду )
- Соль , которая делает воду солоноватой , имея больше соленость , чем пресной воды, но не так сильно , как морская вода.
К другим, менее распространенным загрязнителям сырой воды относятся:
- Природные радиоактивные частицы. [4]
- Перфторированные алкильные кислоты, такие как перфтороктановая кислота , представляют собой группу загрязнителей , обнаруженных в сточных водах по всей Европе . [5] Есть опасения, что эти химические вещества могут загрязнить источники сырой воды, которые обычно используются для питья.
- Соединения, разрушающие эндокринную систему ; химические вещества, которые могут влиять на эндокринную систему, вызывая раковые опухоли , врожденные дефекты и другие нарушения развития. [6]
Эти загрязнители могут быть вредными для людей, если они пьют сырую воду, содержащую их, или если вода не обрабатывается должным образом перед употреблением. Загрязняющие вещества также могут оказывать влияние на местную экосистему. Например, химические вещества, нарушающие эндокринную систему, могут оказывать вредное воздействие на популяции рыб, обитающих в естественных озерах и реках . [7] Эти растущие опасения по поводу здоровья привели к разработке руководящих принципов, таких как HACCP ( Анализ рисков и критические контрольные точки ), для производства безопасной питьевой воды из сточных вод и сырой воды, а также к исследованию альтернатив устойчивого водоснабжения [8] [ 9]
Уход
Сырая вода может использоваться для многих целей, таких как охлаждающая вода , вода для ополаскивания и химического производства, очищенная вода и питьевая вода . [10] Однако из-за возможных загрязнителей неочищенная вода должна быть очищена, прежде чем она будет разрешена для потребления человеком или промышленного использования. [11] Есть несколько этапов обработки неочищенной воды и различные методы, с помощью которых она может происходить.
Обратный осмос
Обратный осмос используется для производства деминерализованной воды более 30 лет. [10] При обратном осмосе вода транспортируется через мембрану под высоким давлением, оставляя продукт, состоящий в основном из воды и концентрата, содержащего большинство других компонентов, таких как минералы и нежелательные остатки . [12] Многие загрязнители, включая железо , марганец , аммоний , следы пестицидов и лекарств , органические микрозагрязнители и радиоактивные частицы, можно удалить только с помощью обратного осмоса. [4] [12] Эта эффективность сделала обратный осмос основным методом очистки воды , который часто используется в сочетании с другими методами в качестве окончательной очистки. Обратной стороной осмоса является то, что удаление из воды большинства минералов может отрицательно сказаться на ее вкусовых качествах. [12] Минералы иногда добавляют в уже отфильтрованную питьевую воду, чтобы улучшить ее вкус.
Обычная предварительная обработка
Обычный метод очистки воды - это сложный, многоступенчатый процесс, который использовался много лет. [10] Обычно он состоит из пяти основных шагов. [11] Во-первых, сырая вода регулируется по щелочности и pH с добавлением гашеной извести и диоксида углерода . Во-вторых, твердые частицы объединяются с сульфатом алюминия и другими коагулянтами , такими как полимеры , по которым вода течет каскадом, в котором химические вещества и сырая вода смешиваются с коагулянтами. В-третьих, вода медленно перемешивается в осветлителях, где более крупные частицы оседают на дно и периодически удаляются ( осаждение ). В-четвертых, вода направляется из осветлителей в фильтры (например, антрацитовый и песочный фильтр ), чтобы улавливать любые более мелкие частицы, уцелевшие в процессе осветления. Наконец, гидроксид натрия добавляется для регулирования конечного pH / щелочности, гипохлорит натрия для дезинфекции и фторид для фторирования . Этот процесс часто используется в качестве метода предварительной обработки, в то время как другие процессы, такие как обратный осмос, используются для окончательной обработки. [10] Недостатком этого метода является использование в процессе фильтрации химических веществ, таких как озон , флокулянты , перекись водорода , известь и хлор . [10] Эти химические вещества могут быть опасны при неправильном использовании или если они остаются в воде после полной обработки. Это требует особых мер предосторожности, и каждый шаг процесса необходимо контролировать для достижения общей оптимальной производительности. [10] Необходимость в сложной системе управления традиционным лечением может привести к его финансовым затратам. [10] Это привело к разработке альтернативных методов предварительной обработки и очистки неочищенной воды.
Ультрафильтрация
Ультрафильтрация - это процесс мембранной фильтрации, который является альтернативой традиционной предварительной обработке. [10] В этом методе вода предварительно фильтруется только с помощью обычного сетчатого фильтра, а затем фильтруется под высоким давлением через мембрану, отделяющую воду от загрязняющих веществ внутри нее. Ультрафильтрация может использоваться сама по себе для очистки воды или в качестве предварительной обработки для обратного осмоса. Его преимущества по сравнению с традиционной предварительной обработкой включают: очень высокое качество воды, не зависящее от загрязняющих веществ в исходной неочищенной воде, установку, более простую по конструкции и более гибкую, что упрощает автоматизацию, меньшее использование химикатов и отсутствие конечного продукта. от вирусов и микроорганизмов .
Предварительная обработка биопленки и динамический мембранный реактор из биодиатомита
Метод фильтрации через биопленочную мембрану используется для удаления вредных химических побочных продуктов, таких как NH4 + -N, общий азот и растворенные органические вещества , которые могут образоваться в процессе дезинфекции. [13] Предварительная обработка биопленки является необходимым этапом очистки воды во многих частях мира из-за ее низкой стоимости эксплуатации и эффективности удаления загрязняющих веществ . В этом процессе микроорганизмы удаляют из сырой и сточной воды загрязнители, вредные для человека, но питательные для них. [13] Биодиатомитовая динамическая мембранная фильтрация в реакторе объединяет динамическую мембранную технологию для очистки сточных вод и микробные колонии, которые образуют частицы диатомита для очистки воды. [14] Эти методы разрабатываются в Китае в рамках решения проблем страны с загрязнением .
Мутность
Мутность - это то, насколько мутной или мутной вода кажется из-за взвешенных частиц . Чем больше взвешенных частиц, тем выше мутность. Мутность используется для визуального измерения качества воды. В сырой воде очень часто встречается помутнение. [15] Высокое количество мутности в сырой воде связано с: [15]
- Повышенный расход из-за сильного дождя
- Весенний оборот водных масс
- Банковская эрозия
- Ресуспензия отложений на мелководных участках
- Временное увеличение от более мутных участков
Мутность и проблемы со здоровьем
Во время пиков мутности патогены чаще обнаруживаются в сырой воде. Это может способствовать распространению болезней . [16] Когда мутность увеличивается, количество посещений больниц пожилыми людьми (старше 65 лет) с желудочно-кишечными заболеваниями также увеличивается. Даже место с системой фильтрации воды , что стандарты встречаются может иметь эндемические от желудочно - кишечных заболеваний , или через воду инфекционных заболеваний . Госпитализированные составляют небольшой процент от общей заболеваемости, вызванной этими заболеваниями. [9]
Контроль мутности
Контроль земель, окружающих источники сырой воды, является ключом к снижению мутности. Необходимо регулярно посещать районы с высокой степенью ресуспендирования и эрозии отложений, а также необходимы фильтры и другие устройства для улавливания взвешенных частиц. Сетки, улавливающие частицы и мусор, необходимо регулярно очищать. Промывку водяных насосов следует производить при минимальной потребности. Это дает воде время для осаждения и уменьшения мутности до того, как она понадобится в больших количествах. «Снижение мутности лучше всего достигается, когда вода проходит через ряд химических и физических методов очистки, прежде чем попасть в фильтр». [17]
Бутилированная продукция
Примерно в 2017 году неочищенная родниковая вода, описанная как «натуральная пробиотическая» сырая вода, стала коммерческим продуктом, распространяемым через магазины здорового питания, но эксперты выразили обеспокоенность в отношении общественного здравоохранения по поводу возможного появления вредных бактерий, вирусов и паразитов, таких как лямблии . Одно предприятие по производству сырой воды в Соединенных Штатах даже заявило, что методы, используемые производителями бутилированной и родниковой воды, могут изменить молекулярную структуру воды . [18] [19] Причуды высмеивались на The Daily Show в апреле 2018 года в сегменте, который включал интервью с Марион Нестле . [20]
Смотрите также
- Водный портал
- Грунтовые воды
- Сточные Воды
- Дождевая вода
- Сохранение воды
Рекомендации
- ^ Хук, А; и другие. (Июль 1996 г.). «Простой метод фильтрации для удаления холерного вибриона, связанного с планктоном, из источников сырой воды в развивающихся странах» . Прикладная и экологическая микробиология . 62 (7): 2508–2512. DOI : 10,1128 / AEM.62.7.2508-2512.1996 . PMC 168033 . PMID 8779590 .
- ^ Перт WA (2016) Что такое сырая вода ?. Винтажные автоперевозки. http://www.vintageroadhaulage.com.au/faq/what-is-raw-water/
- ^ Комитет по безопасной питьевой воде (1980), «Качество сырой воды», « Питьевая вода и здоровье» , 2 , Национальные академии, стр. 7 и след.
- ^ a b Ману А., Сантханакришнан В., Раджарам С. и Рави П.М. (2014). Концентрация природных радионуклидов в сырой воде и фасованной питьевой воде и эффект очистки воды. Журнал экологической радиоактивности, 138, 456-459
- ^ Happonen, М., Koivusalo, Х., Malve, О., Perkola, Н., Юнтунен J., & Huttula, Т. (2016). Риск загрязнения сырой питьевой воды, вызванный источниками ПФОК на участке реки в юго-западной Финляндии. Наука об окружающей среде в целом, 541, 74-82
- Перейти ↑ Falconer, IR (2006). Являются ли соединения, разрушающие эндокринную систему, опасными для здоровья в питьевой воде? Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения, 3 (2), 180–184.
- Перейти ↑ Mills, LJ, & Chichester, C. (2005). Обзор данных: влияют ли химические вещества, нарушающие работу эндокринной системы, в водной среде на популяции рыб? Наука об окружающей среде в целом, 343 (1-3), 1-34
- ^ Dewettinck T, van Houtte E, Geenens D, van Hege K, Verstraete W. HACCP (анализ опасностей и критические контрольные точки) для обеспечения безопасного повторного использования воды и производства питьевой воды. Пример из практики. Water Sci. Technol. 2001; 43: 31–38
- ^ a b Родригес, К., Ван Байндер, П., Лугг, Р., Блэр, П., Дивайн, Б., Кук, А., и Вайнштейн, П. (2009). Косвенное повторное использование питьевой воды: альтернатива устойчивому водоснабжению. Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения, 6 (3), 1174–1209.
- ^ a b c d e f g h Клевер М., Йордт Ф., Кнауф Р., Ребигер Н., Рюдебуш М. и Хилкер-Шайбель Р. (2000). Производство технической воды из речной воды методами ультрафильтрации и обратного осмоса. Опреснение, 131 (1-3), 325-336
- ^ a b Бертоне, Э., Стюарт, Р.А., Чжан, Х., & О'Халлоран, К. (2016). Модель прогнозирования стоимости гибридной очистки воды для оптимизации забора сырой воды. Экологическое моделирование и программное обеспечение, 75, 230-242
- ^ a b c Vingerhoeds, MH, Nijenhuis-de Vries, MA, Ruepert, N., van der Laan, H., Bredie, WLP, & Kremer, S. (2016). Сенсорное качество питьевой воды, полученное с помощью мембранной фильтрации обратного осмоса с последующей реминерализацией. Исследования воды, 94, 42-51
- ^ а б Ян, Г., Фэн, Л., Ван, С., Чжоу, Дж., Го, К., Ся, Т., Сунь, В., Цзян, Ю., Сунь, X., Цао, Лянь., Сюй, X., Чжу, Л. (2015). Потенциальный риск и стратегия контроля процесса предварительной обработки биопленки при обработке сырой воды. Технология биоресурсов, 198, 456-463
- Перейти ↑ Chu, H., Cao, D., Dong, B., & Qiang, Z. (2010). Биодиатомитовый динамический мембранный реактор для очистки микрозагрязненных поверхностных вод. Исследования воды, 44 (5), 1573-1579
- ^ a b Готье, В., Барбо, Б., Трембле, Г., Миллет, Р., и Бернье, А. (2003). Влияние колебаний мутности сырой воды на качество питьевой воды в системе распределения. Журнал экологической инженерии и науки, 2 (4), 281-291
- Перейти ↑ Schwartz, J., Levin, R., & Goldstein, R. (2000). Мутность питьевой воды и желудочно-кишечные заболевания у пожилых людей Филадельфии. Журнал эпидемиологии и сообщества h, 54 (1), 45–51
- ^ Саттерфилд, Z. (2006). Контроль мутности. Техническое описание, 6 (2), 1-4
- ^ Бевер, Линдси (4 января 2018 г.). « „ Сырая вода“является последней модой здоровья. Вот почему пить может быть плохой идеей» . Вашингтон Пост . Проверено 4 января 2018 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Боулз, Нелли (29 декабря 2017 г.). «Нефильтрованный пыл: спешка, чтобы выбраться из водной сети» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ «Видео: глубокое погружение в безумие« сырой воды »- ежедневное шоу с Тревором Ноа (видеоклип)» . Comedy Central. 18 апреля 2018.
Дополнительные источники
- Кларк, JA; и другие. (1982). «Характеристика индикаторных бактерий в городской неочищенной воде, питьевой воде и новых основных пробах воды». Канадский журнал микробиологии . 28 (9): 1002–1013. DOI : 10.1139 / m82-150 . PMID 6754044 .
- ЛеШевалье, МВт; и другие. (Ноябрь 1980 г.). «Подсчет и характеристика стандартных бактерий на чашках в хлорированной и сырой воде» . Прикладная и экологическая микробиология . 40 (5): 922–930. DOI : 10,1128 / AEM.40.5.922-930.1980 . PMC 291691 . PMID 7447444 .