IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение

Обычная водопроводная вода содержит в себе массу химических и других инородных веществ, в больших количествах опасных для человеческого организма. К тому же в ней содержаться крупные частицы песка, ржавчины и прочая грязь.

В целях очистки сточных и канализационных вод применяются следующие технические устройства: водные отстойники, решеточно-процеживающие установки, песколовки, нефтеловушки, барабанно-вакуумные фильтрующие установки, центробежные конструкции, дисперсные установки, пенные сепараторы, ультрафиолетовые установки, дегазаторы удаления растворенных газов, окислительные установки.

Физиологическое значение воды обусловлено тем, что вода, как растворитель, обеспечивает нормальное течение обменных процессов в организме. Без воды невозможен теплообмен организма с внешней средой. Физиологические потребности организма в воде покрываются примерно 3 л воды в сутки. При тяжелой работе потребность в воде возрастает до 5–6 л в сутки, в особо трудных до 10–12 л в сутки.

Эпидемиологическое значение воды определяется тем, что она может являться фактором передачи эпидемиологических заболеваний. Через воду могут передаваться холера, брюшной тиф, паратифы, дизентерия и другие заболевания. Патогенные микроорганизмы иногда сохраняют в воде жизнеспособность довольно длительное время.

Хозяйственно-бытовое значение воды состоит в том, что вода используется для приготовления пищи, поддержания чистоты тела, одежды, казармы.

Вода имеет большое значение и как общеукрепляющий фактор, способствуя повышению выносливости организма.

Потребность войск в воде зависит от способа размещения, времени года, характера действия войск и климатических условий.

Нормы водоснабжения при казарменном размещении зависят, прежде всего, от наличия канализации.

Расход воды на санитарную обработку личного состава – 45 л на человека.

Суточная потребность в воде БМП – 0,3–0,5 м³, ПМП – 3–4 м³.

Снабжение войск питьевой водой является одной из важных задач командиров всех степеней. Поэтому общая ответственность за снабжение личного состава доброкачественной водой в достаточном количестве лежит на командире части. Он руководит обеспечением водой через своего заместителя по тылу и начальников служб, которые непосредственно организуют водоснабжение личного состава воинской части.

1. Вода и ее свойства физические и химические. Состав и строение молекулы воды

Самое важное, уникальное по свойствам и составу вещество нашей планеты – это, конечно, вода. Ведь именно благодаря ей на Земле жизнь есть, в то время как на других известных сегодня объектах Солнечной системы ее нет.

Состав и строение молекулы воды.Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, поэтому имеет эмпирическую формулу Н₂О. Кроме того, при построении самой молекулы большую роль играют электроны обоих элементов.

Молекула воды – представляет собой диполь. Это определяет то, какой может быть вода, ее физические свойства также зависят от строения молекулы. Для живых существ эти особенности играют жизненно важную роль.

К основным физическим свойствам воды принято относить температуры кипения и плавления, особенные индивидуальные характеристики. То, что по структуре оксид водорода – диполь, обуславливает следующие свойства: высокая теплопроводность и теплоемкость, которая прослеживается в быстром нагревании и долгом остывании вещества, способность ориентировать вокруг себя как ионы, так и отдельные электроны, соединения. Свойства воды весьма значимы для живых существ. Например, одно из самых важных – поверхностное натяжение. Это формирование тончайшей защитной пленки на поверхности оксида водорода. Благодаря поверхностному натяжению многие предметы могут находиться на поверхности воды.

Вода и ее свойства аномальны и уникальны. По органолептическим показателям данное соединение – бесцветная жидкость без вкуса и запаха. То, что мы называем вкусом воды, – это растворенные в ней минералы и другие компоненты. Электропроводность оксида водорода в жидком состоянии зависит от того, сколько и каких солей в нем растворены. Дистиллированная вода, не содержащая никаких примесей, электрический ток не проводит.

Рассмотрим химические свойства воды. Вода и ее свойства – важный инструмент в понимании многих процессов жизнедеятельности живых организмов. Поэтому они изучены очень хорошо. Так, гидрохимию интересуют вода и ее химические свойства.

Среди них можно назвать следующие.

- Жёсткость. Это такое свойство, которое объясняется наличием солей кальция и магния, их ионов в растворе. Подразделяется на постоянную, временную, которая устраняется кипячением. В России воду перед использованием смягчают химическим путём для лучшего качества.

- Окислительно-восстановительные свойства. Как универсальный растворитель, катализатор, ассоциат, вода способна взаимодействовать с множеством простых и сложных соединений. Как восстановитель реагирует с галогенами, солями, некоторыми менее активными металлами, с многими органическими веществами. Последние превращения изучает органическая химия. Вода и её свойства, в частности, химические, показывают, насколько она универсальна и уникальна. Как окислитель она вступает в реакции с активными металлами, некоторыми бинарными солями, многими органическими соединениями, углеродом, метаном.

- Биохимические свойства. Вода является неотъемлемой частью всех биохимических процессов организма, являясь растворителем, катализатором и средой.

- Взаимодействие с газами с образованием клатратов. Обычная жидкая вода может поглощать даже неактивные химически газы и располагать их внутри полостей между молекулами внутренней структуры. Такие соединения принято называть клатратами.

- Для воды характерны реакции соединения, при которых происходит образование новых классов веществ (кислот, щелочей, оснований). Они не являются окислительно-восстановительными.

- Электролиз. Под действием электрического тока молекула разлагается на составные газы – водород и кислород. Один из способов получения их в лаборатории и промышленности. С точки зрения теории Льюиса вода – это слабая кислота и слабое основание одновременно.

Вода и её полезные свойства для живых существ. Вода и есть сам источник жизни. Известно, что без неё человек не смог бы прожить и недели. Вода, её свойства и значение просто колоссальны.

Промышленные предприятия (химические, текстильные, машиностроительные, пищевые, нефтеперерабатывающие и другие) не сумели бы осуществлять свою работу без участия оксида водорода.

Известно, что вода – это источник здоровья. Она применялась и применяется сегодня как лечебное вещество.

Растения используют ее как основной источник питания, за счет чего они продуцируют кислород – газ, благодаря которому существует жизнь на нашей планете.

Способность образовывать водородные связи делает данное вещество универсальным в выдерживании температур без изменения агрегатного состояния. Если бы это было не так, то при малейшем снижении градусов она превращалась бы в лед внутри живых существ, вызывая гибель клеток

Можно назвать еще десятки причин того, почему вода – это самое широко распространенное, важное и необходимое вещество для всех живых и искусственно созданных человеком объектов. Гидрологический цикл воды – очень важный процесс, позволяющий постоянно пополнять исчезающие запасы воды. Основных участников трое: подземные воды, поверхностные воды и Мировой океан. Важна также и атмосфера, конденсирующая и выдающая осадки. Также происходит ее испарение с водоемов, после она конденсируется и проливается обратно в виде осадков. Если бы не происходили эти процессы, то запасы воды, особенно пресной, давно бы уже закончились. Именно поэтому охране и нормальному гидрологическому циклу уделяется людьми большое внимание.

2. Источники загрязнения вод

Основная причина загрязнения водных бассейнов – сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством.

Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют:

- нерастворимые;

- коллоидные;

- растворенные примеси.

По своей природе загрязнения делятся на:

- минеральные;

- органические;

- бактериальные;

- биологические.

В настоящее время одним из самых распространенных химических загрязнителей водоемов, в том числе источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, являются синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ).

В водоисточники ПАВ поступают с бытовыми сточными водами. ПАВ входят в состав синтетических моющих средств, которые все в большем количестве используются в быту, поэтому и поступление их в водоемы растет. Поверхностно-активные синтетические вещества поступают в водоёмы, с поверхностным стоком с сельскохозяйственных полей, так как они используются для эмульгирования пестицидов.

Источником загрязнения водоемов является также поверхностный сток. Суммарное количество загрязнений, которые попадают в водоемы и водостоки с поверхностным стоком урбанизированных территорий, составляет примерно 8-15% от показателей загрязнения хозяйственно-бытовых сточных вод.

Загрязнение подземных вод.Источниками загрязнения подземных вод могут быть:

- места хранения и транспортировки промышленной продукции и отходов производства;

- места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов;

- сельскохозяйственные или другие угодья, на которых применяются удобрения, пестициды и другие химические вещества;

- загрязненные участки поверхностных водных объектов, питающих подземные воды;

- загрязненные участки водоносного горизонта, естественно или искусственно связанного со смежными водоносными горизонтами;

- участки инфильтрации загрязненных атмосферных осадков;

- промышленные площадки предприятий поля фильтрации, буровые скважины и другие горные выработки.

При проведении геологоразведочных и других работах, в ходе которых вскрываются водоносные горизонты, необходимо принять меры по предотвращению загрязнения и истощения подземных вод.

При загрязнении или опасности загрязнения подземных вод объём и способ наблюдений за их режимом или качеством определяются в зависимости от значения и вида водопользования, а также с учётом возможных последствий загрязнения.

Источниками загрязнения на военных объектах в общем случае являются:

- точка выброса загрязняющего вещества – хозяйственный или природный объект, производящий загрязняющее вещество;

- регион, откуда поступают загрязняющие вещества.

Источниками загрязнения природной среды на военных объектах обычно выступают:

- объекты коммунально-бытового назначения;

- объекты обеспечения жизнедеятельности;

- районы и места боевой подготовки;

- вооружение и военная техника.

Объекты первых двух из названных типов относятся к общим для всех воинских частей источникам загрязнения. Два последующих типа объектов могут обладать значительной спецификой – в зависимости от принадлежности их к различным видам Вооружённых Сил и родам войск.

Источниками загрязнения, общими для всех воинских частей (независимо от принадлежности к определённому виду Вооружённых Сил и роду войск), могут быть названы:

- казарменный и жилой фонд;

- котельные, столовые, медпункты, банно-прачечные комбинаты;

- системы канализации, очистные сооружения;

- транспортные средства общего назначения;

- пункты технического обслуживания и ремонта транспортных средств и специальной техники;

- заправочные пункты, пункты зарядки аккумуляторов, компрессорные станции;

- склады горючего и смазочных материалов;

- места сбора коммунальных отходов и мусора.

Вместе с тем эти источники следует отнести к наиболее неблагоприятным – с точки зрения частоты нарушений ими природоохранного законодательства.

Причина такого явления кроется в низкой экологической культуре обслуживающего персонала и всех военнослужащих, проявляющейся в отсутствии должного внимания, при эксплуатации и обслуживании техники, на полевых занятиях и учениях – с другой.

Гораздо сложнее будет решаться проблема со специфическими факторами воздействия свойственным только военным объектам.

3. Очистка воды в воинской части

Войсковыми средствами очистки и опреснения воды являются тканево-угольный фильтр ТУФ-200, войсковая (ВФС) и автомобильная фильтровальная станция МАФС, передвижная опреснительная станция ОПС и передвижная опреснительная установка ПОУ-4.

Тканево-угольный фильтр ТУФ-200 предназначен для очистки воды от естественных загрязнений, ее дезактивации, обеззараживания и обезвреживания. В состав комплекса ТУФ-200 входят фильтр, ручной насос, резервуары для воды РДВ-100, брезентовые ведра, фильтрующие материалы и реагенты.

Воду для очистки с помощью ТУФ-100 наливают в резервуары, где она хлорируется и при необходимости коагулируется. По истечении требуемого по режиму времени контакта обеззараживания частично осветленная вода подается насосом на фильтр. Проходя через тканевой мешок и активированный уголь, вода полностью осветляется и дехлорируется, одновременно из неё удаляются вещества, придающие цветность, запах, привкус, в воде снижается до допустимых величин содержание отравляющих и радиоактивных веществ. Очищенная вода через патрубок и шланг поступает в резервуар. В случае применения в ТУФ-200 специальной шихты очищенную воду подщелачивают в резервуаре бикарбонатом натрия. После 4–6 ч работы тканевой фильтр заменяют новым.

Автомобильная фильтровальная станция МАФС-3 предназначена для очистки воды от естественных загрязнений, ее обезвреживания и обеззараживания.

Станция смонтирована на шасси автомобиля ЗИЛ-131 и двухосном прицепе и состоит из фильтра, двух дехлораторов, трёх мотопомп М-600, резервуаров РДВ, коммуникаций, лаборатории для контроля качества воды, реагентов, фильтрующих материалов. МАФС развертывают на рабочей площадке пункта водоснабжения при удалении от источника воды не более 50 м рабочую площадку разделяют на чистую и грязную половины. На чистой половине располагают резервуары с чистой водой, прицеп, укрытие для личного состава. Остальные средства станции размещают на грязной половине.

Для очистки вода из источника подается мотопмпой первого подъема поочередно в резервуары-отстойники, в которые вводятся химические реагенты. По истечении требуемого по режиму времени вода из резервуаров-отстойников мотопомпой второго подъема подается на фильтр, затем проходит дехлораторы и поступает в резервуары чистой воды, где в случае отсутствия хлора дополнительно обрабатывается осветленным раствором ДТС ГК ВФС-2,5 – предназначена для комплексной обработки воды.

Производительность 2,4 м³/час

Время развёртывания 40 мин

Персонал – 3 человека. Запас реагентов 100 часов.

Оборудование и имущество станции размещены на шасси автомобиля ГАЗ-66-01 в унифицированном кузо­ве-фургоне и на одноосном прицепе вместе с бензоэлектрическим агрегатом АБ-8-Т/230М. Станция состоит из следующих основных частей: оборудования для приго­товления и дозирования растворов реагентов, осветли­теля со взвешенным осадком, двух фильтров, один из которых загружен антрацитовой крошкой, другой – ак­тивным углем БАУ-МФ или КФГ-М, блока бактерицид­ных ламп, трубопроводов и арматуры, насосов подачи и раздачи воды.

В осветлителе накапливаются осадки, которые пе­риодически удаляются вместе с водой, а загрязнившийся фильтр с антрацитовой крошкой промывается.

Фильтроцикл зависит от температуры воды, ее мутности, цветности, oт cтeпени ее очистки в освет­лителе и составляет 10–12 ч.

Активный уголь БАУ-МФ заменяется через 100–200 ч работы, а карбоферрогель-М – через 30–40 ч. При отключении блока бактерицидных ламп очистка воды обеспечи­вается от всех видов за­ражения и загрязнения, кроме болезнетворных микроорганизмов в спо­ровой форме.

Для опреснения воды применяют передвижные опреснительные средства – установку ПОУ и станцию ОПС. При наличии в воде радиоактивных веществ одновременно с опреснением происходит удаление взвешенных радиоактивных частиц и уменьшение содержания растворенных радиоактивных веществ.

Установка ПОУ смонтирована на шасси ЗИЛ-157 и состоит из теплообменно-испарительной и насосно-компрессорной групп, коммуникаций и аппаратуры.

Станция ОПС смонтирована на шасси автомобиля Кв43-214 и имеет передвижную электростанцию.

Для привода механиз­мов опреснителя в ком­плект ОПС входит пере­движная электрическая станция ЭСД-75-ВС/230, смонтированная на при­цепе 2-ПН-6. Питание опреснителя электриче­ской энергией может так­же осуществляться от стационарной сети пере­менного тока или от дру­гого источника электро­энергии напряжением 230 В, частотой 50 Гц и мощностью не ниже 75 кВт.

Для перевозки стан­ции ОПС по железной дороге требуются две че­тырехосные платформы.

Загрязненная вода пе­ред опреснением должна очищаться войсковыми водоочистными средства­ми.

Список информационных источников

1. http://www.studfiles.ru/preview/4104152/

2. http://voen-konspekt.xyz/voennaya-ekologiya/osnovy-voennoj-ekologii-istochniki-zagryazneniya-okruzhayushhej-prirodnoj-sredy-v-voinskoj-chasti-predotvrashhenie-i-likvidaciya-zagryazneniya-okruzhayushhej-prirodnoj-sredy-voznikayushhego-v-rezul/

3. http://www.syl.ru/article/172000/new_voda-i-ee-svoystva-fizicheskie-i-himicheskie-struktura-vodyi.

4. http://www.microarticles.ru/article/fizicheskie-i-himicheskie-svojstva-vodi.html.

5. http://biofile.ru/bio/6275.html.

6. http://theecology.ru/interesting/istochniki-zagrjaznenija-vody.

7. Голубев Г.Н. Геоэкология: Учебник. – М.: Аспект-пресс.

Код для цитирования: Скопировать