CC BY
28
исчезает из воды быстрее, чем само вещество. Пороговая концентрация ГИПЕРИЗ по влиянию на органолептические свойства воды находится на уровне 3 мг/л.
Под действием ГИПЕРИЗ в концентрациях более 1 мг/л в условиях экспериментальных водоемов значительно тормозятся процессы биохимического окисления органических веществ. Концентрация ГИПЕРИЗ 0,5 мг/л не влияла на ход процессов самоочищения воды от органических веществ хозяйственно-бытовых стоков, поэтому может считаться пороговой.
Комплексная оценка результатов исследований позволяет отнести ГИПЕРИЗ к группе веществ, нормируемых по санитарно-токсикологиче-скому признаку вредности; предельно допустимая концентрация для ГИПЕРИЗ рекомендуется на уровне 0,5 мг/л.
Поступила 9/1II 1971 г.
EXPERIMENTAL DATA FOR SUBSTANTIATING THE MAXIMAL PERMISSIBLE CONCENTRATION OF ISOPROPYLBENZOL HYDROGEN PEROXIDE IN WATER
BODIES
%
R. D. Smirnova, L. F. Kosmina
m
The threshold concentrations of isopropylbenzol hydrogen peroxide judging by its effect on the organoleptic properties of water and the general sanitary regimen of water bodies and its inefficient sanitary-toxicologic dose were determined by means of complex hygienic investigations. The smallest value of the three above mentioned indices amounting to 0.025 mg/kg of 0.5 mg/1 is suggested as the maximum permissible concentration of isopro-pylbensol in water bodies. .
УДК 628.165.048
- 9'
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ДИСТИЛЛЯТА И ПОВЫШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КАЛЬЦИЙ-ИОНА ПРИ ДОБАВКЕ
АРТЕЗИАНСКОЙ И МОРСКОЙ ВОДЫ
А. И. Егорову Л. С. Алексеев
Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии, Москва
• _
Ф
В некоторых районах Западного Казахстана водоснабжение промышленных предприятий и населенных мест осуществляется опресненной дистилляцией морской водой, смешанной в определенных соотношениях с высокоминерализованной артезианской. Полученный на испарителях дистиллят отличается малым солесодержанием, отсутствием кальция и фтора, неприятными привкусами и запахами. По данным литературы, длительное употребление дистиллята в качестве питьевой воды может оказать вредное влияние на организм животных и человека. Исследованиями (Л. И. Эль-пинер) установлено, что дистиллят является причиной нарушения водно-солевого обмена, функционального состояния желудочно-кишечного тракта гипофиз-адреналовой системы. При увеличении солесодержания и особенно концентрации отдельных компонентов, например солей кальция (гидрокарбонатов), улучшаются органолептические свойства дистиллята (Л. Й. Шелухин) Вода московского водопровода, принимаемая некоторыми исследователями (Л. И. Эльпинер, Ю. Б. Шафиров) в качестве эталона химического состава искусственной питьевой воды, содержит кальция не менее 35 мг/л.
Необходимо отметить также, что дистиллят обладает сильными свойствами растворителя, а содержащаяся в нем углекислота является агрессивной по отношению к различным материалам и особенно к металлам и бето-
^ 1 Кандидатская диссертация. Л., 1955.
нам. При транспортировании дистиллята по стальным трубопроводам наблюдается коррозия внутренней поверхности их стенки, вследствие чего происходит загрязнение железом и ухудшение качества дистиллята.
Для того чтобы дистиллят был стабильным и пригодным для питья, необходимо повысить в нем общее солесодержание, в частности концентрацию кальция.
На морских судах, оборудованных дистилляционными установками, это достигается путем ввода в дистиллят специально подобранного состава солей, включающего хлористый кальций, бикарбонат натрия, сульфат магния, бисульфат натрия, фторид натрия и др. При значительном расходе дистиллята в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения промышленных предприятий и населенных мест такой способ регулирования солевого состава не экономичен. В этом случае более рационально добавлять к дистилляту подземную минерализованную воду и, возможно (при соответствующей гигиенической оценке), морскую воду. При этом величина добавки или кратность разбавления солевых вод дистиллятом будет регламентироваться, с одной стороны, требованиями санитарных норм (по ГОСТ 2874-54 допустимая минерализация питьевой воды равна 1000 л*г/л), с другой — стоимостью и объемом получаемой смешанной воды. Очевидно, что с увеличением доли более дорогого (в среднем 0,6 руб/м3) дистиллята стоимость смеси возрастет, а ее фактический объем при неизмененной мощности опреснителей уменьшится. При смешении дистиллята с соленой водой химический состав получаемой воды по ряду стабильных компонентов, как фтор, хлор-ион, сульфат-ион, величина сухого остатка и др., может быть подсчитан по уравнению материального баланса:
где Ссм, Сс и Сд — концентрации компонента соответственно в смешанной, соленой и дистиллированной водах; п — кратность разбавления.
Расчет концентрации кальций-иона осложняется тем, что его растворимость зависит не только от общей ионной силы раствора, но и от состояния карбонатного равновесия:
При снижении концентрации двуокиси углерода в растворе равновесие смещается влево с Выделением карбоната кальция в твердую фазу, а при увеличении ее — вправо с образованием бикарбоната кальция за счет растворения дополнительного количества кальция. В том и в другом случае при смещении равновесия системы раствор будет нестабильным, способным давать карбонатные отложения или растворять их.
В соответствии с ГОСТ 3313-46 при значениях показателей стабильности С> 1 вода способна давать отложения карбоната кальция, при С< 1 вода агрессивна, при С=1—стабильна.
Были проведены экспериментальные определения значений показателя стабильности и концентрации кальций-иона в смеси дистиллята с артезианской водой Куйлусского источника и морской каспийской водой применительно к условиям эксплуатации системы хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Шевченко и промышленных предприятий.
В опытах смешение морской воды с дистиллятом осуществляли в стеклянных колбах с притертыми пробками емкостью 1 л при п=5, 6, 7, 16, 18, 21. Пробы смесей артезианской воды с дистиллятом при п= 1,2, 1,4, 1,6, 2, 2,5, 3,3, 6,8 отбирали из пробоотборника, установленного после смесителя на шевченковской станции приготовления питьевой воды (СППВ). Изменение кратности разбавления достигали с помощью регулирования подачи дистиллята в смеситель. При различной величине добавки определяли общее солесодержание смеси и концентрацию в ней кальций-иона, а также величину показателя стабильности смеси. Показатель стабиль-
_Сс + Сд (п-\) См ~~ п
(1)
СаС03 + С02 + Н20—Са (НС03)2.
(2)
ности дистиллята и смеси его с соленой водой (артезианской или морской) устанавливали при карбонатных испытаниях.
Основные показатели качества дистиллята, артезианской и морской воды приведены в таблице.
Качество дистиллята, артезианской и морской воды
Наименование ингредиентов Единица измерения Производственный дистиллят Артезианская вода Вода Каспийского моря
Температура °с 18,0 20,0 20,3
рН ед. 7,3 8,3 8,3
Показатель стабильности » 0,3 1,1 1,3
Щелочность общая мг-экв/л 0,1 4,4 3,8
Жесткость » То же 0,1 2,8 • 81,2
Общее солесодержание мг/л 10,0 2650,0 13 103,0
Кальций-ион То же 2,0 36,0 168,0
Магний-ион » » 0,3 12,0 874,0
Натрий + калий » » 2,0 795,0 2495,0
Хлориды » » 0,7 988,0 5427,0
Сульфаты » » 0,5 895,0 3175,0
Железо » » 0,4 2,7 1,2
Фтор » » Следы 0,8 0,4
Растворенный кислород » » 0,4 1,6 0,8
Свободная углекислота » » 3,5 0 0
По опытным данным построены графики, характеризующие зависимость величин концентрации кальция и показателя стабильности -от общего солесодержания смеси дистиллята с соленой водой (артезианской и морской).
На графиках по оси абсцисс отложена величина кратности разбавления, пересчитанная на солесодержание смеси исследуемых вод в соответствии с формулой (1). Пунктирными линиями показаны значения Са2+ и С при различных п, рассчитанные по той же формуле, сплошными линиями — опытные данные.
Как видно из рис. 1, опытные точки располагаются вдоль пунктирных линий, т. е. содержание кальций-иона и значение показателя стабильно-
0 500 1000{л^15002000 15003000 Соле содержание смешанной воды(6мг/л)
Рис. 1. Зависимости концентрации кальций-иона и показателя стабильности от общего солесодержания смеси дистиллята с артезианской минерализованной водой.
/ — показатель стабильности; 2 — концентрация кальция; 3 — то же по расчету.
ШтЩ^ШШ
Солесодержание^ смешанной. 8оды (6мг/л)
Рис. 2. Зависимости концентрации кальций-иона и показателя стабильности от общего солесодержания смеси дистиллята
с морской водой.
Обозначения те же, что на рис. 1.
сти, полученные при принятых кратностях разбавления артезианской воды дистиллятом, соответствуют расчетным. Значение концентрации Са2+ в смеси, равное его содержанию в московской воде (35 мг/л), достигается при солесодержании, равном 2580 мг/л, что в 2,58 раза превышает ПДК солей, которой по графику соответствует 15 мг/л Са2+ и С=0,6.
Как следует из рис. 2, опытные значения Са2+ и С превышают расчетные, что объясняется высокой кальциевой жесткостью морской воды. Соединив точки отрезками прямых линий, получим выпуклые ломаные кривые, приближенно описывающие характер зависимостей содержания Са2+ и С воды Каспийского моря при ее смешении с дистиллятом. Из анализа этих кривых видно, что при ПДК солей содержание Са2+ равно 26 мг/л, что составляет 86 % от концентрации кальций-иона в московской воде. Смесь при этом практически стабильна: Cc^l. Концентрация кальция, равная 35 мг/л, в смеси будет при солесодержании порядка 1420 мг/л.
Из сказанного можно заключить, что минерализация дистиллята местными солеными водами в пределах возможного в питьевом водоснабжении солесодержания не обеспечивает требуемого обогащения смешанной воды кальций-ионом, а в случае артезианской воды смесь не стабильна. Поэтому повышение содержания Са2+ в смеси артезианской и дистиллированной воды на СППВ производится путем ее стабилизационной обработки методом фильтрования через мраморную крошку (СаСОэ).
Процесс стабилизации в динамических условиях протекает с саморегулированием при высокой скорости, что характерно для мягких вод.
В связи с вводом в эксплуатацию новых испарителей, а также начавшимся сокращением дебита артезианских скважин, солесодержание и концентрация Са2+ в смеси будут уменьшаться. Вместе с тем станет экономически выгодным осуществлять минерализацию дистиллята морской водой с получением стабильной смеси. В этих условиях перспективно обогащение смеси Са2+ за счет нестабильного компонента смесей — дистиллята. Экспериментально установлено, что фильтрование дистиллята, полученного на испарителях морской воды, через мраморную крошку, повышает величину растворенного в нем Са2+ до 8—10 мг/л, а показатель стабильности —
до 0,85-=-0,9.
ЛИТЕРАТУРА
Э л ь п и н е р Л. И. и др. В кн.: Материалы Всесоюзной конференции по гигиене воды и санитарной охране водоемов. М., 1969, с. 64.— ЭльпинерЛ. И., Ш а ф и -р о в Ю. Б. Гиг. и сан., 1969, № 10, с. 19.
Поступила 18/1 1971 г.
A STUDY OF MEANS OF DISTILLED WATER STABILIZATION AND INCREASE OF ITS CALCIUM-ION CONCENTRATION BY ADDITION OF ARTESIAN AND SEA
WATER
A.I. Egorov, L. S. Alekseev
l
The paper deals with investigation data on the mixing in various proportions of the distilled water, obtained from a thermal distillation unit, with that from an artesian well and the sea. The finding was that the contents of calcium-ions in the mixtures of water, containing salt within the level (1000 mg/1) permitted for drinking water, was below its concentration in the Moscow tap water. The mixture of distilled water with artesian water proved to be unstable. The authors suggest to enrich the unstable component of distilled water mixture by means of its filtration through the marble crumbs.
i
t
