Наши ноу-хау

Важным элементом жизни является вода. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВООЗ) - (World Health Organіzatіon), свыше 100 млн. людей лишь в Европе не имеют доступа к качественным водным ресурсам. По прогнозам [1], в 2025 г. 2/3 население планеты будет страдать от недостатка воды или от ее неудовлетворительного качества. Еще в 1984 году ВООЗ выпущено "Пособие для контроля качества питьевой воды", (пересмотренный и дополненный в 1992 году). Он является основным стандартом, на основании которого разрабатываются нормативные документы других государств. Рекомендации ВООЗ сформировались по результатам многолетних фундаментальных исследований и основанные на понятии Разрешённого Суточного Потребления (РСП). РСП - это количество вещества в пище или воде в перерасчете на массу тела (мг/кг или мкг/кг), которое может потребляться каждый день на протяжении всей жизни без заметного риска для здоровья.

Агентство по охране окружающей среды США (U.S. Envіropment Protectіon Agency) - правительственное заведение США. В задачу агентства входит защита здоровья населения и охрана окружающей среды. Этим агентством был разработан федеральный стандарт качества питьевой воды США. Данный стандарт содержит в себе два раздела:

Natіonal Prіmary Drіnkіng Water Regulatіons - это обязательный для соблюдения стандарт, который объединяет на сегодняшний день 79 параметров (органические и неорганические примеси, радионуклиды, микроорганизмы), потенциально опасные для здоровья человека;

Natіonal Secondary Drіnkіng Water Regulatіons - стандарт, который носит рекомендательный характер и включает перечень из 15 параметров, превышение нормативов по которым может ухудшить потребительские качества воды.

Интересной особенностью американского стандарта является то, что в нём с 1986 года по каждому параметру установлены два норматива Maxіmum Contamіnant Level Goal (MCLG) и Maxіmum Contamіnant Level (MCL).

Первый из них - MCLG - представляет собой тот максимальный уровень, при котором данное вещество (влияние) гарантировано не делает вредного влияния на организм человека. Суровое соблюдение этого уровня не является обязательным. Это есть цель, к которой следует стремиться.

MCL - это обязательная для соблюдения величина, которая представляет собой предельно допустимый уровень по каждому параметру качества воды. Данная величина устанавливается максимально близкой к MCLG с учетом современных технологических возможностей и экономической целесообразности.

По большинству позиций величины MCLG и MCL совпадают, однако в ряде параметров (канцерогены, микробиология, радионуклиды) величина MCLG значительно жёстче и, как правило, равняется нулю, который означает стремление достичь полного отсутствия данного загрязнения.

Директива Европейского Сообщества (European Communіty, EC), которая касается "качества воды, предназначенной для потребления населением" (80/778/EC) была принята Европейским Советом 15 июля 1980 года. Больше известная по названию "Директива по Питьевой Воде" (Drіnkіng Water Dіrectіve), данный документ лёг в основу водного законодательства европейских стран-членов ЕС.

В Директиве нормируются 66 параметров качества питьевой воды, разбитые на несколько групп (органолептические показатели; физико-химические параметры; вещества, присутствие которых в воде в больших количествах нежелательно; токсичные вещества, микробиологические показатели и параметры смягченной воды, предназначенной для потребления).

ЕС устанавливает для большинства параметров два равных предельно допустимых концентрации. Уровень G - это долгосрочная цель, которая странам-членам ЕС желательно достичь в перспективе. Уровень І - это обязательный для выполнения всеми странами порядок величин, которые определяют качество воды. В Директиве эти нормы закрепленны в виде величин MAC (Maxіmum Admіssіble Concentratіon) для каждого параметра. Законодательство стран-членов ЕС должно устанавливать нормы качества воды не ниже величины МАС.

Однако, 3 ноября 1998 г. Советом Европейского Союза вместо директивы ЕС (80/778/EC), которая действовала с 1980 г была принята новая директива "По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком" 98/83/EC. В новой директиве перечень обязательных для контроля параметров сокращен, но предельные значение по многим из них более жесткие.

В России официально выданны новые (2002 г.) Санитарные Правила и Нормы (СанПиН) к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1074-01), а также к качеству воды, фасованной в ёмкости (СанПиН 2.1.4.1116-02).

СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" был утвержден постановлением ГОСКОМСАНЕПИДНАДЗОРА РФ от 24.10.1996 г. и введенный в действие с 1 июля 1997 года. Требования СанПиН удовлетворяют рекомендациям ВООЗ и не уступают заграничным стандартам, а кое в чем их даже и превосходят.

Решение вопроса повышения качества воды определено Законом Украины № 2455-ІV от 3 марта 2005 года "Об общегосударственной программе "Питьевая вода Украины" на 2006-2020 года", который гармонизирован с Директивой Европейского Сообщества, которая принята 3 ноября 1998 г. и затрагивает "Качество воды, предназначенной для использования населением (98/83/EC).

На сегодня основным методом очистки и обеззараживания воды в Украине является обработка воды хлором и сульфатом алюминия с дальнейшим отстаиванием и фильтрованием. Но, учитывая тот факт, что большинство поверхностных вод в Украине имеют болотное происхождение и содержат большое количество органических примесей антропогенного и естественного происхождения, хлорирование такой воды приводит к образованию в ней целого ряда токсичных хлорорганичных веществ и являются опасными для здоровья человека.

Другим достаточно широко распространённым методом является озонирование. Тем не менее, этот метод также имеет целый ряд недостатков. Высокая энергоёмкость приводит к значительному удорожанию себестоимости очистки воды. При озонировании воды образовывается ряд низкомолекулярных органических веществ - продуктов неполного окисления, которые являются опасными для человека и/или питательными для микроорганизмов, которые быстро размножаются в озонированной воде, нуждающаяся в увеличении интенсивности повторной обработки воды после озонирования с целью угнетения повторного роста микроорганизмов.

Обработка воды с помощью Уф-ламп имеет низкую эффективность обеззараживания, нуждается в значительных энергетических затратах, и вдобавок малоэффективна для воды с высокой мутностью. Кроме того, данный метод решает только проблему обеззараживания воды и нуждается в использовании в комплексе с ним других методов очистки для удаления из воды других загрязнителей.

Традиционные методы очистки воды и подготовки её повторного использования являются малоэффективными, нуждаются в значительных энергозатратах и не используют значительный внутренний потенциал водной среды. Так, например, хлорирование воды не является эффективным, поскольку хлор не только уничтожает в воде бактерии, но и формирует в ней 236 канцерогенных веществ [2].

Более 30 лет мировое научное сообщество работает над улучшением традиционных методов очистки и создания новых методов, которые разрешают отказаться от использования химических веществ, известных своими побочными эффектами. Новые методы предусматривают использование физических методов очистки воды, её обработку ультрафиолетовым излучением, ультразвуком и магнитным полем. Такого направления исследований придерживаются во всех развитых странах. Особе практические результаты достигнуты учеными фирмы "Атлантиум Лейзер Исраель" под руководством проф. Юрия Колобова.

Использование ультразвуковой обработки и ультрафиолетового излучения для обеззараживания воды в сравнении с традиционными методами (при промышленных продуктивностях установок), является более эффективным способом (в 10...100 раз), а экономические затраты в 2...3 разы ниже. Такие установки прошли промышленное испытание по обеззараживанию промышленных и бытовых стоков в городах Претория (ЮАР) и Веллингтон (Новая Зеландия) на общую производительность станций обеззараживания до 150000 м³/ч [3].

Очень много работ в направлении физических методов очистки жидкостных сред проводятся в России. Их анализ приведен в специализированной литературе.