Способы фильтрации воды в природных условиях: 10 способов очистки воды в походных условиях

10 способов очистки воды в походных условиях

Наступило лето. Для многих это пора туристических походов и отдыха на природе. Наша статья адресована тем, кто любит путешествовать вдали от цивилизации и не боится бытовых трудностей. Им чаще других приходится пользоваться для приготовления пищи и питья водой, содержащей не самые полезные для здоровья компоненты. Для них мы публикуем перечень способов очистки воды в походных условиях.

Очистка воды в походных условиях: доступные способыИсточник: depositphotos.com

Кипячение

Это один из самых простых и распространенных способов очищения природной (речной, озерной и т. д.) воды от большинства патогенных микроорганизмов. Время кипячения должно составлять не менее 5 минут. Если вода взята в регионе, где наблюдаются частые вспышки инфекционных заболеваний, ее нужно кипятить от 30 минут до часа, причем процесс кипения должен быть непрерывным. При значительном уменьшении количества жидкости можно снизить интенсивность нагревания, но доливать сырую воду в емкость нельзя.

Кипячение - один из способов очистки воды в походных условиях
Источник: depositphotos.com

Применение горячих камней

Может случиться, что у туристов нет при себе термостойкой посуды, пригодной для кипячения в ней жидкости. В такой ситуации можно накалить в костре камни (нагревать в течение 40-60 минут) и поместить их в емкость с водой до остывания.

Прогревание на солнце

Ультрафиолетовое излучение тоже неплохо обеззараживает воду. Достаточно подержать небольшую (до 2 л) прозрачную емкость на открытом солнце в течение пары часов, чтобы жидкость очистилась от большинства микроорганизмов. Данная процедура не избавит воду от некоторых паразитов и вредных химических веществ, но, несомненно, сделает ее более пригодной для употребления.

Использование шерстяной нити

Простейший фильтр для очистки воды можно сделать из шерстяной нити, сложенной несколько раз. Один конец такого «фитиля» опускают в емкость с водой, а другой – в пустую тару. Жидкость пропитывает нить, перетекая из одного сосуда в другой, и освобождается от части вредных примесей.

Отстаивание

На многодневной стоянке можно применить отстаивание. Воду заливают в большие емкости и выдерживают, не взбалтывая, в течение 10-12 часов, а затем осторожно сливают верхнюю часть, ставшую прозрачной. Так можно избавиться от значительной части загрязнений и подготовить воду для дальнейшей обработки.

Метод будет более эффективным, если в отстаивающуюся воду добавить немного крахмала или несколько измельченных сырых клубней картофеля.

Очистка йодом или марганцовкой

Аптечный раствор йода добавляют к природной воде для ее обеззараживания в количестве 3-5 капель на 1 л. Емкость с хорошо перемешанной жидкостью отстаивают не менее получаса.

Можно положить в воду несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки), жидкость должна приобрести бледно-розовый цвет. Применение этого способа требует осторожности: прием внутрь концентрированного раствора марганцовки чреват развитием дисбактериоза или химическим ожогом слизистых оболочек.

Фильтрование через песок

Для изготовления такого фильтра нужно взять пустую консервную банку и пробить ее донышко в 3-4 местах. В качестве альтернативы подойдет пластиковый сосуд с продырявленным дном. Поверх отверстий надо положить слой чистой тонкой ткани и засыпать его предварительно промытым и прокаленным на костре песком. Следует поставить емкость на опору (треногу), под которой размещена пустая посуда, и небольшими порциями наливать воду в верхний сосуд. Жидкость будет медленно протекать через слои песка и ткани, очищаясь от механических примесей.

Соль

Поваренная соль обладает сильным бактерицидным эффектом. Добавив ее в воду (1-2 чайных ложки на 1 л) и отстояв раствор в течение получаса, можно получить жидкость, пригодную для приготовления пищи. Пить такую воду не слишком приятно, но можно уменьшить ее соленость, добавив к раствору горсть ягод боярышника.

Поваренная соль – один из способов очистки воды в походных условияхИсточник: depositphotos.com

Очистка растительным сырьем

Некоторые растения (или их части) содержат вещества, угнетающие жизнедеятельность патогенной микрофлоры:

  • береста, кора дуба, вербы или ивы. Следует перемешать 100-150 г растительного сырья с 10 л воды и прокипятить 30-40 минут либо настоять в течение 6 часов;
  • молодые ветки сосны, ели или можжевельника. Их можно приготовить аналогичным способом;
  • листья красной рябины. Требуется добавить их в воду из расчета 10-20 штук на каждые 2-3 л и настоять в течение 2 часов.

«Земляной насос»

Находясь рядом с рекой или озером, есть смысл для первичного фильтрования воды соорудить так называемый земляной насос. Изготовить его несложно: достаточно выкопать в полуметре от водоема небольшую ямку, чтобы в ней начала скапливаться вода, осветленная и отфильтрованная грунтом.

Опытные туристы, столкнувшись с необходимостью получения питьевой воды, комбинируют несколько методов ее очистки. Например, можно начать с применения «земляного насоса», затем использовать фильтрование через емкость с прокаленным песком. Воду, очищенную от механических примесей, подвергают обеззараживанию с помощью растительного сырья. Конечным этапом очистки должно стать кипячение, после которого воду можно считать пригодной для питья.

Отметим, что существуют специальные препараты, предназначенные для обеззараживания воды в полевых условиях. К сожалению, все они производятся на основе соединений активного хлора, которые чрезвычайно вредны для организма. Воду, обработанную такими средствами, необходимо дополнительно фильтровать и отстаивать, да и ее вкусовые качества оставляют желать лучшего.

Очистка воды в походных условиях – дело трудоемкое, но экономить силы на нем ни в коем случае нельзя. Употребление загрязненной или зараженной воды настолько опасно, что лучше потратить время и перестраховаться, чем потом страдать от серьезных заболеваний.

Видео с YouTube по теме статьи:

Очистка воды в природных условиях

ochistka vody 

Если питьевая вода необходима вам в условиях дикой среды, найти пресную воду – это только половина дела. Чтобы ее можно было пить и готовить на ней пищу, воду необходимо очистить и обеззаразить. И это необходимо твердо знать, что любая вода перед употреблением должна пройти очистку, если необходимо, и обеззараживание.

Пригодная для употребления или приготовления пищи вода должна быть абсолютно прозрачной, без запаха, цвета и вкуса. Мутная вода – это взвесь частичек различных твердых веществ. Мутную природную воду всегда необходимо предварительно очистить.

Как правильно и эффективно очистить и обеззаразить воду в лесу

В первую очередь надо определится, есть ли возможность найти поблизости природный источник воды. Если есть возможность выбора, то тогда выбираем наиболее пригодную воду. 

Самыми распространенными природными источниками чистой воды, которая требует минимальной фильтрации, является:

— дождевая вода;

— роса;

— вода, добытая из снега и таявшего льда;

— вода, добытая путем конденсации.

Другую жидкость, что можно найти или добыть в природных условиях, необходимо обеззараживать (очищать от бактерий) и фильтровать (очищать от песка и земли механическим способом).

Самостоятельно очистить воду в условиях дикой природы довольно просто. Самое главное – знать и правильно применить знания, чтобы получить чистую, безопасную для здоровья воду.

Обеззараживание питьевой воды необходимо производить исходя из вида загрязнения. Важно правильно определить, каким образом появилось загрязнение: химическим, механическим или биологическим способом. Исходя из этого, следует выбирать метод очистки воды. Многие туристы считают, что лучше иметь при себе материалы для очистки воды несколькими способами, так как вы далеко не всегда заблаговременно можете точно знать, какая

местность будет на месте бивуака, какая там вода. Поэтому лучше заранее подстраховаться.

Для очистки воды от механических загрязнений помогут фильтры. В качестве фильтра, в условиях дикой природы, можно использовать песок или землю, мелкие веточки деревьев, и т. д. Это первый шаг обеззараживания воды, который лучше осуществить перед кипячением. Удобнее всего очищать воду с помощью фильтра, который можно приобрести в магазине перед тем, как отправиться в поход.

Очистка воды проводится в 3 этапа. В первую очередь, надо дать жидкости отстояться, затем очистить и обеззаразить.

Отстаивание

Таким образом можно очистить воду от механических и легких химических загрязнений. Здесь все просто: воду нужно набрать в емкость и оставить на ночь отстояться. По прошествии 10-12 часов надо перелить большую часть воды в другую емкость, а остаток и появившийся на дне осадок необходимо слить. После этого отстоявшуюся воду останется только прокипятить.

Фильтр из марли

Одним из самых простых способов очистки воды заключается в том, чтобы использовать марлю или бинт (сложенные в несколько раз). Отфильтровав воду таким образом надо оставить ее отстояться, чтобы оставшиеся небольшие частички песка осели на дно. После этого воду нужно процедить еще несколько раз. Во время повторного процеживания воды, рекомендуется насыпать на марлю активированного угля (если его нет, то можно использовать угли из костра). После процедуры воду перед употреблением останется только прокипятить.

Активированный уголь

Таблетки активированного угля доступные, недорогие и занимают очень мало места, что делает их отличным решением для фильтрации питьевой воды в походе. На 1 литр воды потребуется всего одна таблетка угля, которую надо поместить в жидкость на 10-12 часов. По прошествии указанного времени воду можно использовать для приготовления пищи и пить. Вода, очищенная таким образом, станет не только безопасной, но и вкусной.

Многоуровневый фильтр

Перегонка является достаточно сложным, но эффективным процессом, в основе которого процесс конденсации на охлажденной поверхности.

Чтобы очистить воду таким способом, нужно набрать ее в два сосуда. Один поставить на огонь и опустить туда трубку. Второй конец трубки следует опустить в другой сосуд с холодной водой (емкость надо закрыть крышкой). В процессе кипения воды, произойдет конденсация чистого пара в охлажденной емкости. Таким образом, можно получить чистую воду, которая уже не будет нуждаться в повторной фильтрации.

Если речь идет о соленой воде, то существует два распространенных способа опреснения: дистилляция и вымораживание. Первый метод описан выше. Суть второго заключается в том, чтобы воду сначала заморозить, а потом дождаться пока она растает. Таким образом из воды выйдут минеральные соли.

Кипячение

Кипячение – простейший способ обеззараживания воды. Таким образом очень просто уничтожить бактерии, что обитают в воде. Этот способ также используется и для самостоятельной очистки водопроводной воды. 

ochistka vody 1

Стоит принимать во внимание то, что кипятить воду дольше 10 минут не рекомендуется, так как в ней могут начать разлагаться канцерогены. Однако, ни механические, ни химические загрязнения таким способом уничтожить не удастся.

Рябина

В пресную можно воду поместить небольшую гроздь спелой рябины и оставить несколько часов. Есть в этом растении сорбиновая и парасорбиновая кислоты, благодаря действию которых тормозится рост микроорганизмов, грибков и плесени. Ягоды впитают в себя вредные нитраты и насытят воду своими полезными витаминами, аминокислотами и минеральными веществами.

Растения-антисептики

Лекарственные растения-антисептики помогут очистить воду. Ромашку, зверобой или чистотел следует настаивать в течении нескольких часов, по истечению которых воду надо прокипятить.

Банановая кожура

Если вы берете с собой в поход бананы – не спешите выбрасывать их кожуру. Чтобы отфильтровать воду с помощь банановой кожуры, надо ее мелко нарезать, равномерно распределить на небольшом отрезке ткани и три раза пропустить воду через получившийся фильтр. Не факт, что таким образом можно избавиться от бактерий, но банановая кожура притягивает к себе отрицательно заряженные частицы (кадмий, никель и даже уран).

Песок-трава-уголь

Можно сделать трехступенчатый фильтр из подручных средств. Для этого надо взять отрезок ткани и засыпать его песком. Это первый слой. Вторым слоем будет трава, третьим – угли из затухшего костра.

ochistka vody 2

 

Пропущенная через такой фильтр вода отлично очистится, все примеси и загрязнения осядут на фильтре. Однако, такой способ очистки не избавит жидкость от бактерий.

Самодельный фильтр

Еще один способ изготовления простого фильтра для воды из простых материалов.

Потребуется емкость для фильтра — простая пластиковая баклажка. Надо все как следует рассчитать, потому что очистительные свойства в первую очередь зависят от правильно сформированной «начинки». По объему контейнер фильтра должен быть таким, чтобы беспрепятственно вмещать в себя все компоненты.

В качестве абсорбента достаточно применить распространенные природные материалы, такие как:  промытый карьерный песок или кварцевый речной, гравий, активированный уголь или цеолит. 

Вода в фильтре должна проходить несколько степеней очистки. Верхние слоя, грубая очистка, задерживают крупные загрязнения, нижние исключают проникновение мелких частиц.

кochistka vody 4

Натуральные материалы весьма непрактичны с точки зрения гигиены.

Во-первых, во влажной среде такой фильтрующий слой подвержен процессам гниения, из-за этого появляется неприятный запах.

Во-вторых, структура ткани предполагает очень быстрое загрязнение фильтра нежелательными частицами, что учащает необходимость смены слоя. Гораздо лучшие показатели наблюдаются у синтетических аналогов. Более предпочтителен в этом плане – лутрасил. Материал обладает влагостойкими качествами и более устойчив к загрязнению, нежели хлопок или бинт.

Серебро

Здесь все просто. Достаточно просто снять с себя и опустить в воду любое серебряное украшение – ионы серебра являются эффективным бактерицидным средством.

Недостатки такого метода тоже имеются. Серебро никак не повлияет на примеси в воде – потребуется время и материалы для фильтрации.

Ямка во влажной почве

Если вы разбили лагерь рядом с водоемом, а почва под ногами влажная – в ней можно выкопать небольшую ямку и подождать пока она наполнится жидкостью. Вода, просочившись сквозь грунт, как сквозь фильтр, — пригодна к употреблению в пищу. Однако, прежде чем пить такую воду, ей необходимо дать время, чтобы отстояться.

Ультрафиолет

Предварительно очищенную и обеззараженную разными способами воду нужно налить в прозрачный полиэтиленовый пакет и разместить под прямыми солнечными лучами. Ультрафиолет закрепит результат ваших стараний уничтожив патогенные микроорганизмы (если остались при других методах очистки).

Эффективнее и безопаснее всего – это использовать сразу несколько методов очистки воды в полевых условиях. Тщательно профильтровав и обеззаразив, речную или озерную воду можно пить, но для надежности предварительно лучше все-таки прокипятить.

Как очистить и обеззаразить «цветущую» воду

«Цветение воды» вызывается сине-зелеными водорослями. Такую воду очистить сложнее всего. Некоторые из таких водорослей способны производить опасные для здоровья человека токсины.

Способ очистки воды от токсинов — такой же, как и для других «химических» загрязнений: фильтры с активированным углем, с последующим обеззараживанием от бактерий и других микроорганизмов.

Кипячение

В данном случае кипятить воду просто необходимо! При температуре 70C большинство микроорганизмов гибнут в течение 30 минут, при температуре выше 85C – в течение нескольких минут.

Кипячение весьма надёжный способ, но в экстремальных условиях может оказаться не очень удобным.

Химические способы очистки воды

ochistka vody 3

 

Марганцовка (перманганат калия, KMnO4)

Чтобы очистить воду с помощью марганцовки, надо добавить пару кристалликов вещества на 3-4 литра воды. Вода должна приобрести светлый розовый оттенок (яркий цвет недопустим, такой раствор может навредить здоровью).

Достоинствами данного способа дезинфекции воды являются: высокая эффективность, дешевизна, компактность и низкий вес. KMnO4 – сильный окислитель, поэтому не только уничтожает бактерии, но и нейтрализует ряд токсинов (продуктов жизнедеятельности), выделяемых этими самыми бактериями. Однако, на сегодняшний день, перманганат калия найти в аптеках крайне сложно.

Йод

Метод аварийный, но в критической ситуации может помочь, поскольку йод можно найти практически в любой аптечке.

Способ обеззараживания прост: на 1 литр воды добавляется 10-20 капель 10-% спиртового раствора йода (можно и меньше, но такая дозировка может оказаться недостаточно эффективной). Количество йода надо определять визуально, исходя из степени загрязнения воды.

Йодированной воде нужно дать отстояться 20-30 минут летом, час и более — в холодное время года. Для гарантированного уничтожения особо живучих и опасных бактерий требуется более продолжительное время (до 4 часов).

Такая вода не очень полезна и неприятна на вкус. Чтобы избавиться от привкуса йода рекомендуется пропустить воду через угольный фильтр или добавить в нее активированный уголь (последнее менее эффективно). Также можно покрошить в воду аскорбиновую кислоту (йод легко ее окисляет).

Перекись водорода

Еще одним из народных способов обеззараживания воды является использование для этих целей перекиси водорода. Это также «аварийный» метод обеззараживания. Перекись водорода способна обеззараживать воду от протозоа (лямблий и криптоспоридий), бактерий, вирусов.

Способ применения: необходимо добавить одну столовую ложку (при сильном загрязнении — 2 столовые ложки) на литр воды, дать 1 час отстояться. Для очистки воды от остатков перекиси, а также для ускорения ее распада, в воду добавить пару таблеток активированного угля.

Достоинства и недостатки этого способа те же, что и для других медицинских препаратов – дозировать приходится «на глаз». Несмотря на распад перекиси водорода, вода может иметь слабый «медицинский» привкус.

Поваренная соль

Она может быть использована, если нет других реагентов. В 2 литрах воды достаточно растворить столовую ложку соли.  Раствор отстаивают 30 минут.

Приятных вам походов и ярких, положительных впечатлений!


Как очистить воду в походных условиях

Грамотная очистка воды в походе — залог того, что все туристы из вашей группы вернутся домой здоровыми. Понятно, что весь необходимый запас взять с собой невозможно, поэтому придется брать воду из природных водоемов. Вариант «из копытца водицей напиться» здесь не проходит, так как в этом «копытце» может содержаться полный набор болезнетворной микрофлоры. Воду перед употреблением придется чистить обязательно. Как очистить воду на природе мы расскажем в этой статье.

Особенности очистки воды в походе. Зачем это нужно

Основная особенность очистки воды в природных условиях состоит в том, что придется затратить на это определенное количество времени. Более того, нужно знать, как именно это сделать. Возможно, придется взять с собой некоторые реактивы, хотя бы марганцовку и йод.

Перед тем, как уйти в поход, посмотрите еще раз маршрут и определите меня стоянок. Но многие даже не представляют, как и чем очистить воду на природе. Обычно лагерь разбивают вблизи водоемов — на берегу реки, озера, ручья. Лучше, если вода будет проточная, а дно — песчаное или каменистое, идеальный вариант — кварцевое. Но такое случается довольно редко, поэтому исходим из того, что предлагаем нам ландшафт. А это с равным успехом может быть мутное болотце или чистейший родник.
Внешне даже прозрачная природная вода может содержать массу опасных микроорганизмов, включая возбудителей холеры, дизентерии и других кишечных инфекций. Также в открытых водоемах существует опасность «подхватить» вирус гепатита А и паразитарные заболевания. Последствия их попадания в организм весьма печальны. Очистить воду на природе можно несколькими способами.

Основные способы очистки воды в природных условиях

Выбор способа очистки воды в походе зависит от качества природной воды и ее характеристик — цвета, запаха, прозрачности, наличия примесей. Затхлую воду из стоячих водоемов лучше не использовать, так как именно в ней содержится наибольшее количество посторонних включений, в том числе микробиологических.

Фильтрация и обеззараживание — обязательные стадии очистки воды на природе даже самой прозрачной природной воды. Не нужно быть специалистом в этой области, но знать несколько простых правил жизненно необходимо. В ваших же интересах.

Фильтрование через песок и гравий — главный способ очистки воды природе

Такое фильтрование позволяет сравнительно быстро очистить воду в походе от мелких примесей, травинок и даже незначительной мути. Для этого понадобится пустая консервная банка или пластиковая бутылка, чистый гравий, прокаленный песок и чистая тканевая салфетка. Это может быть носовой платок или хлопчатобумажная тряпочка. Прокаливать песок необходимо, чтобы убить содержащуюся в нем болезнетворную микрофлору.

Порядок действий данного способа очистки воды в походе. Делаем в дне банки несколько отверстий. Простилаем тканью, насыпаем песок, верхний слой — мелкий гравий. Банку можно закрепить на треноге, подвесить на ветке или просто держать в руке. Главное, подставить под нее посуду для сбора чистой воды. Аналогично поступаем с пластиковой бутылкой. Следите, чтобы неочищенная вода не переливалась через край и не попала в приемник.

Еще один вариант фильтра для очистки воды в походах — так называемая земляная помпа. Для этого рядом с водоемом вырывают яму, дно которой находится ниже уровня воды. Через некоторое время в ней будет скапливаться отфильтрованная почвой вода. Остается только осторожно собрать ее сверху, стараясь не поднимать муть со дна.

Как очистить воду в походных условиях с помощью отстаивания

Этот способ очистки воды на природе применим в тех случаях, когда вода очень грязная, со взвесями, и на ее отстаивание есть время, не меньше 12 часов. Лучше сразу взять большую емкость, так как полезной фракции останется едва ли половина.

Взвешенные частицы будут постепенно осаживаться, и уже через сутки или немного раньше отстоянную воду можно будет осторожно вычерпать. Делают это кружкой и очень аккуратно, чтобы не поднять осадок вверх. Обычно собирают воду в несколько приемов, так как даже легкое движение вызывает повторное замутнение. Не такое сильное, как сначала, но время на осаживание потребуется.

Как правило, такая замутненная вода плохо пахнет и имеет посторонний привкус — болотистый, затхлый. Чтобы от него избавиться, воду придется пропустить еще через фильтр, подобный тому, что мы описывали выше. Но между слоями песка и гравия нужно будет проложить мелко дробленый древесный уголь. Это должен быть именно уголь, но не зола.

Как в походных условиях очистить воду процеживанием через бинт или ткань

Этот способ очистки воды в природе подходит только в тех случаях, если вода изначально практически чистая и прозрачная. Бинт или ткань складывают в 6-8 слоев и пропускают через них воду. Таким образом можно убрать только мелкие травинки и листочки. Если есть подозрение, что в воде содержится песок, то бинт не поможет, частички легко пройдут через промежутки между нитками. Поэтому лучше применять сразу несколько способов очистки воды в природных условиях, о которых мы рассказывали выше.

По поводу ткани. Важное требование, чтобы она не красилась при намокании. Попадание красителя в воду не придаст ей полезности.

Для очистки воды в походах подходит кипячение

Самый простой и надежный способ в походных условиях очистить и обеззаразить речную воду — прокипятить ее. Подойдет любой котелок, кастрюля, ведро. Неважно, какой будет огонь — от костра или примуса. Главное, вода должна кипеть непрерывно не меньше пяти минут. Если есть подозрения, что вблизи находятся места стоков, фермы, свалки, тогда на это придется потратить около получаса. Еще раз повторим — процесс кипячения прерывать нельзя. Если вода выкипела, добавлять свежую тоже нельзя.
Другой вариант очистки воды в лесу — кинуть раскаленный камень в емкость с водой. Будьте осторожны, в этом случае велика вероятность ожогов паром и разлетающимися во все сторон каплями.

Помним, что вода должна быть предварительно пропущена через фильтр.

Очистка воды в походных условиях с помощью поваренной соли

Существует мнение, что поваренная соль обладает сильным бактерицидным действием. Это не так. Ионы хлора не есть чистый хлор, для его образования необходимо пропустить воду через гальванический элемент. Соленый раствор обладает слабым бактерицидным действием, поэтому надеяться на полное обеззараживание воды в походных условиях легкомысленно. Если под рукой нет больше ничего, то, конечно, больше ничего не остается. Примерный расход — столовая ложка на литр жидкости, но пить такую воду будет неприятно. Она подойдет лишь для дальнейшего приготовления пищи, но в таком случае ее лучше изначально прокипятить.

Очистка и обеззараживание воды в полевых условиях растительными компонентами

В качестве дополнительного средства очистки воды в походных условиях можно использовать листья и плоды рябины, сосновую и еловую хвою, кору дуба. Опять же, без кипячения на полноценную очистку воды в лесу рассчитывать сложно. Если же воду прокипятить вместе с растительным сырьем, получим уже отвары. Пить их можно, но нужно помнить, что они могут вызвать аллергические реакции, а это уже опасно.

Другие способы очистки воды на природе

Есть еще несколько способов, позволяющих очистить воду на природе.

Таблетки марганцовки для очистки воды в походе

Также в длительных походах для дезинфекции воды довольно часто используют марганцовку. Данный способ очистки воды в походе является относительно опасным. Перманганат калия — сильнейший окислитель, поэтому требует предельно осторожного обращения. На литр воды достаточно добавить несколько кристалликов, цвет раствора должен получиться бледно-бледно-розовый. Обратите внимание, марганцовка относится к плохо растворимым соединениям, поэтому на дне емкости могут остаться нерастворившиеся кристаллы. Если они попадут на слизистые рта, пищевода, желудка, кишечника, это приведет к сильнейшим ожогам и язвам.

После того, как марганцовка растворилась, дайте раствору постоять не менее 30 минут. После этого осторожно слейте, стараясь не захватить образовавшийся осадок.

Как очистить природную воду в походе с помощью йода

Еще одно популярное средство — йод в его привычном нам виде, спиртовом растворе. На литр воды добавляют 2-3 капли йода, этого вполне достаточно, чтобы ее обеззаразить. Недостаток этого способа очистки и обеззараживания воды в природных условиях — характерный лекарственный запах. Опытные туристы утверждают, что через некоторое время йод улетучивается, и рекомендуют также дать воде постоять.

Походные средства для очистки воды

Специальные средства для обеззараживания воды продаются в аптеках и туристических магазинах. Практически все из них основаны на действии хлора, поэтому вода будет иметь своеобразный хлорный привкус.

Будьте внимательны к своему здоровью, не пренебрегайте правилами безопасности. Пить неочищенную природную воду опасно. Если вы собрались в поход, проработайте, пожалуйста, вопрос, где вы будете брать воду и как будете ее обрабатывать.

Очиска воды │ Способы очистки воды в природных условиях
Способы очистки воды в природных условиях

Длительное время находясь в лесу, без жидкости и пищи, поддерживающей организм, не обойтись. Экстремальные условия заставляют человека бросаться на поиски не просто питьевой воды, но любой жидкости, особенно в летнее время. А иногда, во время подготовленного похода вдруг оказывается, что запасов воды, взятой с собой, слишком мало. Способов добычи воды в диких условиях немало, но не всегда она пригодна для питья, а порой даже опасна примесями содержащихся в ней веществ. Сколько способов очистки воды в природных условиях существует? Об этом можно узнать из информации ниже.

Как очистить воду в лесу

Источников чистой воды, которые нам предоставляет природа, и которая нуждается в минимальной фильтрации, несколько:

  • Роса
  • Дождевая вода
  • Вода, добытая путем конденсации
  • Вода из снега и стаявшего льда.

Остальную жидкость, добытую в условиях дикой природы, требуется фильтровать и обеззараживать. Фильтрация необходимо проводить для того, чтобы, во-первых, очистить жидкость от примесей песка, земли, иных взвесей механическим способом. Во-вторых, ее необходимо очистить от тяжелых металлов и солей. Очистить воду от бактерий – значит обеззаразить ее.

Как очистить воду в лесу Очистка воды от песка

Каждая из целей очистки имеет свои способы. Эти способы представляют собой три этапа комплексной очистки: отстаивание жидкости, очистка и обеззараживание. Второй этап помогает избавиться от оставшихся частиц песка и прочих примесей, после первого. Если пропустить первый этап, крупные частицы грязи помешают дальнейшей фильтрации. Кроме перечисленных, существует также способ очищения жидкости от радиоактивных веществ, а также опреснение, т.е. фильтрация воды от избытка минеральных веществ, которая делает ее пригодной для питья.

Как очистить воду от загрязнений?

Элементарный способ очищения воды от грязи состоит в том, чтобы сложить в несколько слоев бинт или марлю, затем пропустить через нее жидкость. Затем она должна немного постоять, чтобы оставшиеся частицы песка осели, и процедить еще раз до тех пор, пока она не станет светлее. Если с собой имеются таблетки активированного угля, во время второго процеживания можно пропустить воду через марлю с насыпанным на нее углем. Если активированного угля нет, его легко заменит уголь из костра. Потом воду нужно прокипятить, и она готова к употреблению. Если при фильтрации используется не марля, а ткань, она не должна быть окрашена, чтобы не передать цвет воде.

Второй способ: на некотором отдалении от естественного водоема необходимо вырыть небольшую ямку, в которой спустя небольшой промежуток времени начнет собираться вода, пропущенная через землю, а, следовательно, отфильтрованная. После этого нужно еще раз очистить ее через марлю.

Еще один способ, как очистить воду в лесу, самый простой: нужно поставить воду отстаиваться в какой-либо емкости на протяжении 10-12 часов.

Многоуровневый фильтр от грязи можно соорудить, если изготовить треногу из трех веток, на них натянуть ткань. На треноги нужно разместить различные материалы: песок, траву, уголь, землю, через них пропускать жидкость. Воду лить нужно небольшими порциями и повередине импровизированного фильтра. Если она слишком грязная, для эффективного очищения нужно чаще менять песок.

Как очистить воду в лесу 1Многоуровневый фильтр

Перегонка – сложный, но эффективный процесс, основу которого составляет процесс конденсации на охлажденной поверхности. Суть перегонки: емкость с водой ставится на огонь, туда опускается один конец трубки, второй конец ее находится в другом сосуде, который закрыт и находится в холодной жидкости. Когда вода закипит, произойдет конденсация чистого пара в охлажденной емкости. Таким образом, можно получить чистую воду, не нуждающуюся в повторной фильтрации.

Для опреснения можно использовать два метода: дистилляцию и вымораживание. Первый метод описан выше, а второй заключается в замораживании воды, затем ее таянии. При этом лишние минеральные соли из нее выйдут.

Как очистить воду от тяжелых металлов?

Тяжелые металлы, минералы и соли могут принести вреда организму больше, чем земля или песок. Один из способов фильтрации от этих примесей состоит в том, что нужно растворить 1 столовую ложку в двух литрах воды, подождать примерно 20 минут. Все тяжелые примеси осядут на дно, но при этом вода будет пригодна скорее, для приготовления пищи, чем для питья из-за соленого привкуса.

Если во время похода с собой есть бананы, можно очистить воду с помощью его кожуры. Для этого ее нужно мелко порезать, и использовать аналогично угольному фильтру на марле.

Обеззараживание жидкости

Известно, что ионы серебра убивают бактерии. Этим методом можно воспользоваться в походе, если опустить на 2 часа в емкость с водой серебряное украшение. Существует еще несколько способов обеззараживания жидкости:

  • Наполнить полиэтиленовый пакет водой и подвесить под прямые солнечные лучи. Ультрафиолет убивает бактерии.
  • Понадобятся несколько листьев рябины, вещества, содержащиеся внутри них, обладают бактерицидным действием. Листья необходимо настаивать 2-3 часа в двух литрах воды.10-20 штук листьев будет достаточно. Этот способ эффективен также с применением молодой бересты бука, березы, вербы, дуба, ивовой коры: нужно взять 100-150 грамм коры на 10 литров воды, настаивать примерно 6 часов, или прокипятить полчаса. Для этого метода также годятся еловые, сосновые и можжевеловые ветки.
  • Действенным средством обеззараживания воды являются таблетки гидроперита, пергидроля или пантоцида, если они есть с собой. 4-5 штук нужно развести на 10литров воды, настаивать 20-40 минут, затем прокипятить. После этого выпадет осадок, удалив который, можно без опасений пить чистую воду.
  • Использование лекарственных растений – антисептиков: ромашки, чистотела, зверобоя. Они настаиваются около получаса, затем вода кипятится.
  • Марганцовокислый калий: достаточно взять несколько кристалликов этого вещества из расчета на один литр воды, размешать до получения слабовато-розовой жидкости. Большее количество вещества может навредить кишечнику.
  • Йод или йодные таблетки: достаточно три или четыре капли на один литр воды. Как показывает практика, более эффективным по сравнению с этим способом, является марганцовый раствор.
  • Любой человек, подготовившийся к походу, а не случайно оказавшийся в экстремальных условиях, возьмет с собой фильтр для воды промышленного производства, используемые для фильтрации воды в домашних условиях. Существуют также специальные карманные фильтры, предназначенные для использования в полевых условиях.
  • Бактерицидные свойства вода может приобрести после того, как поместить кремний или шунгит. Для этого нужно положить кремний в какую-нибудь емкость с водой из расчета 1-3 грамма камня на 1-5 литров воды (сырой или прокипяченной). Емкость помещается в прохладное место, лишенное попадания прямых солнечных лучей, и через 24 часа вода приобретает полезные свойства, ее можно не только пить, но и обрабатывать раны.

Самый элементарный способ обеззараживания – это кипячение. Для надежности, этот процесс должен длиться не менее 20 минут.

Самым эффективным методом является комплексная фильтрация с использованием различных способов: механического и химического, поэтапно.

10 способов очистки воды в походных условиях

Наступило лето. Для многих это пора туристических походов и отдыха на природе. Наша статья адресована тем, кто любит путешествовать вдали от цивилизации и не боится бытовых трудностей. Им чаще других приходится пользоваться для приготовления пищи и питья водой, содержащей не самые полезные для здоровья компоненты. Для них мы публикуем перечень способов очистки воды в походных условиях.

Кипячение.


Это один из самых простых и распространенных способов очищения природной (речной, озерной и т. д.) воды от большинства патогенных микроорганизмов. Время кипячения должно составлять не менее 5 минут. Если вода взята в регионе, где наблюдаются частые вспышки инфекционных заболеваний, ее нужно кипятить от 30 минут до часа, причем процесс кипения должен быть непрерывным. При значительном уменьшении количества жидкости можно снизить интенсивность нагревания, но доливать сырую воду в емкость нельзя.

Применение горячих камней

Может случиться, что у туристов нет при себе термостойкой посуды, пригодной для кипячения в ней жидкости. В такой ситуации можно накалить в костре камни (нагревать в течение 40-60 минут) и поместить их в емкость с водой до остывания. Прогревание на солнце Ультрафиолетовое излучение тоже неплохо обеззараживает воду. Достаточно подержать небольшую (до 2 л) прозрачную емкость на открытом солнце в течение пары часов, чтобы жидкость очистилась от большинства микроорганизмов. Данная процедура не избавит воду от некоторых паразитов и вредных химических веществ, но, несомненно, сделает ее более пригодной для употребления.

Использование шерстяной нити

Простейший фильтр для очистки воды можно сделать из шерстяной нити, сложенной несколько раз. Один конец такого «фитиля» опускают в емкость с водой, а другой – в пустую тару. Жидкость пропитывает нить, перетекая из одного сосуда в другой, и освобождается от части вредных примесей.

 Отстаивание

На многодневной стоянке можно применить отстаивание. Воду заливают в большие емкости и выдерживают, не взбалтывая, в течение 10-12 часов, а затем осторожно сливают верхнюю часть, ставшую прозрачной. Так можно избавиться от значительной части загрязнений и подготовить воду для дальнейшей обработки. Метод будет более эффективным, если в отстаивающуюся воду добавить немного крахмала или несколько измельченных сырых клубней картофеля.

 Очистка йодом или марганцовкой


Аптечный раствор йода добавляют к природной воде для ее обеззараживания в количестве 3-5 капель на 1 л. Емкость с хорошо перемешанной жидкостью отстаивают не менее получаса. Можно положить в воду несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки), жидкость должна приобрести бледно-розовый цвет. Применение этого способа требует осторожности: прием внутрь концентрированного раствора марганцовки чреват развитием дисбактериоза или химическим ожогом слизистых оболочек.

Фильтрование через песок


Для изготовления такого фильтра нужно взять пустую консервную банку и пробить ее донышко в 3-4 местах. В качестве альтернативы подойдет пластиковый сосуд с продырявленным дном. Поверх отверстий надо положить слой чистой тонкой ткани и засыпать его предварительно промытым и прокаленным на костре песком. Следует поставить емкость на опору (треногу), под которой размешена пустая посуда, и небольшими порциями наливать воду в верхний сосуд. Жидкость будет медленно протекать через слои песка и ткани, очищаясь от механических примесей.

Соль


Поваренная соль обладает сильным бактерицидным эффектом. Добавив ее в воду (1-2 чайных ложки на 1 л) и отстояв раствор в течение получаса, можно получить жидкость, пригодную для приготовления пищи. Пить такую воду не слишком приятно, но можно уменьшить ее соленость, добавив к раствору горсть ягод боярышника

Очистка растительным сырьем

Некоторые растения (или их части) содержат вещества, угнетающие жизнедеятельность патогенной микрофлоры: береста, кора дуба, вербы или ивы. Следует перемешать 100-150 г растительного сырья с 10 л воды и прокипятить 30-40 минут либо настоять в течение 6 часов; молодые ветки сосны, ели или можжевельника. Их можно приготовить аналогичным способом; листья красной рябины. Требуется добавить их в воду из расчета 10-20 штук на каждые 2-3 л и настоять в течение 2 часов.

«Земляной насос»

Находясь рядом с рекой или озером, есть смысл для первичного фильтрования воды соорудить так называемый земляной насос. Изготовить его несложно: достаточно выкопать в полуметре от водоема небольшую ямку, чтобы в ней начала скапливаться вода, осветленная и отфильтрованная грунтом.

 Опытные туристы, столкнувшись с необходимостью получения питьевой воды, комбинируют несколько методов ее очистки. Например, можно начать с применения «земляного насоса», затем использовать фильтрование через емкость с прокаленным песком. Воду, очищенную от механических примесей, подвергают обеззараживанию с помощью растительного сырья. Конечным этапом очистки должно стать кипячение, после которого воду можно считать пригодной для питья. Отметим, что существуют специальные препараты, предназначенные для обеззараживания воды в полевых условиях. К сожалению, все они производятся на основе соединений активного хлора, которые чрезвычайно вредны для организма. Воду, обработанную такими средствами, необходимо дополнительно фильтровать и отстаивать, да и ее вкусовые качества оставляют желать лучшего. Очистка воды в походных условиях – дело трудоемкое, но экономить силы на нем ни в коем случае нельзя. Употребление загрязненной или зараженной воды настолько опасно, что лучше потратить время и перестраховаться, чем потом страдать от серьезных заболеваний.

Способы очистки воды в походных условиях



Способы очистки воды

Привет друзья.

Как известно вода играет важную роль в жизнедеятельности нашего организма. А особенно важной эта роль становится в длительном походе.

О том, как найти и добыть воду мы выяснили в одной из прошлых статей, потому рекомендую сначала ознакомиться с ней.

Также в прошлой статье мы узнали, что не всякую воду в сыром виде можно использовать для питья и приготовления пищи.

Сегодня предлагаю продолжить обсуждение и разобраться с тем, как очистить воду в походе, и какие способы для этого существуют.

Содержание статьи:

  • отстаивание
  • фильтрование
  • обеззараживание

Очистку воды можно разделить на несколько этапов: отстаивание, фильтрование и обеззараживание.

Каждый из этапов отвечает за решение отдельных задач в общем процессе получения пригодной для питья воды, и может применяться как самостоятельно, так и совместно с остальными.

Отстаивание

Отстаивание, как первый этап очистки, позволяет уменьшить мутность воды (осветлить ее), а также снизить скорость засорения фильтров при дальнейшей обработке.

Отстаивание воды

Отстаивание воды

Для отстаивания наполняем водой большую емкость (ведро, казан, пластиковый бутыль) и оставляем его на длительное время без вмешательства.

Через 10 – 12 часов, часть содержащихся в воде взвесей (грязь, примеси) осядут на дно емкости, и верхний, менее насыщенный примесями слой, можно будет аккуратно перелить (вычерпать) для дальнейшей обработки.

Главное на этом этапе не взболтать осадок, иначе придется начинать сначала.

Правда такой вариант подходит только для длительных стоянок, когда есть запас по времени. Для ускорения процесса осветления можно применять специальные добавки, например крахмал или картофельную мезгу.

Фильтрование

Чтобы избавиться от оставшихся после первого этапа примесей, некоторых бактерий и прочего, ее нужно дополнительно отфильтровать.

Для этого обычно применяют фильтры промышленного производства, или сооружают их самостоятельно из подручных материалов.

В качестве естественного фильтра можно применить способ, называемый земляной насос.

Для этого выкапываем на берегу реки или пруда яму, на расстоянии полуметра от кромки воды. Глубина ямы должна быть ниже уровня воды в пруду.

Постепенно яма наполнится чистой водой, отфильтрованной естественным путем через почву и ее можно использовать для питья. Хотя все конечно зависит от качества воды в самом водоеме.

Если этот способ не подходит, то простейшим фильтром может служить ткань, сложенная в несколько слоев. Бактерии он вряд ли задержит, но от крупных примесей, остатков растений, взвешенной грязи и песка поможет избавиться.

Самодельный трехступенчатый фильтр

Самодельный трехступенчатый фильтр

Более сложный фильтр собираем из нескольких слоев: первый задерживает крупные примеси, второй – более мелкие, а третий служит для удаления из воды микроорганизмов.

В качестве первого слоя используем ту же ткань, куда дополнительно добавляем древесные опилки, вату, траву.

Для второго слоя используем песок. В донышке пустой консервной банки проделываем несколько отверстий. Поверх отверстий укладываем слой ткани (бинт, вату) и насыпаем слой из 5-10 см песка.

Песок предварительно промываем от грязи и прокаливаем на костре для того чтобы уничтожить живущих в нем паразитов.

Если нет банки, песок можно насыпать в отрезанное горлышко пластиковой бутылки с пробитыми в крышке отверстиями или воронку, сделанную из ткани.

Третий слой – фильтр тонкой очистки. Он позволяет удалить из воды неприятный запах, поглотить часть вредных веществ и организмов.

Его собираем по похожему принципу, только вместо песка насыпаем уголь из костра. Заполнять его нужно именно измельченным углем, а не золой, иначе вместо очищенной воды, получим только более грязную.

Перед использованием, угольный фильтр нужно промыть, пропустив через него несколько порций воды.

Любой фильтр имеет свой срок использования. Он постепенно заиливается, потому его нужно по мере засорения промывать или менять.

Все подручные средства, для устройства фильтра (банки, ткани, опилки), перед использованием нужно промыть и прокипятить.

Ткань нужно использовать неокрашенную, потому что в процессе фильтрации она имеет свойство передавать свой цвет воде.

Если после фильтра вода имеет темный цвет, нужно еще несколько раз пропустить ее через фильтр, до осветления.

Все компоненты фильтра располагают друг над другом, используя треногу из жердей или подвешивая на подходящей ветке

Кроме самодельных приспособлений удобно использовать заводские фильтры, в большом ассортименте выпускаемые промышленностью.

Сегодня мы их обсуждать не будем, а отложим на одну из будущих статей. Чтобы не пропустить ее, рекомендую подписаться на обновления блога.

Обеззараживание

Обеззараживание воды необходимо для уничтожения содержащихся в ней болезнетворных микроорганизмов и вирусов. В походных условиях оно может быть термическим и химическим.

К термическому обеззараживанию относится кипячение воды.

Как известно при длительном кипячении в воде погибают многие виды бактерий и вирусов.

Минимально допустимым временем кипячения стоит считать 5 минут, но в некоторых случаях продолжительность кипячения желательно довести до 1 часа (для сильно загрязненной воды, в районах, где часты вспышки холеры, дизентерии и т.д.)

О кипячении, думаю, много рассуждать не будем (редкий человек не кипятил воду в чайнике), уточним лишь, что процесс кипения воды должен быть непрерывным.

Вода должна кипеть постоянно на протяжении всего времени обеззараживания. Нельзя доливать воду по мере ее выкипания, лучше уменьшить огонь.

Химическое обеззараживание проводится при помощи активных веществ, которые вступают в химическую реакцию с содержащимися в воде бациллами. К таким веществам относятся: поваренная соль, хлорная известь, марганцовка, йод и т.д.

Простейшим способом обеззараживания является растворение в воде поваренной соли (хлорид натрия) из расчета 1-2 чайных ложки на литр воды и последующее отстаивание в течение получаса.

Этот процесс можно назвать легкой формой хлорирования (за счет малого содержания в соли активного хлора).

Принцип хлорирования состоит в уничтожении бактерий путем окисления их клеток.

Для обеззараживания воды хлорной известью нужно сначала приготовить ее раствор, для чего 1 г (пол чайной ложки) хлорной извести растворить в 1 литре воды.

На обеззараживание 1 литра прозрачной ручьевой воды потребуется чайная ложка такого раствора (4-5мг). Для мутной болотной воды его понадобится на порядок больше (до 40мг). Промежуточные варианты находятся между этими границами.

После добавления раствора, воду нужно хорошо перемешать и дать отстояться около получаса, отфильтровать выпавший осадок и проверить на вкус. В воде должен присутствовать небольшой привкус хлора (как в водопроводе при хлорировании).

Кремний в природе

Кремний в природе

От привкуса можно избавиться, пропустив обработанную воду через угольный фильтр, добавив в нее кремний или шунгит, также обладающих хорошими поглощающими свойствами.

Шунгит (древние донные отложения) в природе найти будет сложно (приобретать его нужно в аптеках и спецмагазинах), зато с кремнием таких проблем не возникает. Он часто встречается в природе в виде морской или речной гальки, слюды, полевого шпата и т.д. Определить его можно по способности высекать искры при ударе по нему.

Хотя, если нет желания изучать геологию, его также можно приобрести в аптеке.

Марганцовка тоже отлично помогает справиться с вредными водными «зверями», правда добыть ее сейчас довольно сложно.

Если в домашней аптечке с советских времен завалялся флакончик, в походе он будет очень кстати.

Применяем из расчета: на 1 литр воды добавляем несколько кристаллов (общим размером в половину спичечной головки) марганцовки до окрашивания жидкости в бледно-розовый цвет.

Тут главное не переборщить – большая концентрация может убить всю полезную микрофлору кишечника, стать причиной химического ожога, в общем стать большей проблемой, чем просто недостаток воды.

Раствор йода, думаю, найдется в каждой походной аптечке. Он кроме обеззараживания ран, послужит хорошим обеззараживающим средством для воды.

Для получения нужного эффекта будет достаточно 3-5 капель на литр воды. Жидкость хорошенько перемешиваем и даем отстояться полчаса — час.

Таблетки Акватабс

Таблетки Акватабс

Также для очистки воды в полевых условиях применяются таблетки на основе активного хлора: пантоцид, гидрохлоназон, аквасепт, акватабс, и т.д.

Однако при их использовании следует помнить, что кроме эффекта обеззараживания, они отрицательно влияют на организм человека, в частности на печень и почки, а также обладают раздражающим действием на ЖКТ.

Применяются они из расчета 1 таблетка на 1 литр воды с последующим отстаиванием в течение получаса.

Для того чтобы уменьшить действие на организм активного хлора, желательно после использования этих препаратов, воду дополнительно пропустить через угольный фильтр или прокипятить ее не менее минуты (при этом хлор улетучивается).

Много слышал о Гидроперите (перекиси водорода) для обеззараживания воды. Однако после длительного блуждания по просторам интернета для себя выяснил: чтобы убить в воде все микроорганизмы, нужна большая концентрация перекиси (более 3%), но проблема в том, что уже при этой концентрации она может вызвать химический ожог слизистых оболочек пищеварительной системы.

Потому применять перекись или нет, выбор за вами, в любом случае после такой обработки следует удалить выпавший осадок, а воду дополнительно прокипятить.

Обеззараживание хвоей

Обеззараживание хвоей

Природными средствами обеззараживания могут служить: чистотел, зверобой, ромашка, чага, молодые ветви хвойных деревьев, кора дуба, ивы, ольхи, березы.

Для обезвреживания воды с их помощью, в емкость укладываем растительные компоненты из расчета 200 г на 10 л воды, которые затем заливаем водой и отстаиваем около 12 часов.

После этого настой перемешиваем, даем отстояться полчаса и фильтруем от выпавшего осадка.

Для ускорения процесса кипятим наш «настой» в течение получаса, а потом фильтруем.

Итак, в статье мы ознакомились с основными способами очистки воды в условиях похода. Какие из них подойдут для конкретной ситуации, а какие нет, будем выбирать на месте.

Главное знать, что хотя отсутствие воды может достаточно быстро привести человека к гибели, употребление неочищенной воды может превратить этот период в мучение.

Не полагайтесь на авось, лучше перебдеть, чем недобдеть.

С уважением, Сергей Дроздов.


P.S. Если у Вас появились вопросы после прочтения статьи, не стесняясь задавайте в комментариях.

P.P.S. С темами которые будут раскрыты в ближайшее время, Вы можете ознакомиться на этой странице.

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Фильтрация воды в природе

Фильтрация воды в природе

Добун К.Н. 1

1Красноярский краевой Дворец пионеров

Ермош Н.В. 1

1Красноярский краевой Дворец пионеров

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Актуальность.

Вода – важнейший ресурс для выживания. Организм человека непрерывно теряет жидкость в процессе потоотделения. Активная физическая работа, перемещение по пересеченной местности только ускоряют потери жидкости в организме. Общеизвестно, что основой процессов обмена веществ является вода. Без пополнения этого запаса человека ждет обезвоживание и гибель, причем быстрая, в течении считанных дней [1].

В своей работе мы хотим исследовать, какой природный фильтр и способ фильтрации наиболее пригоден для очистки в походных условиях.

Цель: изучить природные фильтры и способы фильтрации воды и определить наиболее эффективный.

Задачи:

Изучить характеристику природных материалов пригодных для фильтрации воды в походных условиях

Провести эксперимент по пропускной способности природных материалов

Провести эксперимент по очистки воды данными материалами

Сделать сравнительный анализ по существующим способам фильтрации

Сделать выводы и рекомендации

Методы исследования:

Поиск информации

Анализ информации

Эксперимент

Описание

Измерение

Сравнительный анализ

Глава. 1. Характеристика природных материалов пригодных для фильтрации воды в походных условиях

Фильтрование (фильтрация) — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твердых частиц в процессе пропускания их через пористые материалы, называемые фильтрами.

Песо́к — рыхлая осадочная горная порода, а также искусственный материал, состоящий из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца(вещество — диоксид кремния). Слово «песок» часто употребляется во множественном числе («пески́»), но форма множественного числа имеет и другие значения. Природный песок представляет собой рыхлую смесь зёрен, образовавшихся в результате разрушения твёрдых горных пород, размером 0,16—5 мм, масса одной песчинки может варьироваться от десятых долей миллиграмма до нескольких микрограмм. В зависимости от условий накопления могут быть аллювиальными, делювиальными, морскими, озёрными, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков, имеют более округлую, окатанную форм [2].

Древе́сный у́голь — микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха.

Га́лька — мелкий окатыш, камешек, окатанные в разной степени обломки природных камней горных пород диаметром от одного до 15 сантиметров.

Пласт или куча галек — Га́лечник. Более крупные окатанные осколки называют (в порядке возрастания): окатишами, кругляшами, булыжниками, голышами и валунами.

Окатывание остроугольных обломков происходит за счёт бесчисленных соударений обломков между собой в процессе перекатывания по дну реки или под воздействием волн прибоя. Морская галька обычно имеет более плоскую форму, чем речная. По величине гальки разделяются на мелкие (1—2,5 см), средние (2,5—5 см) и крупные (5—10 см).

Галька употребляется главным образом в дорожном строительстве, отсыпке морских пляжей, а также в декоративных целях.

Плоская или круглая форма гальки зависит, прежде всего, от структурно-текстурных особенностей породы, степени её изотропности и так далее.

По генезису гальку делят на следующие виды:

русловая галька;

прибережная (пляжная) галька.

По месту её нахождения:

морская;

речная;

и так далее [3].

Перли́т (фр. perlite, от perle — жемчуг) — горная порода вулканического происхождения.

На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло — обсидиан. В дальнейшем под воздействием подземных вод происходит его гидратация, и, как результат, образование перлита.

Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. (более 1 %). Пористость может составлять 8-40 %.

Перлит может иметь чёрную, зелёную, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие.

По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты [4].

Глава 2. Эксперимент по пропускной способности природных материалов

Эксперимент проводился с помощью немецкой лаборатории Cornelsen (рис. 1), название кейса «Фильтрация воды» [5].

Рис. 1. Состав кейса «Фильтрация воды».

Для начала мы взяли пять грунтов: крупную гальку, мелкую гальку, песок, перлит, древесный уголь, отмерили одинаковое количества (50 гр.) и поместили в специальные емкости для фильтрования. Емкость устроена следующим образом: цилиндр для засыпки грунтов, крупное сито, мелкое сито, чаша для отфильтрованной воды с мерной градацией. Далее взяли одинаковое количество воды (50 мл) и одновременно вылили в приготовленные грунты (рис. 2, 3, 4).

Рис. 2, 3, 4. Ход эксперимента по пропускной способности грунтов.

Рис. 5. Количество воды в итоге.

Прохождение воды замеряли по времени. У каждого грунта получилось свое время, которое мы заносили в итоговую таблицу (таб 1). Так же мы измеряли, сколько воды получилось на выходе (рис. 5). Но пропускная способность грунтов показывает только какой грунт быстрее пропускает воды и количество воды на выходе, но не очищает ее, поэтому мы еще провели эксперимент по очистки воды.

Глава 3. Эксперимент по очистки воды данными материалами

Для эксперимента по очистки воды грунтами, мы также использовали оборудование Cornelsen. Специальным химическим красителем мы окрасили воду (рис. 6) и приготовили для каждого грунта по 50 мл данного раствора. Далее, мы одновременно вылили готовый раствор в каждую емкость с грунтами. Интенсивность окрашивания мы оценивали визуально (рис. 7). Итоги, данного эксперимента мы занесли в таблицу 1.

Рис

Рис. 6. Рабочий раствор Рис. 7. Интенсивность окрашивания на выходе.

Таблица 1. Итоги экспериментов.

Название фильтра

Время просачивания

Кол-во воды

Качество очистки

1

Песок

3 мин 10 сек

35 мл

Цвет остался не изменным

2

Мелкая галька

11 сек

50 мл

Цвет остался не изменным

3

Крупная галька

9 сек

50 мл

Цвет остался не изменным

4

Перлит

31 сек

46 мл

Цвет стал менее насыщенным

5

Древесный уголь

6 мин 37 сек

42 мл

Цвет краски полностью исчез

Из таблицы 1 мы видим, что пропускная способность лучше всего у крупной и мелкой гальки. Количество воды на выходе сохраняется также у данных грунтов, но качество очистки лучше всего у древесного угля и перлита. На основе проделанных экспериментов мы можем сделать вывод, что скорость просачивания не влияет на качество очистки, а так же при фильтрации воды нужно учитывать количество воды на выходе.

Глава 4. Сравнительный анализ по существующим способам фильтрации

Мы проанализировали существующие способы фильтрации и взяли за основу один из выпусков передачи «Галилео», где определили 5 основных методов очистки воды [6].

Рис. 8 Название способа Рис. 9. Устройство триноги.

Сооружается тринога с тремя ярусами: верхий ярус- листья растений, средний ярус- песок, нижний ярус- древесный уголь (рис. 8, 9). Любой портативный тестер измеряет количество тяжелых частиц в воде (total dissolved solids – TDS) в PPM (part per million) от 0 до 1000 (иногда до 10000) . Чем выше значение — тем хуже вода и тем менее она пригодна для использования в пищу. Допустимая норма — 100-300 [7].

К ак видно из рисунка 10, вода пропущенная через такой фильтр пригодная для питья. Данный способ подходит для полевых условий.

Рис. 10. Результат способа №1.

Рис. 11. Название способа Рис. 12. Серебро в воде.

В данном способе используется серебрянная цепочка, поскольку серебро обладает антисептическими свойствами (рис. 11, 12). Но результат показал 260 частиц в воде, данная вода не пригодна для питья, так как серебро не очищает воду, а лишь помогает ей оставаться длительное время свежей и не убирает примеси.

Рис. 13. Название способа Рис. 14. Выемка рядом с водоемом

В 1 метре от водоема выкапывается яма, которая состоит из песка, мелких камней и глины (рис. 13, 14). Такому способу часто обучают в спецназовских подразделениях, но результат показал 190 частиц, такую воду не рекомендуют употреблять.

Рис. 15. Название способа Рис. 16. Измельченная кожура банана.

Этот способ основан на бананой кожуре (рис. 15). Надо взять кожуру, измельчить ее на мелкие кусочки, положить в тряпочку или марлю и пропустить через нее воду (рис. 16). Результат показал 150 частиц, такую воду можно использовать в пищу. В чем секрет, дело в том, что частицы банана в воде становяться отрицательно заряженными, и поэтому они притягивают положительно заряженные частицы, такие как кадмий, никиль, и даже уран.

Рис. 17. Название способа Рис. 18. Пакет с водой на солнце.

В данном способе вода наливается в полиэтиленовый пакет и подвешивается на солнце (рис. 17, 18). Считается, что ультрофиалетовые лучи убивают все патогенные бактерии, но результат показал 220 частиц, такую воду нельзя пить, так как свет не убирает вредные примеси.

На снове нашего анализа мы следали диаграмму.

Диаграмма 1. Сравнительный анализ способов фильтрации воды в походных условиях.

Как мы видим из диаграммы №1 самым лучшим способом оказался банановый, но если сочетать несколько способов вместе (ультрафиолетовый и подземный, проверенный и антисептический), то можно добиться хороших результатов.

Заключение

На основе проделанной работы мы можем сделать следующие выводы:

На основе изучения характеристики мы определили следующие природные материалы, которые мы можем встретить в нашей местности: песок, мелкая и крупная галька, древесный уголь.

По итогам наших экспериментов мы определили, что пропускная способность лучше всего у крупной и мелкой гальки. Количество воды на выходе сохраняется также у данных грунтов, но качество очистки лучше всего у древесного угля и перлита. Скорость просачивания не влияет на качество очистки, а так же при фильтрации воды нужно учитывать количество воды на выходе.

Проведя сравнительный анализ различных способов фильтрации, мы сделали вывод, что самым лучшим способом оказался банановый, но если сочетать несколько способов вместе (ультрафиолетовый и подземный, проверенный и антисептический), то можно добиться хороших результатов.

Рекомендации:

Мы рекомендуем полученный нами результат туристам, путешественникам и просто обычным жителям, кто очень любит бывать на природе, для обогащения своих знаний по выживанию в экстремальных, походных условиях. Наши исследования будут продолжаться. В дальнейшем мы ходим изучить общие способы выживания в природе.

Список источников:

https://vizhivanie.com/survival/poluchenie-i-obezzarazhivanie-vody-v-dikoy-prirode/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Песок

https://ru.wikipedia.org/wiki/Галька

https://ru.wikipedia.org/wiki/Перлит_(порода)

https://yandex.ru/video/запрос/сериал/галилео/?text=смотреть%20видео%20галилео%20фильтрация%20воды&path=wizard&noreask=1&filmId=14921740257466803733

https://gadgetsreviews.com/ru/obzory/629-kakojtesterdlyavodyvybrat-8-luchshikhdevajsov.html#ixzz5igxK39Ij

Просмотров работы: 206

очистка воды | Описание, процессы и значение

Очистка воды , процесс, посредством которого нежелательные химические соединения, органические и неорганические материалы и биологические загрязнители удаляются из воды. Этот процесс также включает дистилляцию (превращение жидкости в пар для конденсации ее обратно в жидкую форму) и деионизацию (удаление ионов путем экстракции растворенных солей). Одной из основных целей очистки воды является обеспечение чистой питьевой водой.Очистка воды также удовлетворяет потребности медицинского, фармакологического, химического и промышленного применения в чистой и питьевой воде. Процедура очистки снижает концентрацию загрязняющих веществ, таких как взвешенные частицы, паразиты, бактерии, водоросли, вирусы и грибки. Очистка воды происходит в масштабах от большого (например, для всего города) до малого (например, для отдельных домашних хозяйств).

Вода из входных отверстий, расположенных в водопроводной сети, такой как озеро, отправляется для смешивания, коагуляции и флоккуляции, а затем отправляется на водопроводные сооружения для очистки путем фильтрации и химической обработки.После обработки он закачивается в водопроводную сеть для хранения или распределения. Encyclopædia Britannica, Inc. Британика исследует

Список дел Земли

Человеческая деятельность вызвала огромный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают сохраняющейся способности как природных, так и человеческих систем процветать.Решение важнейших экологических проблем, связанных с глобальным потеплением, нехваткой воды, загрязнением и утратой биоразнообразия, является, пожалуй, величайшей проблемой XXI века. Мы поднимемся, чтобы встретиться с ними?

Большинство сообществ полагаются на природные водоемы в качестве источников водозабора для очистки воды и ее повседневного использования. В целом, эти ресурсы могут быть классифицированы как подземные или поверхностные воды и обычно включают подземные водоносные горизонты, ручьи, ручьи, реки и озера.С недавним технологическим прогрессом океаны и морские моря также использовались как альтернативные источники воды для питья и домашнего использования.

Определение качества воды

Исторические данные свидетельствуют о том, что очистка воды была признана и практиковалась древними цивилизациями. Основные способы очистки воды были задокументированы в греческих и санскритских письмах, и египтяне использовали квасцы для осадков еще в 1500 году до нашей эры.

В наше время качество, до которого вода должна быть очищена, обычно устанавливается государственными органами.Независимо от того, установлены ли они на местном, национальном или международном уровне, государственные стандарты обычно устанавливают максимальные концентрации вредных загрязняющих веществ, которые могут быть разрешены в безопасной воде. Поскольку практически невозможно исследовать воду просто на основании ее внешнего вида, было разработано несколько процессов, таких как физический, химический или биологический анализ, для проверки уровней загрязнения. Уровни органических и неорганических химических веществ, таких как хлорид, медь, марганец, сульфаты и цинк, микробные патогены, радиоактивные материалы, а также растворенные и взвешенные вещества, а также pH, запах, цвет и вкус, являются одними из общих параметров. проанализированы для оценки качества воды и уровня загрязнения.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Обычные бытовые методы, такие как кипяток или использование фильтра с активированным углем, могут удалить некоторые загрязнения воды. Хотя эти методы популярны, потому что они могут использоваться широко и недорого, они часто не удаляют более опасные загрязнители. Например, природная родниковая вода из артезианских скважин исторически считалась чистой для всех практических целей, но в течение первого десятилетия 21-го века она подверглась тщательному анализу из-за опасений по поводу пестицидов, удобрений и других химических веществ, поступающих с поверхности в скважины.В результате артезианские скважины были подвергнуты обработке и батареям испытаний, включая испытания на паразит Cryptosporidium .

Не все люди имеют доступ к безопасной питьевой воде. Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) Организации Объединенных Наций (ВОЗ) за 2017 год, 2,1 миллиарда человек не имеют доступа к безопасной и надежной питьевой воде в домашних условиях. Восемьдесят восемь процентов из четырех миллиардов ежегодных случаев диареи, зарегистрированных во всем мире, объясняются нехваткой питьевой воды.Каждый год приблизительно 525 000 детей в возрасте до пяти лет умирают от диареи, второй по значимости причины смерти, и 1,7 миллиона страдают от диарейных заболеваний, вызванных небезопасной водой, в сочетании с недостаточной санитарией и гигиеной.

Процесс

Большая часть воды, используемой в промышленно развитых странах, очищается на водоочистных сооружениях. Хотя методы, которые эти растения используют для предварительной обработки, зависят от их размера и степени загрязнения, эти методы были стандартизированы для обеспечения общего соответствия национальным и международным нормам.Большая часть воды очищается после того, как ее выкачивают из природного источника или направляют по трубопроводам в резервуары. После того, как вода была доставлена ​​в центральное место, начинается процесс очистки.

Предварительная обработка

При предварительной обработке биологические загрязнители, химикаты и другие материалы удаляются из воды. Первым шагом в этом процессе является отбор, который удаляет большой мусор, такой как палки и мусор, из воды, подлежащей обработке. Скрининг обычно используется при очистке поверхностных вод, таких как озера и реки.Поверхностные воды представляют больший риск загрязнения большим количеством загрязняющих веществ. Предварительная обработка может включать добавление химических веществ для контроля роста бактерий в трубах и резервуарах (предварительное хлорирование) и стадию, включающую фильтрацию песка, которая помогает взвешенным твердым частицам оседать на дно резервуара для хранения.

Предварительная обработка, при которой вода с высоким содержанием минералов (жесткая вода) обрабатывается карбонатом натрия (кальцинированная сода), также является частью процесса предварительной обработки.На этом этапе в воду добавляется карбонат натрия для вытеснения карбоната кальция, который является одним из основных компонентов в оболочках морских обитателей и активным ингредиентом сельскохозяйственной извести. Предварительная подготовка гарантирует, что жесткая вода, которая оставляет залежи минералов, которые могут забить трубы, изменяется таким же образом, что и мягкая вода.

Предварительное хлорирование, которое часто является последним этапом предварительной обработки и стандартной практикой во многих частях мира, было поставлено под сомнение учеными.Во время процесса предварительного хлорирования хлор применяется к сырой воде, которая может содержать высокие концентрации природных органических веществ. Это органическое вещество вступает в реакцию с хлором в процессе дезинфекции и может привести к образованию побочных продуктов дезинфекции (ДАД), таких как тригалогенметаны, галогенуксусная кислота, хлорит и бромат. Воздействие ДАД в питьевой воде может привести к проблемам со здоровьем. Беспокойство вызвано возможной ассоциацией практики с раком желудка и мочевого пузыря и опасностями выброса хлора в окружающую среду.

,
Очистка питьевой воды и проблемы в развивающихся странах

1. Введение

Питьевая вода остается недоступной для 1,1 миллиона человек во всем мире. Безопасная и легкодоступная питьевая вода важна для здоровья населения. Питьевая вода может использоваться для многих целей, включая приготовление пищи, питье, стирку, личную гигиену, ирригацию, для отдыха и промышленного использования. Вода может быть классифицирована с помощью «цели качества окружающей среды» для того, для чего она используется, и «стандарта качества окружающей среды» для того, каково качество воды для ее цели.Улучшение водоснабжения, санитарии и более рационального использования водных ресурсов может ускорить экономический рост стран и может внести значительный вклад в сокращение бедности. Источники питьевой воды в развивающихся странах могут варьироваться от поверхностных вод, подземных вод, родниковой воды, соленой воды, бутилированной воды и собранных дождевых вод [1]. Доступ к питьевой воде контролируется Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Детским фондом Организации Объединенных Наций (ЮНИСЕФ) и Объединенной программой мониторинга водоснабжения и санитарии (СПМ) [2].

Усилия по разработке эффективных, экономичных и технологически обоснованных методов производства чистой питьевой воды для развивающихся стран во всем мире возросли [3].

Рисунки 1 и 2 подчеркивают важность ученых для разработки и поддержания технологий для улучшения качества питьевой воды из-за того, что в обществе не хватает подходящей питьевой воды [4]. Вода является ключевой переменной в рамках целей устойчивого развития с точки зрения экологических, социальных и экономических инициатив, как было подчеркнуто Организацией Объединенных Наций в 2014 году [5].Обсуждение роли воды для санитарии и гигиены в «Отчете о развитии воды за 2015 год» подчеркивает стоимость как одну из ключевых задач для будущих потребностей в воде [6].

Рисунок 1.

Доля населения, использующего улучшенный источник питьевой воды (WHO 2010) [4].

Рисунок 2.

Глобальное представительство развивающихся стран (Совместная программа мониторинга ВОЗ / ЮНИСЕФ [4]).

2. Важность очистки воды

Помимо учета отсутствия физической доступности воды из-за засухи, «расстояние от водопровода» и загрязненная вода могут влиять на доступность питьевой воды.Проблемы качества воды из-за антропогенного и естественного загрязнения могут повлиять на количество воды, доступной для использования. Поверхностные и подземные воды могут быть загрязнены как антропогенными, так и природными загрязнениями. Микробиология и химические загрязнители в питьевой воде могут вызывать острые и хронические последствия для здоровья. Загрязнение также может повлиять на эстетические свойства водных систем. Загрязняющие вещества включают:

  • Патогены — болезнетворные организмы, которые включают бактерии, амебы, вирусы и яйца и личинки паразитических червей [6].

  • Вредные химические вещества от человеческой деятельности и промышленных отходов, таких как пестициды и удобрения [7].

  • Химические и минеральные вещества из природной среды, такие как мышьяк, обычные соли и фториды. В Бангладеш, например, 1,4 миллиона трубных скважин имеют высокий уровень мышьяка природного происхождения [8].

  • Некоторые безвредные загрязнители могут влиять на вкус, запах, цвет и мутность воды и делать ее неприемлемой для потребителя; его примеры включают цинк, железо, твердые частицы и гуминовые материалы [9].

Физико-химические свойства загрязнителей воды, которые могут влиять на ее токсикологию в воде, включают размер, плотность по сравнению с водой, заряд, растворимость, летучесть, полярность, гидрофобность, гидрофильность, температуру кипения, химическую реактивность и биоразлагаемость [10].

2.1. От источника к потребителю и многобарьерный подход

При выборе системы водоснабжения для целей питьевой воды важно понимать нагрузку на источник воды.Сезонные колебания источника воды также важно понимать в таких областях, как уровень воды и уровень грунтовых вод, а также тенденции загрязнения санитарии [11]. В этой главе будет описан акцент на мультибарьерный подход к поддержанию чистой воды. Все части мультибарьерного подхода, включая выбор источника, тип обработки, транспортировку к потребителю и, при необходимости, хранение, важны для контроля, чтобы минимизировать риск загрязнения. Руководство по планам обеспечения безопасности воды (ПБВ), опубликованное в 2009 году Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), определяет многобарьерный подход к поддержанию питьевой воды хорошего качества [12, 13].При принятии решения о питьевом водоснабжении и последующем лечении руководство по плану безопасности ВОЗ призывает людей задуматься о лучшем лечении с учетом местных факторов. В Международной водной ассоциации (IWA) Боннская хартия делает акцент на «обеспечении чистой безопасной питьевой водой, которая пользуется доверием потребителей» [14] (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Многобарьерный подход [15].

Многобарьерный подход детально исследует воду от источника к крану и помогает поддерживать качество воды на каждом этапе.Чем меньше этапов обработки, тем чище источник воды и чем ближе потребитель к источнику, тем сложнее управлять питьевой водой. Другие переменные, которые следует учитывать, включают предотвращение повторного попадания загрязняющих веществ на стадии хранения и распределения процесса [16]. Индикаторные исследования параметров лицевых колиформ были использованы в Рангунской Бирме Юго-Восточной Азии для управления хранением и распределением [16].

2.2. Точки абстракции

Источник поставки известен как точка абстракции.Важным приоритетом управления водными ресурсами в развивающихся странах является подача воды из источника, который почти не требует обработки, а не из источника, который требует обработки. Управление рисками для обеспечения защиты источника от загрязнения также является приоритетом [17]. Исходные данные о физико-химическом, органическом и неорганическом составе источника воды и его мониторинге представляют собой проблему [18]. Обеспечение водой источника при различных условиях, таких как сезонные факторы, важно понимать.Типы точек водозабора состоят из скважин, открытых скважин, поверхностных вод рек и озер, соленых вод и солоноватых вод. Пример диапазона видов забора питьевой воды, используемых в развивающихся странах, можно увидеть в таблице 1 [19].

6
Тип источника Питьевая вода% используется Бытовая вода% используется Орошение% используется
Мелкий колодец 68.6 75,4 82,3
Скважина 11,0 4,3 6,5
Река 0,7 0,7 1,6
весна 0,7 0,7 1,6
водно-болотных угодий 0 0 1,6
Сочетание выше
В связи с сезонными факторами
9,7 9,4 1.6

Таблица 1.

Забор питьевого водоснабжения и% использования из тематического исследования Ndola [19].

Точка водозабора в некоторых районах будет меняться в разное время года, что соответствует сухому и влажному сезонам. Скважины, где жители копают воду, чтобы найти воду, будут популярны в засушливые сезоны и для отбора проб речной воды, а использование будет популярно в сезон дождей. Это распространено в таких областях, как Фрэнсистаун, Ботсвана, в Южной Африке.По словам сестры ордена Креста и Страстей, работающей в районе Фрэнсистауна, река Шаше легко используется в сезон дождей. Другим источником воды для будущих исследований будет вода в бутылках; воду в бутылках можно купить в других странах. Бутилированная вода может быть классифицирована как природная минеральная вода, а источник воды, бутилированный из подземного водоносного горизонта, негазированный или газированный, защищенный от загрязнения, не очищается [20]. Проблемы с уверенностью в качестве, сроке годности, хранении, включая охлаждение и транспортировку к потребителю, могут быть проблемой.Стоимость транспортировки бутилированной воды может быть дорогой.

2.3. Дождевая вода (сбор воды)

Сбор дождевой воды можно считать бесплатным источником воды. Осадки дождевой воды могут быть очень большими в определенных частях земного шара. Глобальную климатологию осадков за период 1979–2017 гг. В миллиметрах / день можно увидеть на рисунке 4 [21]. Эти данные представляют собой оценку количества осадков по данным проекта SSAI / NASA GSFC версии 2.3 глобального проекта климатологии осадков (GPCP) [21].

Рисунок 4.

Глобальное изображение осадков, предоставленное Дэвидом Болвином (SSAI / NASA GSFA [21]).

Для сбора дождевой воды могут использоваться разные технологии, например, вода для кровли, которая может быть собрана через желоба и трубы в резервуары-хранилища [22]. Другие системы сбора воды, которые были разработаны, включают в себя фермерские пруды, коммунальные пруды, колодцы, микро-оросительные разбрызгиватели питающих ям и недорогие системы сбора воды с контрольных плотин [23]. Преимущество фермерских прудов и контрольных дамб заключается в том, что в дождливый сезон можно хранить воду, которую можно использовать в сухой сезон.Системы подпитки можно использовать для пополнения подземных водоносных горизонтов в сезон дождей. В индийском регионе Видарбха успешно развернуты системы макро-орошения прудов и ям. Положительные результаты этих технологий включают улучшение орошения сельскохозяйственных культур и повышение уровня грунтовых вод, что впоследствии увеличивает доступность источников питьевой воды. [23].

Из рисунка 4 видно, что расчетные осадки в Африке, Азии и Южной Америке находятся в диапазоне 4–10 миллиметров в день, что может быть использовано для сбора воды с целью питьевого водоснабжения, орошения и мытья и Готовка.Данные на рисунке 4 основаны на комбинации пассивных микроволновых и активных радарных датчиков.

Дождевая вода может быть значительным источником воды для человека, семьи или сообщества. Сбор дождевой воды широко практикуется на Мальдивах, в Индии и на Шри-Ланке [24]. Это очень полезно для регионов, пострадавших от цунами, где водопроводная инфраструктура серьезно повреждена [25].

Другие области, где был разработан сбор дождевой воды, включают Бутан и Бангладеш в качестве альтернативного источника из-за высокого уровня природного мышьяка в подземных водах [26].Преимущество использования дождевой воды в качестве источника воды является большим преимуществом для общества, если расстояние от водоснабжения в сельских районах делает воду недоступной.

Сбор дождевой воды может вызвать проблемы с ливневой водой и минимизировать диффузные источники загрязнения из-за ливневой воды. Собранная дождевая вода является источником воды во время сезона засухи, если хранится правильно. Обработка дождевой воды, если это необходимо, будет включать технологии обработки в местах использования (POU), которые будут обсуждаться позже в этой главе.

Во всем мире страны Африки к югу от Сахары имеют наибольшее количество стран с дефицитом воды [27]. К сожалению, эти страны также не имеют большого количества чистой питьевой воды из-за влияния урбанизации и индустриализации на качество воды [27]. Большая часть африканского континента зависит от осадков и поверхностных вод для обеспечения их питьевой водой. По оценкам экспертов, к 2030 году в районах с дефицитом воды в Африке будет жить от 75 до 250 миллионов человек [28]. Загрязнение дождевой воды может быть связано с трансграничным загрязнением и антропогенным и естественным загрязнением, таким как птичий помет [29].Основными преимуществами использования дождевой воды являются местная водная безопасность и снижение потребности в централизованной очистной инфраструктуре для водоснабжения.

2.4. Опреснение

Такие процессы, как дистилляция и выпаривание, могут использоваться в качестве средства опреснения [30]. Другие процессы включают сублимационную дистилляцию и обратный осмос. Замораживающая соль образует кристаллы пресной воды и растет, оставляя после себя концентрированный солевой раствор [31]. Обратный осмос включает в себя движение воды от высокой концентрации до низкой концентрации.Мембранные системы также могут быть использованы [32]. Основное преимущество опреснения заключается в том, что когда хлорирование используется в качестве дезинфицирующего средства, существует меньший риск образования побочных продуктов дезинфекции, так как вода имеет более низкое содержание органических веществ [32]. Многие развивающиеся страны имеют прибрежные районы, которые позволяют использовать морскую и солоноватую воду после опреснения в качестве источника питьевой воды. Самая большая проблема в использовании технологий опреснения — это стоимость используемых технологий [33]. Исследования показали, что стоимость опреснения можно минимизировать, используя энергию солнца и ветра в качестве источника энергии для обратного осмоса [34].

3. Точка загрязнения и забора

Минимизация загрязнения должна быть связана с точечными и диффузными источниками загрязнения. Категории риска загрязнения включают точечные источники и диффузные источники загрязнения. Диффузный источник загрязнения сложнее контролировать и контролировать. Диффузные источники загрязнения включают сухое и влажное атмосферное осаждение. Инфильтрация ливневых вод из хранилищ отходов и септиков также является серьезной проблемой [35].

Защита водосбора относится к мероприятиям, проводимым на топографической и гидрологической акватории с целью защиты качества воды в бассейне.В качестве примера питьевой воды изучается топография бассейна водосбора, связанного с стоком поверхностных вод в реку или ручей. Типы почв должны быть исследованы с точки зрения характеристик почвы и водопроницаемости, а также состава ила и глины [36]. Водопроницаемая почва может влиять на движение поверхностных вод вниз к грунтовым водам, вызывая перенос загрязнений (Рисунок 5).

Рисунок 5.

Типы почв во всем мире [37].

Качество подземных вод для защиты водоносных горизонтов зависит от геологии подземного материала, из которого извлекается вода.Кроме того, понимание переноса и судьбы загрязняющих веществ требует изучения геологии подземных вод, если проводится какая-либо обработка защитной зоны водоносного горизонта. Характеристики горизонта почвы также должны быть пересмотрены. Мышьяк является распространенной природной проблемой металлов в развивающихся странах, как это видно на рисунке 6. Управление гидравлическим насосом для предотвращения проникновения морской воды является важной переменной для контроля в прибрежных районах с точки зрения использования пресноводного водоносного горизонта [38].

Рисунок 6.

Природный мышьяк в глобальной перспективе [1].

Удаление отходов и отсутствие надлежащих санитарных норм могут повлиять на качество поверхностных и подземных вод. Принципиальный компонентный анализ (PCA) и факторный анализ (FA) могут быть использованы для минимизации риска загрязнения воды. СПС и ФА создают перечень переменных, которые могут оказать влияние на качество воды [39]. На рисунке 7 показан подход к потокам PCA и FA в отношении управления поверхностными водами [40]. Точечные и диффузные источники и механизмы источник-рецептор также важны для понимания.Механизмы источник-рецептор важны для контроля и понимания, связывая их с физическими, химическими и биологическими характеристиками загрязняющих веществ, которые могут быть естественными или антропогенными [41].

Рисунок 7.

Точечные и диффузные источники, сезонные факторы и контроль загрязнения, связанные с ПП и ФА [40].

Виды проблем с отходами, которые необходимо отслеживать, относятся к фармацевтической и сельскохозяйственной отраслям промышленности, нефтепереработке, текстильной промышленности, кожевенному производству, производству тонкой химической продукции, твердым и жидким отходам и осадкам животных и человека, связанным с наводнениями и строительной промышленностью.

4. Технологии очистки

Любая технология очистки питьевой воды ориентирована на источник поставки, тип обработки, хранение и транспортировку покупателям. Обычные методы лечения в развитых странах могут применяться в развивающихся странах. Основные этапы обработки питьевой воды можно увидеть на рисунке 8.

Рисунок 8.

Очистка питьевой воды [42].

Первая стадия очистки для получения питьевой воды включает в себя отбор воды в точке отбора и прохождение через фильтры грубой очистки.Затем воду можно хранить в резервуаре, где происходит естественное осаждение, и естественный ультрафиолетовый свет может разрушать патогенные микроорганизмы. Следующей стадией является предварительная химическая стадия, которая может включать аэрацию, использование активированного угля и использование солей алюминия или солей железа. Соли алюминия являются наиболее распространенными. Простейшим коагулянтом является сульфат алюминия Al 2 (SO 4 ) 3 .14H 2 O, известный как квасцы. Сульфат алюминия превращается в комплекс гидроксида алюминия в воде, который известен как многоядерный вид Al 13 O 4 (OH) 24 7+ и в присутствии полиэлектролитов помогает в процессе коагуляции [ 43].Традиционный взгляд на коагуляцию заключается в том, что она способствует агломерации мелких коллоидных частиц в крупные частицы такого размера, которые можно физически удалить. Грязь, химические вещества и патогенные микроорганизмы в воде прикрепляются к гидроксиду алюминия в процессе коагуляции. Можно использовать двойные коагулянты, гидролизованную соль металла и низкую концентрацию полиэлектролита. Наиболее распространенные полиэлектролиты в водоподготовке состоят из полидиаллилдиметиламмонийхлорида (polyDADMAC) и эпихлоргидриндиметиламина (epiDMA) [43].Технологии коагуляции / флокуляции также могут удалять общий органический углерод (TOC). Катионные полимеры с высокой плотностью заряда соединяют частицы первичной коагуляции с образованием хлопья, чтобы инициировать процесс флокуляции. На этом этапе происходит седиментация и декантация воды, и хлопья могут выпасть из водной фазы. Удаление частиц из воды методом гравитационного осаждения следует процессу коагуляции / флокуляции. Высокоскоростное гравитационное осаждение включает взрывную флокуляцию с использованием полимеров.Этот процесс коммерчески известен как процесс ACTIFLO, микросанд 70–100 мкм дозируется вместе с полимером, образующим ламеллу [44]. Ламель оседает из воды, осветляя воду [45]. В методе флотации с растворенным воздухом (DAF) часть очищенной воды рециркулируется под давлением для растворения воздуха в воде в процессе аэрации. Флок прикрепляется к пузырькам воздуха, перемещается к поверхности воды и может быть удален [45].

Следующий этап очистки — фильтрация песка; усовершенствованные системы фильтрации, такие как фильтрация гранулированных сред и дезинфицирующие мембраны, также легко используются.Процесс фильтрации может удалить из воды избыток болезнетворных микроорганизмов и химических веществ [46].

Постхимическая стадия включает дезинфекцию воды; Используемые дезинфицирующие средства включают хлорноватистую кислоту, озон и хлористый диоксид [47]. Многие водоканалы перешли на использование нескольких дезинфицирующих средств, а не просто хлорирование. Также могут быть использованы передовые технологии с использованием ультрафиолетового света для создания свободных радикалов, которые могут разрушать патогенные микроорганизмы.

Наиболее распространенным дезинфицирующим средством является хлор (Cl 2 ), который реагирует с образованием воды.

Cl2 + h3O = HCl + HOClE1

Хлорноватистая кислота, которая является слабой кислотой, может диссоциировать на ион водорода, H + и ион гипохлорита OCl :

HOCl⇌H ++ OCl-E2

Оба HOCl и OCl могут действовать как дезинфицирующие средства [47].

Дозирование хлора является лучшим дезинфицирующим средством, поскольку оно может оставить остатки в воде для дезинфекции. Озон и ультрафиолетовое излучение не дают остаточного дезинфицирующего средства в воде. Постхимическая обработка также может включать контроль pH.Фторирование может также использоваться в качестве постхимической обработки в некоторых странах, таких как Ирландия [47].

Затем вода хранится в резервуарах перед использованием. Остаточная дезинфекция в хранилище важна для предотвращения загрязнения места хранения. Управление сетью также очень важно, а остаточная дезинфекция важна для поддержания безопасности воды. Микробные слизи в трубах распределительной системы могут вызывать развитие переносимых водой вирусов и бактерий, а также выпас скота в трубных системах [48].Свинцовый трубопровод также является проблемой в европейских странах [49]. Разрывы в трубопроводах вызывают обеспокоенность с точки зрения водного следа общества и общей устойчивости. Проникновение и утечки в системах труб — другие проблемы. Избыток твердых частиц в трубных системах также может привести к накоплению микроорганизмов [48]. Застой в трубах также может привести к микробной слизи [48].

Некоторые частные системы подземного водоснабжения и групповые схемы включают такие обработки, как аэрация и дезинфекция с использованием хлорирования и дезинфекции ультрафиолетового света [47].

Для обычной обработки питьевой воды, достаточное время для каждого этапа процесса, обслуживания и использования энергии важно для управления с точки зрения продвижения в направлении экомаркировки для очистки воды.

4.1. Водоподготовка в развивающихся странах

В развивающихся странах приоритетом является получение биологически безопасной воды. Болезни, передаваемые через воду, являются серьезной проблемой во всем мире, особенно в тропических странах с плохим снабжением водой [17]. Не следует упускать из виду химические и физические характеристики воды, но особое внимание следует уделять биологической качественной обработке.

Обсуждается лечение, которое используется в развивающихся странах.

Две системы очистки включают в себя:

  1. Центральные системы очистки источника

  2. Обработка в месте использования (POU)

Системы центрального источника включают обработку воды в центральном месте с последующей раздачей потребителю. Это известно как средне или крупномасштабное лечение. Лечение аналогично обычному лечению, используемому в развитых странах.Этот тип лечения может быть подходящим для городских районов в развивающихся странах. Проблемы загрязнения сети и обслуживания инфраструктуры являются серьезной проблемой [48]. Очищенная вода может транспортироваться танкером в сельские районы, если водопроводные сети отсутствуют в конкретной зоне.

Лечение в точке использования (POU) включает «неформальные источники», которые обрабатываются в источнике, которые также известны как мелкомасштабное лечение. Управление рисками с точки зрения загрязнения неформальных источников, таких как дождевая вода, неглубокие скважины и небольшие водотоки, обрабатываемые на домохозяйство, является большой проблемой [50].При принятии решения о том, какой тип переменных для обработки ПМ следует учитывать, оно должно включать простоту использования, цену, время обработки и объем очищаемой воды.

Выбор коммерческих систем для обработки в точках использования (POU) и небольших технологий, которые могут быть использованы, представлен в таблице 2.

Коммерческое наименование Справочная информация
Фильтр Biosand и керамический очиститель воды [51]
Фильтр мышьяка Kanchan ™ (KAF) [52]
AquaEst RainPC ® [53]
Солнечная дезинфекция (SODIS ) [54]
LifeStraw ® [55]
PUR Очиститель воды ™ [56]

Таблица 2.

Выбор процедур в точках использования (POU) и мелкомасштабных процедур.

Некоторые интересные процедуры (POU) будут рассмотрены ниже.

4.1.1. Хлорирование

Хлорирование первоначально использовалось для дезинфекции систем общественного водоснабжения с начала 1900-х годов в городах Европы и Соединенных Штатов Америки. В развивающихся странах распространенный метод обработки воды у источника включает использование раствора гипохлорита натрия, помещенного в бутылку с указаниями по применению.Пользователь добавляет один полный объем крышки бутылки для чистой воды (или два объема чашки для мутной воды) в контейнер для хранения стандартного размера. Пользователь встряхивает контейнер, а затем ждет 30 минут, прежде чем пить. Причина, по которой хлорирование настолько популярно, заключается в том, что он оставляет остаток в водной матрице [57].

Одной из серьезных проблем хлорирования является наличие высокоорганического состава, который может привести к образованию побочных продуктов дезинфекции, которые считаются канцерогенными.

4.1.2. Хлорирование и флокуляция

Обычно используются гибридные технологии очистки воды, такие как сочетание хлорирования и флокуляции. Примером комбинированных технологий является небольшой пакетик, содержащий как порошкообразный сульфат железа (флокулянт), так и гипохлорит кальция (дезинфицирующее средство). Коммерческий дизайн этого подхода известен как Pu-R. Чтобы использовать Pu-R, пользователи открывают пакет и затем добавляют содержимое в открытое ведро, содержащее максимум 10 литров воды.Содержимое ведра перемешивают в течение 5 минут, и твердые вещества в воде затем оседают на дно ведра [56, 57].

Затем вода через хлопчатобумажную ткань процедится во второй контейнер; Затем пользователь ждет 20 минут, пока гипохлорит инактивирует микроорганизмы. Было показано, что этот метод удаляет бактерии, вирусы и простейшие даже в очень мутных водах [58].

Хлорирование и флокуляция могут исключить образование побочных продуктов дезинфекции, так как процесс флокуляции может удалить органику из воды.

4.1.3. Фильтрация

Фильтрация и инновации в области фильтрации вызывают растущий интерес в водной отрасли. Базовая фильтрация включала использование пористых камней, и множество других природных материалов использовались для фильтрации видимых загрязнений из воды в течение сотен лет. Фильтры являются привлекательным вариантом для домашнего лечения [59]. Для достижения высокой эффективности удаления полагаются на ряд взаимосвязанных механизмов удаления в фильтрующей среде. Эти механизмы удаления включают в себя следующие процессы: (1) осаждение на среде (эффект сита), (2) адсорбция, (3) абсорбция, (4) биологическое действие и (5) деформация [60].

Существует множество пористых материалов, которые доступны на местном рынке и являются недорогими вариантами фильтрации воды. Они просты и удобны в использовании, а фильтрующий материал имеет длительный срок службы. Однако фильтрация имеет свои недостатки из-за проблем с техническим обслуживанием, таких как обратная промывка фильтров и отсутствие остаточных эффектов при дезинфекции. Опять же, гибридные технологии очистки воды, включающие базовую фильтрацию, были исследованы. Интересная мембранная гибридная система, сочетающая в себе капельный фильтрующий фильтр и тонкий слой биосомов из биомассы для уменьшения количества органического вещества, можно увидеть в литературе [61].Другие конструкции мембран, которые могут быть использованы, включают в себя дисковые и трубчатые конструкции, микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос. Объем удаления загрязнений с помощью процессов фильтрации можно увидеть на рисунке 9.

Рисунок 9.

Размеры частиц фильтра / мембраны и какие загрязнения можно удалить [62].

4.1.4. Фильтрация и биозолиды

Были разработаны более совершенные методы фильтрации с использованием биозолидов. Биосанд-фильтр (BSF) — это медленный песочный фильтр, который можно адаптировать для домашнего использования.Когда вода льется через фильтр, образуется мелководный слой, который позволяет биологически активному слою расти на песке, что расщепляет патогенные микроорганизмы в воде. Защитный щиток предотвращает нарушение слоя воды, когда через фильтр проходит больше воды. В литературе можно показать, что BSF обладает высокой эффективностью для удаления бактерий и простейших из воды [63, 64].

Интересное исследование по удалению мышьяка из воды в присутствии железа можно найти в литературе в Нигерии с использованием песочного фильтра.Фильтр иммобилизует мышьяк (As) путем совместного окисления с Fe (11) и сорбции или совместного осаждения с образовавшимся Fe (111) на поверхность фильтра [65].

Одной из проблем при длительном использовании фильтров является потенциальное накопление биологического обрастания на поверхности фильтра [66].

4.1.5. Фильтрация и хлорирование

Также регулярно используется комбинация систем фильтрации и хлорирования [67]. Керамическая и медленная песочная фильтрация не имеют остаточной дезинфицирующей защиты от воды, для компенсации которой может быть использована фильтрация с последующим хлорированием [68, 69].

4.1.6. Инновационные твердые материалы

Для удаления металлического мышьяка (As) и его металлоидов из питьевой воды были использованы фазы поглощения металла, в том числе песок, покрытый оксидом железа, ферригидритный красный шлам, активированный глинозем, TiO 2 , FePO 4 (аморфный ), MnO 2 , MnO 2 -нагруженная смола, природные цеолиты (такие как клиноптилолит), оксид железа и железосодержащая хелатообразующая смола [70]. Использование песчаных фильтров с покрытием из биозанда и оксида железа для удаления вирусов из воды можно найти в литературе.Метод заключается в электростатической адсорбции отрицательно заряженного вириона на частицы песка с положительно заряженными оксидами железа [71].

4.1.7. Солнечные дезинфицирующие средства

Роль естественного солнечного света в обеззараживании воды имеет большой потенциал в развивающихся странах. Обычный используемый метод известен как метод солнечной дезинфекции (SODIS). Метод солнечной дезинфекции (SODIS) был первоначально разработан для недорогой дезинфекции воды, используемой для пероральных регидратационных растворов [72]. Метод SODIS включает заполнение 0.3–2,0 литра пластиковых бутылок содовой с водой с низкой мутностью с последующим встряхиванием для насыщения воды кислородом. Бутылки оставляют на 6 часов в солнечную погоду и на 2 дня в облачную погоду [73]. Исследования показали, что метод SODIS инактивирует бактерии и вирусы; простейшие cryptosporidium и giardia также чувствительны к солнечному облучению [74]. Другие нововведения, использующие ультрафиолетовый свет, можно увидеть в литературе [75, 76, 77, 78]. Одним из основных преимуществ технологии ультрафиолетового света является ее дешевизна.Одной из проблем является разработка технологии максимального захвата ультрафиолетового света. Сезонные факторы могут влиять на интенсивность ультрафиолетового излучения. Небольшие объемы и длительность обработки воды могут быть проблемой. Если вода имеет высокую мутность, перед обработкой ультрафиолетовым светом рекомендуется предварительно обработать ее флокуляцией или фильтрацией. В настоящее время тип контейнера — пластиковый.

4.1.8. Инновационные технологии и нанотехнологии

Фотокатализаторы на основе нанокатализаторов, таких как катализатор TiO 2 , используют ультрафиолетовое излучение солнечного света и используют энергию для расщепления таких веществ, как микробы, пестициды, красители, сырая нефть и органические кислоты [79].Пилотные проекты по очистке питьевой воды в развивающихся странах только начались с использованием TiO 2 , иммобилизованного на пластике, который активируется ультрафиолетовым светом для дезинфекции воды [80]. Другие нанотехнологии находятся в стадии разработки [81, 82].

5. Проблемы

Проблемы с питьевой водой в развивающихся странах включают естественный дефицит источника воды в определенных районах. Наводнения могут создать больше проблем с заиливанием в речных системах, а также загрязнение рек и больших плотин, что приводит к проблемам с источником-рецептором.Изменение климата и дефицит воды также являются одной из проблем [83, 84]. Необходимы стратификационные проблемы в точках забора озера и аэрация точки отвода для разрушения слоя термоклина, что требует много энергии.

Необходимо устранить плохой доступ к воде и плохое управление водными ресурсами. Низкая продуктивность воды в сельскохозяйственном секторе может повлиять на качество воды [85]. Необходимо решить проблемы доступности воды и проблемы инвестирования в инфраструктуру водоснабжения [86, 87].Хранение и уверенность в контейнере хранилища для предотвращения загрязнения влечет за собой образование и осведомленность о перекрестном загрязнении [67]. Для поддержания чистой питьевой воды в развивающихся странах необходим комплексный подход. Правильное обращение с твердыми отходами и сточными водами может улучшить качество нашей питьевой воды [88, 89].

Управление частными компаниями системами очистки воды является интересной дискуссией в развивающихся странах [90]. Водосбережение и будущие вопросы повторного использования воды обсуждались в развитых странах и могут также применяться в развивающихся странах.

Крупномасштабные и мелкомасштабные технологии важны для обзора с точки зрения обслуживания и мониторинга [91]. Потребность в энергии и очистке воды вызывает беспокойство [92]. Большинство развивающихся стран расположены в регионах мира, в которых наблюдается наибольшая засуха и сезонные изменения осадков и испарения, что создает угрозу источнику воды в разное время года [93] (рис. 10).

Рисунок 10.

Переменные, которые необходимо учитывать при интегрированном управлении водными ресурсами [88].

Стихийные бедствия, такие как штормы и землетрясения, могут повлиять на инфраструктуру крупномасштабных систем и мелкомасштабных систем; Обработка в месте использования (POU) необходима для компенсации этих проблем. Следует поощрять образование по использованию лечения в местах потребления (POU) в местных общинах [76]. В разное время года доступность источников воды варьируется, например, реки используются во время влажного сезона, а источники воды из скважинных скважин используются в сухой сезон.

6.Заключение

Доступ к безопасной питьевой воде также считается правом человека, а не привилегией для каждого мужчины, женщины и ребенка (World Bank, 2018).

Всемирная организация здравоохранения подчеркивает, что «внедрение технологии очистки воды без учета социокультурных аспектов сообщества и без поведенческих, мотивационных, образовательных и совместных действий внутри сообщества вряд ли будет успешным или устойчивым» [94 ]. Исследования, разработка и внедрение (НИОКР) технологий чистой воды для развивающихся стран имеют важное значение для развития.Все эти инициативы могут помочь продвинуться в направлении задачи, поставленной Целями развития тысячелетия (ЦРТ), к 2015 году сократить вдвое долю населения, не имеющего доступа к безопасной воде [95]. Чистая вода является такой же чистой, как очистка сточных вод, связанная с глобальными водами и практически замкнутым контуром [96]. Система управления эффективностью, связанная с питьевой водой, должна развиваться [97]. Частные компании, организующие системы лечения, должны быть должным образом внедрены [98].

Определенные источники воды, используемые для различных применений, бросают вызов нашим водным ресурсам, таким как потребности индустриализации развивающихся стран.Транспортные расходы и неформальные источники важны для развития [99]. Пропускная способность человека, увеличение численности населения и использование воды важны для мониторинга [100].

Законодательство и аудит управления рисками, а также осведомленность о проблемах сохранения воды и поведении человека в отношении воды имеют важное значение [101, 102].

Неформальное водоснабжение, связанное с обработкой в ​​точках использования (POU), необходимо будет постоянно интегрировать с центральными системами водоснабжения (CSS), поскольку CSS не будет удовлетворять все потребности в воде [50, 103, 104, 105].Вопросы стоимости для интеграции должны быть решены [106].

Два ключевых показателя, выделенных Всемирным банком, — это «ежегодный отбор пресной воды» и «улучшенный источник воды» [107, 108]. С этими двумя ключевыми показателями связаны управление эффективностью, осведомленность общественности и вопросы сохранения централизованных систем лечения и обработки в местах использования (POU) [109, 110].

Заболевания, передающиеся через воду, всегда будут исследоваться в будущем [111]. Регулирование промышленности и управление отходами, особенно когда индустриализация происходит быстрыми темпами в развивающихся странах, являются важными вопросами в будущем.Надлежащая практика обращения с отходами всегда будет включена в обеспечение чистой питьевой водой [112] (Рисунок 11).

Рисунок 11.

Устойчивость питьевой воды [113].

Полный мультибарьерный подход от источника к ответвлению, связанному с политикой, должен стать будущей стратегией [113]. Обслуживание сети и обеспечение ее важны в рамках стратегии [114, 115]. Гармонизирующий подход к устойчивости воды должен быть включен в будущее планирование воды [116, 117].Подход гармонизации будет включать общие договоренности, простые процедуры и обмен информацией и стандартами [118]. Развивающиеся страны должны развивать возможность учиться у развитых стран об их успехах и неудачах. Устойчивое развитие и водная безопасность также будут включены в будущее управления водными ресурсами. Информированное образование, обмен информацией и упрощение производства важны для обеспечения хорошего качества воды [119]. Здоровье и вода тесно взаимосвязаны и требуют постоянного изучения с точки зрения глобального развития [120, 121, 122, 123].

Благодарности

Я хотел бы поблагодарить Технологический институт Лимерика за облегчение доступа к журналам и заказ межбиблиотечного абонемента. Я хочу поблагодарить Дэвида Боулина из Лаборатории атмосферы НАСА / GSFC. Гринбелт М.Д. США .; Science Systems and Application, Inc Ланхэм М.Д. США, для составления карты глобальных осадков. Я также хотел бы поблагодарить сестру ордена Креста и Страсти, которая служила во Фрэнсистауне, Южная Африка, за ее понимание источника питьевой воды во время влажного и сухого сезона.Я также хочу поблагодарить EPA Ирландия за предоставленную мне фотографию из их отчета о питьевой воде. Общественные поставки 2017.

Конфликт интересов

Нет.

Современные методы очистки воды

В настоящее время около 75% поверхностных и 30% подземных источников воды в России не пригодны для питья. Несмотря на все усилия централизованного водоснабжения в городских и сельских районах, питьевая вода из кранов в наших квартирах и домах почти всегда не соответствует действующим стандартам, определяющим качество питьевой воды.

В этой ситуации, которая широко распространена в России, есть только один реалистичный и эффективный выход: индивидуальная предварительная обработка питьевой воды перед употреблением в каждом доме.

В передовой технологии очистки воды не так много методов: это фильтрация, сорбция, мембранные и электрохимические методы.

В настоящее время известные устройства для глубокой очистки воды обычно реализуют ту или иную комбинацию этих способов.

Фильтрация — это процесс отделения воды, проходящий через пористую мембрану. Тканые и нетканые материалы, металлические, керамические и металлокерамические пористые материалы, гранулированные материалы (песок, уголь, шунгит, вермикулит, ионообменные смолы, цеолиты и др.).) можно использовать в качестве пористой мембраны. Поскольку блоки очистки воды практически всех конструкций содержат фильтрующие элементы, все эти блоки (фильтры) берут свое название от метода фильтрации.

Сорбция (от sorbeo (лат.) — абсорбировать) представляет собой процесс извлечения из питьевой воды, передаваемой через специальные абсорбирующие материалы (сорбенты) растворенных примесей. Сорбция (в широком смысле) позволяет удалить практически все примеси из раствора (воды).

Сорбционные процессы регулируются рядом законов, которые значительно усложняют как конструкцию адсорбционных сопел, так и их обслуживание.Это закон формирования края поглощения, закон параллельного переноса, уравнение Шилова, закон равновесной концентрации и т. Д.

В соответствии с этими законами вредные примеси, содержащиеся в воде, прошедшей через сорбенты, накапливаются в сорбенте, и в результате закона равновесной концентрации они попадают в очищенную (фильтратную) воду уже во время эксплуатации, задолго до окончания срока службы, превращаясь в это в «психологически чистую» воду. Эти особенности были изучены при разработке сорбционных полей водоочистных сооружений.Срок службы сорбционных сопел был рассчитан и, к сожалению, не превышал одного дня (так называемый «цикл фильтрации»). Однако развитие военных поставщиков воды не было учтено при производстве бытовых водоочистных сооружений.

Мембранные технологии (обратный осмос), основанные на принципе так называемого обратного осмоса, в основном представляют собой разновидность фильтрации, но на молекулярном уровне.

Вышеупомянутые методы, наряду с неоспоримыми преимуществами, имеют довольно критических недостатков:

Во-первых, фильтрующие и сорбционные устройства (фильтры) накапливают поглощенные примеси в сорбенте.А при высоких концентрациях примесей в очищенной питьевой воде (такой как «пиковые выбросы») качество получаемой воды ухудшается, а срок службы фильтрационно-сорбционного модуля уменьшается и даже становится непредсказуемым.

Во-вторых, мембранные модули и применяемые ионообменные сорбенты обедняют солевую композицию очищенной питьевой воды (ионообменные смолы заменяют планты кальция, магния, ряд микроэлементов для ионов натрия в воде, которые необходимы для организма человека и мембранные модули. может полностью деминерализовать воду).

В-третьих, существует проблема утилизации отработанных сорбционных форсунок и мембранных модулей. И это еще один фактор загрязнения окружающей среды.

Однако существует еще одна группа методов для предварительной очистки питьевой воды, которые представляют собой электрохимических методов .

Но прежде чем мы поговорим об этих методах, давайте проясним, что такое питьевая вода, зачем она нужна человеческому организму и какими свойствами и параметрами она должна обладать.

Даже Гиппократ сказал: «Я считаю, что воды, полученные из снега или льда, являются худшими из всех.”

Недавние исследования показали, что длительное использование слабоминерализованной воды вызывает ряд патологических состояний в организме человека. Недавние исследования доказали, что питьевая вода должна содержать катионы (калий, натрий, кальций, магний) и анионы (хлориды, сульфаты, бикарбонаты, карбонаты), а также микроэлементы (медь, железо, селен, цинк и т. Д.), Имеющие биологический ценность и активность. Питьевая вода должна содержать газы (кислород, углекислый газ) и органические кислоты, которые в небольших концентрациях придают воде приятный вкус.

Качественная и полезная питьевая вода должна соответствовать следующим требованиям:

1. Быть эпидемиологически безопасным.

2. Будьте биологически полезны.

3. Будьте хорошего качества.

Может ли современный фильтр эффективно удалять примеси из воды, количество которых превышает несколько тысяч? Ведь фильтр рассчитан на особую категорию примесей довольно «большого» размера. В принципе, он не способен осуществлять очистку воды на ионном уровне.И в случае отколовшегося загрязнения исходной воды фильтр абсолютно бессилен. Кроме того, фильтр требует своевременной замены. Вы никогда не узнаете и не определите подходящий момент для замены фильтра.

Электрохимические методы очистки питьевой воды практически полностью свободны от указанных серьезных недостатков, характерных для всех современных фильтров. Эти методы основаны на электрохимической коагуляции и электрохимической флотации. Интеграция процессов электрокоагуляции и электрофлотации позволила разработать эффективные устройства для очистки даже сильно загрязненной воды.

Кроме того, во время электролиза воды атомарный кислород активно выделяется на аноде. Будучи мощным окислителем, он обеспечивает обеззараживание воды. Практически существует процесс, идентичный обработке озоном, но без использования устройств с тлеющим разрядом для генерации озона.

Обширные исследования, проведенные в Кировской военно-медицинской академии в 1967-1985 гг., Показали высокую эффективность электрохимических методов удаления практически любых сопутствующих веществ, радионуклидов и микроорганизмов из воды.В то же время была доказана абсолютная безопасность технологии и безвредность очищенной воды для организма человека.

В 1980 году Министерство здравоохранения СССР разрешило использовать метод электрохимической очистки для производства питьевой воды . На основе этих исследований и разработок была создана установка очистки воды БСЛ-МЕД-1 (ЭКСВО).

В 1980 году Министерство здравоохранения СССР разрешило использовать метод электрохимической обработки для производства питьевой воды.

Водоочистная установка BSL-MED-1 (EKSVO) предназначена для домашнего (дачного) использования и позволяет в течение 1 часа обработать и получить 15 литров высококачественной питьевой воды.

Следует отметить, что наряду с высоким качеством воды, обрабатываемой этим устройством, сам процесс подготовки воды является контролируемым, надежным и простым в обслуживании.

Сорбция (от sorbeo (лат.) — поглощать) — это процесс извлечения растворенных примесей, в основном органического происхождения, из воды (в нашем случае).Поскольку процессы ионного обмена также относятся к сорбции (но сопровождаются выделением связанного иона из сорбента для замены поглощенного), сорбция (в широком смысле) позволяет удалить практически все примеси из раствора (воды). Но на самом деле сорбционные процессы связаны с селективностью сорбента (сродство к веществу), и из воды удаляется не так много примесей.

Как правило, твердые гранулированные или волокнистые материалы (адсорбенты) используются для очистки воды.Это активированные угли (БАУ, БАУ-МФ, АС, углен и т. Д.). В некоторых очистных сооружениях используются ионообменные материалы (IOS-K, IOS-A, цеолиты, клиноптилолиты и т. Д.).

Сорбционные процессы регулируются рядом законов, которые значительно усложняют как конструкцию адсорбционных сопел, так и их обслуживание. Это закон формирования края поглощения, закон параллельного переноса, уравнение Шилова, закон равновесной концентрации и т. Д.

В соответствии с этими законами вредные примеси, содержащиеся в воде, прошедшей через сорбенты, накапливаются в сорбенте, и в результате закона равновесной концентрации они попадают в очищенную (фильтратную) воду уже во время эксплуатации, задолго до окончания срока службы, превращаясь в это в «психологически чистую» воду.Эти особенности были изучены при разработке сорбционных полей водоочистных сооружений. Срок службы сорбционных сопел был рассчитан и, к сожалению, не превышал одного дня (так называемый «цикл фильтрации»). Однако развитие военных поставщиков воды не было учтено при производстве бытовых водоочистных сооружений.

Мембранные технологии не стали частой практикой в ​​бытовых очистных сооружениях. Во-первых, потому что мембранные модули требуют для своей работы высокого давления (до 8-10 атм).Во-вторых, поскольку в основном эффективны гиперфильтрационные мембраны, полученная вода становится близкой к глубоко деминерализованной. В-третьих, в случае мембранной обработки до 50 и более процентов воды, поступающей в модуль, сбрасывается в дренаж, что является слишком расточительным ввиду нынешнего дефицита воды.

Из электрохимических методов , электрохимическая коагуляция и электрохимическая флотация были использованы при разработке современных установок очистки питьевой воды.

Обработка питьевой воды очевидна, когда вода из крана или колодца мутная, имеет желтовато-коричневый цвет или посторонний запах.Все гораздо сложнее, когда вода визуально довольно «нормальная», и, кажется, нет причин для беспокойства.

Так или иначе, международный опыт показывает, что затраты на очистку воды составляют в среднем 5-7% от стоимости дома. Это не случайно. Даже визуально хорошая вода может содержать целую «кучу» растворенных и нерастворенных примесей, и ее использование может быть даже опасным. Однако качество воды можно определить только после полного химического анализа. Вы должны быть ясно, что вы хотите.Вам нужна вода для питья и приготовления пищи? Для этих целей лучше использовать высокочистую воду, произведенную на установке водоочистки БСЛ-МЕД-1 (ЭКСВО) .

Вы должны определенно начать с самого полного химического анализа воды.

Что касается систем очистки только для питьевой воды, существуют простые рекомендации. Средний человек потребляет около 3 литров воды в день. Если вы также собираетесь готовить рис, макароны или колбасы с использованием такой воды (и вам рекомендуется это делать), это должно составлять 5 литров в день на каждого члена семьи (включая домашних животных).

В результате вы получите минимальную суточную мощность, которую должна обеспечить ваша система. Больше не меньше (что, если вдруг гости придут?), Но это скорее вопрос экономии.

Практически каждый человек, который решает начать питьевую воду с помощью какого-либо устройства, всегда задается вопросом: в какой степени следует обрабатывать воду?

Обычно считается, что этого достаточно, чтобы очистить воду от песка, грязи и других взвешенных веществ, то есть получить чистую бесцветную воду, — и дело сделано.Некоторые люди понимают, что этого недостаточно, но не знают, что можно сделать, чтобы поймать что-то еще, содержащееся в воде. Поэтому люди часто очень удивляются, узнав, что невидимые вещества, растворенные в воде, могут быть удалены из нее.

Существует распространенное мнение, что высокочистая вода «не полезна». И нет единого мнения по этому вопросу нигде в мире. Некоторые люди считают, что вода должна содержать определенное оптимальное количество микроэлементов. Некоторые говорят, что человеческое тело усваивает только органическое вещество, т.е.е. из пищи животного и растительного происхождения, в то время как вода является лишь растворителем и должна быть максимально чистой. Правда, вероятно, где-то посередине. Говоря о питьевой воде, мы считаем более правильным использовать не термины «вредно — полезно», а «опасно — безопасно»

Может показаться странным, но обработка воды до состояния, близкого к байкальской воде (очень чистая ледниковая талая вода), проще и дешевле, чем обеспечение того, чтобы она содержала ряд веществ в определенной «оптимальной» концентрации.Например, за границей при производстве пива и других напитков они обычно очищают воду до этого самого состояния, а затем добавляют точные дозы веществ, которые делают ее оптимальной для дальнейшего использования.

Кроме того, простой расчет показывает, что для получения оптимального набора макро- и микроэлементов из воды человек должен пить не менее 30-50 литров воды в день. Другими словами, хотя мы получаем питательные вещества из воды, их количество составляет не более 10% от необходимой суточной дозы. Например, чтобы получать столько кальция, сколько мы получаем из воды в день, достаточно съесть кусочек (10 г) твердого сыра или 150-200 г творога.Фактически, решая проблему «очистки или неочищения» воды, люди сталкиваются с дилеммой: либо намеренно удалять вредные элементы из воды за счет 10% питательных веществ, либо есть риск оставить вредные примеси в воде вместе с теоретически здоровыми. Каждый должен сделать этот выбор для себя. Однако принцип «не навреди» не может быть более применимым здесь.

,
Водоочистка | Общественные Водные Системы | Питьевая вода | Здоровая вода

Водоочистка сообщества

Питьевая вода в США — одна из самых безопасных в мире. Однако даже в США источники питьевой воды могут быть загрязнены, вызывая недомогание и болезни от микробов, передаваемых через воду, таких как Cryptosporidium , E.coli , Hepatitis A, Giardia intestinalis и другие патогенные микроорганизмы.

Источники питьевой воды подвержены загрязнению и требуют соответствующего лечения для удаления возбудителей болезней.Общественные системы питьевого водоснабжения используют различные методы очистки воды для обеспечения безопасной питьевой воды для своих сообществ. На сегодняшний день наиболее распространенные этапы очистки воды, используемые системами коммунального водоснабжения (главным образом, обработка поверхностных вод), включают:

Figure illustrating the water treatment cycle, showing coagulation, sedimentation, filtration, and disinfection
  • Коагуляция и флокуляция

    Коагуляция и флокуляция часто являются первыми этапами очистки воды. Химические вещества с положительным зарядом добавляются в воду. Положительный заряд этих химических веществ нейтрализует отрицательный заряд грязи и других растворенных частиц в воде.Когда это происходит, частицы связываются с химическими веществами и образуют более крупные частицы, называемые хлопьями.

  • седиментация

    Во время осаждения флок оседает на дно водоснабжения из-за своего веса. Этот процесс осаждения называется седиментацией.

  • фильтрование

    После того, как хлопья осели на дне водоснабжения, чистая вода сверху будет проходить через фильтры различного состава (песок, гравий и древесный уголь) и размеров пор для удаления растворенных частиц, таких как пыль, паразиты , бактерии, вирусы и химические вещества.

  • обеззараживание

    После того, как вода была отфильтрована, можно добавить дезинфицирующее средство (например, хлор, хлорамин), чтобы убить любых оставшихся паразитов, бактерий и вирусов, а также защитить воду от микробов, когда она попадает в дома и на предприятия.

Узнайте больше о дезинфекции воды хлорамином и хлором на странице Дезинфекция.

В разных сообществах вода может обрабатываться по-разному, в зависимости от качества воды, поступающей на очистные сооружения.Как правило, поверхностные воды требуют большей очистки и фильтрации, чем грунтовые воды, поскольку в озерах, реках и ручьях содержится больше осадков и загрязняющих веществ, и они с большей вероятностью будут загрязнены, чем грунтовые воды.

Некоторые источники воды могут также содержать побочные продукты дезинфекции, неорганические химические вещества, органические химические вещества и радионуклиды. Специализированные методы контроля образования или удаления их также могут быть частью очистки воды. Чтобы узнать больше о различных методах обработки питьевой воды, см. Информационный бюллетень Национального центра обмена информацией по питьевой воде «Внешние методы очистки питьевой воды».

Чтобы узнать больше о шагах, которые предпринимаются для обеспечения безопасности питьевой воды, посетите веб-страницу Public питьевой системы водоснабжения Агентства по охране окружающей среды США. Чтобы узнать больше о 90+ загрязняющих веществах, которые регулирует EPA, и почему, посетите страницу EPA «Питьевая вода.

Фторирование воды

Сообщество фторирования воды предотвращает разрушение зубов безопасно и эффективно. Фторирование воды было названо одним из 10 величайших достижений общественного здравоохранения 20-го века 1 .Для получения дополнительной информации о процессе фторирования и для получения подробной информации о фторировании вашей системы водоснабжения посетите страницу CDC по фторированию воды в сообществе.

Начало страницы

Отчеты доверия потребителей

Каждый общественный поставщик воды должен предоставлять своим клиентам ежегодный отчет, иногда называемый отчетом о доверии потребителей, или «CCR». В отчете содержится информация о вашем местном качестве питьевой воды, в том числе об источнике воды, загрязнителях, обнаруженных в воде, и о том, как потребители могут участвовать в защите питьевой воды.

Бытовая Водоподготовка

Несмотря на то, что EPA регулирует и устанавливает стандарты для общественной питьевой воды, многие американцы используют бытовую систему очистки воды для:

  • Удалить определенные загрязнения
  • Принять дополнительные меры предосторожности, поскольку у члена домохозяйства нарушена иммунная система
  • Улучшение вкуса питьевой воды

Системы очистки воды для бытовых нужд состоят из двух категорий: внешняя точка (NSF).Системы точек входа обычно устанавливаются после счетчика воды и обрабатывают большую часть воды, поступающей в жилое помещение. Системы точечного использования — это системы, которые обрабатывают воду порциями и доставляют воду в кран, такой как раковина для кухни или ванной комнаты или вспомогательный кран, установленный рядом с краном.

Наиболее распространенные типы бытовых систем очистки воды состоят из:

  • Системы фильтрации
    Фильтр для воды — это устройство, которое удаляет загрязнения из воды с помощью физического барьера, химического и / или биологического процесса.
  • Умягчители воды
    Умягчитель воды — это устройство, которое снижает жесткость воды. Смягчитель воды обычно использует ионы натрия или калия для замены ионов кальция и магния, которые создают «жесткость».
  • Системы дистилляции
    Дистилляция — это процесс, при котором нечистую воду кипятят, а пар собирают и конденсируют в отдельном контейнере, оставляя после себя многие твердые загрязнители.
  • Дезинфекция
    Дезинфекция — это физический или химический процесс, при котором патогенные микроорганизмы дезактивируются или уничтожаются.Примерами химических дезинфицирующих средств являются хлор, диоксид хлора и озон. Примеры физических дезинфицирующих средств включают ультрафиолетовое излучение, электронное излучение и тепло.
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *