Научная статья на тему 'Одорирующие вещества в природных водах'

Одорирующие вещества в природных водах Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
145
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД / ДЕЗОДОРАЦИЯ ВОДЫ / ОДОРАНТЫ / ВОДОПОДГОТОВКА / УГЛЕВАНИЕ ВОДЫ / ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ / NATURAL WATER TREATMENT / WATER DEODORIZATION / ODORANTS / WATER TREATMENT / CARBOHYDRATE WATER / SURFACE WATER SOURCES

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Черкесов А. Ю., Богогосян А. Т., Угроватова Н. Г., Исраилов Р. В., Щукин С. А.

Проведен обзор одорирующих веществ в природных водах. Рассмотренны этапы на которых возможно привнесение в воду одорирующих веществ. Дана характеристика одорирующих веществ, вносимых на каждом этапе водоподготовки. Систематизированы источники одорантов питьевой воды по отношениям к этапам водоподготовки и по типам происхождения. Рссмотренны методы определения одорантов в сырой воде. Приведены пороговые ощущения, тип запаха и химическая формула некоторых одорирующих веществ.A review of odorizing substances in natural waters is carried out. The stages at which odorizing substances can be introduced into water are considered. The characteristic of odorizing substances introduced at each stage of water treatment is given. The sources of drinking water odorants are systematized in relation to the stages of water treatment and by type of origin. Methods for determining odorants in raw water are reviewed. The threshold sensations, the type of smell and the chemical formula of some odorizing substances are given.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Черкесов А. Ю., Богогосян А. Т., Угроватова Н. Г., Исраилов Р. В., Щукин С. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Одорирующие вещества в природных водах»

Одорирующие вещества в природных водах

А.Ю. Черкесов, А. Т. Богогосян, Е.Г. Угроватова, Р.В. Исраилов, С.А. Щукин

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия

Аннотация: Проведен обзор одорирующих веществ в природных водах. Рассмотрены этапы на которых возможно привнесение в воду одорирующих веществ. Дана характеристика одорирующих веществ, вносимых на каждом этапе водоподготовки. Систематизированы источники одорантов питьевой воды по отношениям к этапам водоподготовки и по типам происхождения. Рассмотрены методы определения одорантов в сырой воде. Приведены пороговые ощущения, тип запаха и химическая формула некоторых одорирующих веществ.

Ключевые слова: очистка природных вод, дезодорация воды, одоранты, водоподготовка, углевание воды, поверхностные источники водоснабжения.

Проблема запахов и привкусов в питьевой воде давно изучается в различных лабораториях мира, но до сих пор далека от решения. Это связано с многообразием одорирующих веществ.

Ухудшение органолептических показателей обусловлено их загрязнением минеральными и органическими веществами [1]. Питьевая вода, до того, как попадет к конечному потребителю, проходит множество этапов подготовки. Прежде чем говорить об удалении неприятного запаха и привкуса из воды, следует разобраться на каких этапах водоподготовки происходит загрязнение одорирующими веществами.

Путь воды от водоисточника до конечного потребителя можно условно разделить на три основных этапа:

1) забор воды из водоисточника;

2) подготовка воды на водопроводной очистной станции (ВОС);

3) распределение и транспортировка воды до конечного потребителя. На каждом из этих этапов возможно привнесение в воду одорирующих

веществ. Рассмотрим каждый этап в отдельности.

Поверхностные источники питьевой воды, особенно резервуарного типа и реки имеющие участки с зарегулированным объемом, часто имеют

неприятный запах и привкус, обусловленный факторами присутствия водорослей, актиномицетов, простейших, грибов, и другой водной микрофлоры [2, 3]. Одни виды водорослей являются выраженными продуцентами специфических привкусов и запахов, другие же изменяют органолептические показания воды при определенных условиях. Жгутиковые, сине-зеленые и диатомовые водоросли определенных типов, таких как Coscinodiscus radiatus, М. grevillei , Mougeotia Бр., оказывают наибольшее влияние на цвет, привкус и запах воды [4]. Наиболее часто встречаемые одоранты биологического происхождения, это: геосмин и 2-метилизоборнеол. Одорантами могут выступать и антропогенные загрязнения, они многочисленны и разнообразны, в большинстве случаев антропогенные вещества, придающие воде привкус и запах, поступают в водоисточник вместе с промышленными сточными водами, сброшенными без надлежащей очистки. В некоторых случаях поступление антропогенных веществ, связано с атмосферными осадками, смывающими загрязнения с территории, прилегающей к водоисточнику. Считается, что наиболее загрязненный сток образуется с автострад и полей.

Следующим этапом, на котором существует возможность появления одорантов, является станция водоподготовки. Здесь органолептические показатели воды могут быть ухудшены в результате неправильной эксплуатации сооружений водоподготовки и передозировке реагентов. При коагулировании воды, без стабилизационной обработки, возрастает коррозионная активность воды и вода приобретает неприятный привкус и запах. Установлено что в процессе хлорирования, в воде образуются диоксины, а присутствующее в воде железо является катализатором реакции фенолов и хлорсодержащих веществ, в последствие диоксины переходят в высокотоксичные хлорфенолы [5]. При обработке воды другим окислителем

- озоном, в воду попадают альдегиды, имеющие цитрусовые и фруктовые запахи [6].

После очистки воды на станции еще одним этапом загрязнения одорантами может стать система водораспределения. Устаревшая водопроводная сеть вносит свой вклад в ухудшения органолептических показателей воды. Помимо прорыва трубопроводов, сами трубы не редко становятся источниками одорирующих веществ. Привкус и запах в сети может появиться, когда трубопровод работает не полным сечением и в нем развиваются микроорганизмы, продуцирующие метаболиты с затхлым или землянистым запахом [7]. Также неприятный запах и привкус в системе водораспределения возникает в процессе жизнедеятельности железоокисляющих и серных бактерий. Такие бактерии придают воде огуречный и нефтяной запах [8, 9].

На основании проведенного анализа источников неприятного привкуса и запаха питьевой воды, была составлена таблица №1.

Наиболее простым способом выявления одорантов в воде остается обоняние, однако метод не дает точных результатов о количественном и качественном составе одорирующих веществ. Это связанно с неизвестным порогом ощущения многих веществ. Часто встречаемые одоранты с известным порогом ощущения [10] представлены в таблице №2. Многие одоранты имеют низкий порог ощущения, при этом некоторые вещества маскируют друг друга [11].

Более точным методом определения одорантов является метод газовой хроматографии, данный метод даёт точные данные по количественному и качественному составу одорирующих веществ в воде, однако процесс проведения анализа трудоемкий и дорогостоющий, что не позволяет использовать его на небольших станциях водоподготовки.

Таблица №1

Источники одорантов в питьевой воде

№ п/п Этап водоподгото вки Одоранты антропогенного происхождения Одоранты биологического происхождения

1 Водоисточник Источник: сточные воды, сток с полей и др. Сезонность: не зависит от времени года. Наиболее часто встречающиеся вещества: хлорорганика, азот, фосфор. Источник: микроорганизмы живущие в воде. Сезонность: носит сезонный характер, преимущественно конец лета, начало осени. Наиболее часто встречающиеся вещества: геосмин, 2-метилизоборнеол.

2 Водопроводная очистная станция Источник: вносятся в процессе водоподготовки. Сезонность: не зависит от времени года. Наиболее часто встречающиеся вещества: хлорамины, алюминий, железо. Источник: заросшие трубы и оборудование. Сезонность: зависит от температуры воды, преимущественно с конца апреля по ноябрь. Наиболее часто встречающиеся вещества: соединения азота

3 Распределительно-транспортная система Источник: прорыв трубопровода. Сезонность: не зависит от времени года. Наиболее часто встречающиеся вещества: от нефтепродуктов до минеральных солей. Источник: заросшие трубы и трубы, не работающие полным сечением. Сезонность: не зависит от времени года. Наиболее часто встречающиеся вещества: окислы железа и серы.

Для более качественного подбора метода дезодорации, необходимо определить тип одоранта и этап водоподготовки, на котором одорант

поступает в воду.

Таблица №2

Пороговые ощущения некоторых известных одорантов в питьевой воде

Соединение Запах Формула Порог ощущения, мкг/л

Цис-3-гексен-1-ол Т, Р СбН120 50,0

цис-3-гексинил ацетат Т, С С8Н14О2 1,0-2,0

4-хлорфенол З, С, Ц, Х С6Н5СЮ 0,5-1200,0

2,4-дихлорфенол З, А, М С6Н4С12О 2,0-210,0

геосмин З, Зм, Б, Т, Пл С12Н22О 0,005-0,06

2-метилизборнеол З, Зм, Т С11Н200 0,005-0,01

2,4,6-трихлоранизол П, З, Зм, Б, Г С7Н5С13О 0,00003

Соединения серы Б, З Я-БН 100

Гипохлориты М, А Ш0С1, К0С1 150-650

Примечание: Т - травянистый, Р - рыбный, З - затхлый, С - сладкий, Ц - цветочный, Х - химический, А - антисептический, М - медицинский, Зм - земленистый, Б - болотистый, Пл -плесневый, Г - гнилостный.

По результатам выполненной классификации одорантов, присущих питьевой воде, можно сделать следующие выводы:

1. Источники одорирующих веществ в питьевой воде антропогенного и биологического происхождения. В связи с проявлением одорантов на всех этапах водоподготовки, нормы по контролю запахов и привкусов в питьевой воде требуют доработки.

2. Дезодорация воды на станциях водоподготовки даст результат только в комплексе с заменой старых разводящих сетей.

3. По-прежнему необходимы поисковые исследования, направленные на разработку простой технологии определения низких концентраций одорирующих веществ, для станций водоподготовки малой производительности.

Литература

1. Фрог Б. Н., Левченко А. П. Водоподготовка: Учебн. пособие для вузов. М. : Издательство МГУ, 1996. - 680 с.

2. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология: Учеб. для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1995. - 208 с.

3. Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов А.с. 2050128 RU, G01N 33/18, A01K 61/00. / Цветкова Л. И., Пономарева В. Н., Копина Г. И. Опубл. 20.12. 1995.

4. Зоетман Б. Органолептическая оценка качества воды. М.: Стройиздат, 1984. - 68 с.

5. Бабенков Е.Д. Коагулянты в очистке воды. - М.: Наука, 1084. - 258 с.

6. Кузубова Л.И., Кобрина В.Н. Химические методы подготовки воды (хлорирование, озонирование, фторирование):Аналитический обзор./ СО РАН, ГННТБ, НИОХ. Новосибирск, 1996. - 132 с.

7. Берюх А.Ф. Санитарно-гигиеническая оценка экологического риска влияния деятельности предприятий химической промышленности на состояние водной среды и здоровье населения: дисс. к-та биолог-х наук -Петрозаводск, 2011. - 194 с.

8. Ананьин Н.И., Волобоев Н.А. Подашвалов Б.Ю. Влияние микроэлементного состава, жесткости и нитритов питьевой воды на заболеваемость населения злокачественными новообразованиями // Здравоохранение Казахстана. - 1983. - №1. - С. 15-17.

9. Архипчук В.В., Гончарук В.В. Проблемы качества питьевых бутылированных вод // Химия и технология воды. - 2004. - Т.26, №4. - С. 403-413.

10. Fontani N., Cucchi A., Caratteristiche organolettiche delle acque destínate al consumo umano: I'odore. Biología Ambiéntale. 1998, № 3, pp. 3-9.

11. Rashash D.M.C., Hoehn R.C., Dietrich A.M., T.J. Grizzard. Identification and Control of Odorous Algal Metabolites. AWWARF, проект № 90682, 1996. awwarf.eom/et9/.htm.

References

1. Frog B. N., Levchenko A. P. Vodopodgotovka [Water treatment]: Uchebn. posobie dlya vuzov. M.: Izdatel'stvo MGU, 1996. 680 pp.

2. Karyuxina T.A., Churbanova I.N. Ximiya vody' i mikrobiologiya [Water Chemistry and Microbiology]: Ucheb. dlya texnikumov. 3 izd., pererab. i dop. M.: Strojizdat, 1995. 208 pp.

3. Sposob opredeleniya e'kologicheskogo sostoyaniya presnovodny'x vodoemov [A method for determining the ecological status of freshwater bodies of water], A.s. 2050128 RU, G01N 33.18, A01K 61.00. Czvetkova L. I., Ponomareva V. N., Kopina G. I. Opubl. 20.12. 1995.

4. Zoetman B. Organolepticheskaya ocenka kachestva vody [Organoleptic assessment of water quality]. M.: Strojizdat, 1984. 68 pp.

5. Babenkov E.D. Koagulyanty' v ochistke vody' [Coagulants in water treatment]. M.: Nauka, 1084. 258 p.

6. Kuzubova L.I., Kobrina V.N.Ximicheskie metody' podgotovki vody' (xlorirovanie, ozonirovanie, ftorirovanie) [Chemical methods for water treatment (chlorination, ozonation, and fluorination)]: Analiticheskij obzor. SO RAN, GNNTB, NIOX. Novosibirsk, 1996. 132 pp.

7. Beryux A.F. Sanitarno-gigienicheskaya ocenka e'kologicheskogo riska vliyaniya deyatel'nosti predpriyatij ximicheskoj promy'shlennosti na sostoyanie vodnoj sredy' i zdorov'e naseleniya [Sanitary and hygienic assessment of environmental risk of the impact of the activities of chemical industry enterprises on the state of the aquatic environment and public health]: diss. k-ta biolog-x nauk Petrozavodsk, 2011. 194 pp.

8. Anan'in N.I., Voloboev N.A. Podashvalov B.Yu. Zdravooxranenie Kazaxstana. 1983. №1. p.17.

9. Arxipchuk V.V., Goncharuk V.V. Problemy' kachestva pitevyx butylirovannyx vod [Quality problems of bottled drinking water. Chemistry and Water Technology]. 2004. T.26, №4. p. 403.

10.Fontani N., Cucchi A., Biología Ambiéntale. 1998, № 3, pp. 3-9.

11.Rashash D.M.C., Hoehn R.C., Dietrich A.M., T.J. Grizzard. Identification and Control of Odorous Algal Metabolites. AWWARF, проект № 90682, 1996. awwarf.eom/et9/.htm.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.