Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Робоча навчальна програма

Робоча навчальна програма




Сторінка3/6
Дата конвертації03.04.2017
Розмір0.6 Mb.
ТипПротокол
1   2   3   4   5   6
1. Роль питної води у поширенні інфекційних хвороб.

Велика кількість патогенних організмів потрапляє до нас з питною водою:

Таблиця . Патогенні мікроорганізми води.
Багатоклітинні організми - це організми, що складаються з кількох чи багатьох клітин, пов'язаних між собою в єдине ціле. Не існує чіткої межі між одноклітинними та багатоклітинними організмами. Багато одноклітинні володіють засобами для створення багатоклітинних колоній, в той же час окремі клітини деяких багатоклітинних організмів у змозі самостійно існувати.
Патоген або інфекційний агент - біологічний агент, що спричинює хворобу в іншому організмі-хазяїні. Цей термін найчастіше використовують для тих біоагентів, які руйнують нормальну життєдіяльність багатоклітинних тварин або рослин.


Назва

Захворювання, що викликаються

Холерний вібріон

Холера

Тифозні сальмонели

Черевний тиф

Дизентерійні шигели

Дизентерія

Паратифозні сальмонели

Паратиф

Ентамеба

Амебна дизентерія

Фільтрувальні віруси

Інфекційний гепатит

Кишкова паличка E.coli

Кишкові захворювання

Очищення води є важливим фактором здоров’я людини. З 1904 року (спочатку в Англії) питна вода очищується від мікроорганізмів методом хлорування.

Варто згадати пандемію бубонної чуми в XIV столітті, прозваної в ті часи "великим мором" або "чорною смертю". За кілька років від чуми, за твердженням середньовічного історика Фруассара загинула третина людства. Тоді ніхто не знав справжньої причини хвороби, не було й уявлення про те, як її лікувати. Занесли чуму в Європу по торгових шляхах, які зв’язували Схід і Захід.

Торговий шлях - логістична мережа визначена як послідовність шляхів і зупинок використовуваних для комерційного транспортування вантажу. Дозволяє товарам досягти більш віддалених ринків. Один торговий шлях складається з великої відстані магістральних артерій, що можуть надалі бути пов'язані з меншою мережею комерційних і некомерційних транспортних маршрутів/трактів.

Останні хвилі епідемії вкрили Русь, Скандинавію та Шотландію. Деякі регіони, наприклад Скандинавія, майже повністю обезлюділи.


Література [1, 2, 3]
Лекція11. Бактеріальне забруднення вод. – 2 години.

План лекції:



  • Лабораторно-виробничий контроль якості води за мікробіологічними показниками.
    Контроль якості продукції - встановлення відповідності продукції та процесів вимогам нормативно-технічної документації, зразкам-еталонам; інформація про перебіг виробничого процесу та підтримання його стабільності; захист підприємства від постачань недоброякісних матеріалів, енергоносіїв та ін.


  • Мікробіологічні процеси на водопровідних станціях.

  • Біологічні організми в стічних водах.

Лабораторно-виробничий контроль якості води за мікробіологічними показниками (колі-титр, колі-індекс) перед надходженням її у мережу на водопроводах з підземним джерелом водопостачання згідно із стандартом 2874-82 «Вода питна. Гігієнічні вимоги та контроль за якістю» повинен виконуватися наступним чином: За відсутності знезараження води: а) не менше одного разу на місяць за чисельності населення, яке користується водою, до 20 тис.
Асе́птика (грец. α - не і σηπτικος - гнійний) - сукупність заходів, спрямованих на попередження інфікування ран чи організму в цілому. При хірургічних втручаннях асептика запобігає проникненню в рану збудників інфекції: бактерій, грибків(що можуть потрапляти до рани з навколишнього середовища).
чоловік; б)не менше двох разів на місяць – до 50 тис. чоловік. За умови знезараження води: а) один раз на тиждень, якщо чисельність населення становить до 20 тис.
Знезара́ження води́ (рос. обеззараживание воды; англ. water desinfection; нім. Wasserentseuchung f, Wasserentseuchung f) - санітарно-технічні процеси ліквідації у воді мікроорганізмів (бактерій, вірусів), які перешкоджають її використанню для пиття, господарських потреб і промислових цілей або викиданню в природні водойми.
чоловік; б)три рази на тиждень – до 50 тис. чоловік; в) щоденно – понад 50 тис. чоловік.

На водопроводах з поверхневим джерелом водопостачання мікробіологічний аналіз повинен виконуватися не рідше одного разу на тиждень і щоденно у весняно-осінній період за чисельності населення до 10 тис. чоловік; не рідше одного разу на добу - за чисельності населення понад 10 тис. чоловік.



Мікробіологічні процеси на водопровідних станціях. Характер змін якості води в результаті біологічних процесів, які відбуваються у водопровідних спорудах, є різноманітним: водопровідні споруди обростають водоростями і тваринними організмами, з’являються відклади оксиду заліза тощо.
Твари́ни (лат. Animalia або лат. Metazoa) - царство переважно багатоклітинних еукаріотичних (ядерних) організмів, однією з найголовніших ознак якого є гетеротрофність (тобто, споживання готових органічних речовин) та здатність активно рухатись.
Це призводить до погіршення органолептичних показників якості води, забивання фільтрів, а також інших небажаних явищ.

На водопровідних спорудах першими звичайно розвиваються бактерії, які осідають з часточками мулу. Потім з’являються зооглейні організми, найпростіші, сувойки, колоніальні інфузорії, джгутикові, пізніше черв’яки, мшанки, ракоподібні, молюски тощо.



Засоби боротьби з цими процесами поділяються на активні та профілактичні. Усі заходи з охорони водних джерел від забруднення одночасно і є профілактикою проти обростань і забруднення водопровідних споруд різними організмами та водоростями.

Біологічні організми в стічних водах. Для міських стічних вод є характерним високе бактеріальне забруднення. Людина виділяє за добу близько 4,481012 мікробів, відповідно і концентрація бактерій у неочищених міських стічних водах досягає десятків мільйонів в 1 мл. Біологічне населення міських стічних вод представлено також вірусами, бактеріофагами, яйцями гельмінтів та ін. Бактеріальне населення міських стічних вод складається з апатогенних і патогенних (хвороботворних) бактерій.

Патогенні бактерії, особливо збудники кишкових інфекцій, надходять до міських стічних вод від: 1) хворих; 2) тих, хто переносить хворобу в латентній (прихованій) формі; 3) бацилоносіїв. Тому в малих населених пунктах може й не бути патогенних мікробів у міжепідеміологічний період. У великих містах завжди є бацилоносії, тому навіть за відсутності епідемії бувають окремі захворювання гострими інфекційними хворобами.

Інфекці́йні захво́рювання / хворо́би - розлади здоров'я людей, тварин, рослин у вигляді хвороби, які спричинюють збудники - віруси, різноманітні бактерії, найпростіші, паразитичні гриби, гельмінти, продукти їх життєдіяльності (екзотоксини, ендотоксини), патогенні білки - пріони, здатні передаватися від заражених організмів здоровим і схильні до масового поширення.
До стічної рідини надходять віруси, які є причиною захворювання людини. Але виживають лише ті з них, які пристосовані до умов життя в цьому середовищі.



Література [1, 2, 3]
Тема 9 Фізичні та хімічні методи очистки природних вод для водопостачання. (8 год.)

Лекція12. Основні технологічні процеси очистки води. – 2 години.

План лекції:



  • Водопідготовка та водоочистка

  • Класифікація домішок за фазовим станом.

  • Основні технологічні процеси очистки води.

Водопідготовка та водоочистка. Необхідність обробки води виникає тоді, коли якість води природних джерел не задовольняє необхідних вимог. Така невідповідність може бути тимчасовою (сезонною) чи постійною. Характер і ступінь невідповідності якості води джерела вимогам користувача зумовлює вибір методів обробки. Якщо при цьому може бути використано різні методи очистки, то вибір їх проводиться на основі техніко-економічних розрахунків.

Розрізняють такі поняття: більш широке – водоочистка і вужче – водопідготовка. Водоочистка – це комплекс технологічних процесів, які спрямовані на доведення якості води, що надходить у водопровід з джерела водопостачання, до встановлених показників. Водопідготовка – це обробка води, яка надходить з природного джерела постачання для живлення парових котлів та інших технологічних цілей. Водопідготовка проводиться на ТЕС, транспорті, у комунальному господарстві, на промислових підприємствах.

Житлово-комунальне господарство - галузь, а вірніше, сукупність галузей, що забезпечують життя і роботу населення країни в нормальних умовах, а також постачання підприємств галузей народного господарства необхідними ресурсами води, газу, тепла й електроенергії.

Технологія кондиціювання води передбачає процеси, пов’язані з коригуванням її фізичних і хімічних властивостей, а також процеси знезараження (звільнення від патогенних бактерій і мікроорганізмів).

Хімічні властивості - властивості речовин, що стосуються хімічних процесів, тобто це такі властивості, які проявляються в ході хімічної реакції. До хімічних властивостей відноситься здатність реагувати з іншими речовинами, а також схильність до розкладу.


Класифікація домішок за фазовим станом. За Л.А. Кульським, найбільш загальними і характерними ознаками забруднюючих воду речовин є форми знаходження їх у воді. Тому в основу принципу групування домішок і технологічних прийомів водоочистки цим автором запропоновано поняття про фізико-хімічний стан домішок у воді. Цей стан значною мірою характеризується дисперсністю речовин і визначає закономірності процесів, що протікають у водному середовищі.

Усі домішки, які забруднюють водойми, охоплюються повністю цими чотирма групами даної класифікації.

До першої групи домішок води належать завислі у воді речовини. Сюди слід віднести також бактеріальні завислі речовини та інші біологічні утворення. Вилучення цих домішок, тобто освітлення води, може бути досягнуто шляхом використання безагрегатних методів.

Друга група домішок води – різні типи гідрофільних і гідрофобних систем, високомолекулярні речовини й детергенти – може вилучатися з води за допомогою різних методів і технологічних прийомів. Так, використовується обробка води хлором, озоном та іншими окисниками. При цьому знижується колірність води, знищуються мікроорганізми, руйнуються гідрофільні колоїди, що створює сприятливі умови для наступного коагулювання, прискорюється процес утворення пластівців та осаду.

Для третьої групи домішок, які є молекулярними розчинами, найбільш ефективними є такі процеси їх вилучення з води, як аерування, окиснення, адсорбція.

До четвертої групи домішок, які є електролітами, технологія очистки води зводиться до зв’язування іонів у мало розчинні і мало дисоційовані сполуки за допомогою доданих у воду реагентів.



Основні технологічні процеси очистки води. Хімічні, фізичні та фізико-хімічні процеси, які використовуються для підготовки води, можна поділити на дві групи.

  • До першої – відносяться процеси, пов’язані з коригуванням її фізичних і хімічних властивостей.

  • Друга група об’єднує процеси, які забезпечують знезараження води, тобто звільнення від шкідливих бактерій та мікроорганізмів.

До першої групи (коригування властивостей) відносяться процеси, які дозволяють провести освітлення, усунути з води небажані присмаки і запахи, агресивні гази, залізо, марганець, кремнієву кислоту тощо.
Силіка́тна кислота́ H2SiO3 - сполука кремнію, назву якої утворено від латинської назви елемента Silicium.

Знезараження води є обов’язковим за умови санітарної ненадійності джерела, що використовується для господарських цілей.

Коригування властивостей води. Найважливішими, як за поширенням, так і за питомою вагою, є процеси освітлення та усунення колірності. Для освітлення та усунення колірності використовують безреагентні та реагентні методи.

Література [1, 2]
Лекція13. Коригування фізичних та хімічних властивостей води. – 2 години.

План лекції:



  • Освітлення, усунення колірності, присмаків і запахів.

  • Пом’якшення, знесолення та опріснення.

  • Стабілізація та дегазація.

Освітлення, усунення колірності, присмаків і запахів. Безреагентні методи. Освітлення і часткове усунення колірності води без використання реагентів відбувається при тривалому відстоюванні, яке може здійснюватися у відкритих, спеціально споруджених басейнах-відстійниках чи водосховищах. Термін освітлення води (і то неповного) має становити не менше 12 діб, для часткового усунення колірності – 12 і більше місяців. Зрозуміло, що такий метод використовується рідко. Реагентний метод ґрунтується на використанні спеціальних хімічних речовин коагулянтів і називається коагулюванням. За допомогою коагулювання здійснюється звільнення води від каламутності (освітлення) і забарвлених речовин (усунення колірності), фізико-хімічні властивості яких не дозволяють чи роблять нераціональним усунення їх методом простого відстоювання. В результаті процесу коагулювання у воді утворюються пластівці, які включають завислі і колоїдні частки, що надають воді каламутності та колірності. Потім ці пластівці осідають і забезпечують освітлення і усунення колірності.

Усунення запахів і присмаків досягається різними методами залежно від їх походження.



  • Появі запахів і присмаків натурального походження можна запобігти обробкою водойм мідним купоросом.

  • Усунення аналогічних запахів у водопровідній воді виконують сильними окисниками (озон, діоксид хлору) чи адсорбентами (наприклад, активованим вугіллям).
    Активо́ване вугі́лля (лат. Carboneum activatum, англ. activated coal, нім. Aktivkohle) - пориста вуглецева речовина з високими адсорбційними властивостями та гідрофобністю. Містить величезну кількість пор і тому має дуже велику поверхню (1 г вугілля має поверхню 600–1200 м²), унаслідок чого має високу адсорбцію.


  • Запахи і присмаки, зумовлені розчиненими газами чи солями, усуваються відповідними методами дегазації та знесолення.

Методи усунення присмаків і запахів залежать від характеру речовин, що викликали їх появу, і стану, в якому вони знаходяться (іонні та молекулярні розчини, колоїди та завислі речовини).

Пом’якшення, знесолення і опріснення. Пом’якшенням води називається процес, що призводить до зниження жорсткості води, тобто зменшення концентрації кальцієвих і магнієвих солей. Існує кілька методів зниження жорсткості: а) термічний метод, який ґрунтується на нагріванні води, дистиляції її чи виморожу ванні; б) реагентні методи, за яких іони Ca2 і Mg2 зв’язуються різними реагентами практично в нерозчинні сполуки; в) метод іонного обміну, який ґрунтується на фільтруванні води через спеціальні матеріали, які замінюють іони Na і H зі свого складу на іони Ca2 і Mg2 з води.

Знесолення і опріснення води.

Опрі́снення води́ - видалення з води розчинених в ній солей до концентрації, яка є допустимою під час використання води для господарсько-питних або технічних потреб.
Процес усунення солей з води залежно від ступеня їх вилучення називається знесоленням чи опрісненням. При знесоленні концентрація розчинених солей знижується до межі, близької до вмісту їх у дистильованій воді, а при опрісненні – до концентрації, яка допустима при використанні води для господарсько-питних потреб (мінералізація до 1000 мг/дм3, сульфати менше 500 мг/дм3, хлориди менше 350 мг/дм3).

Опріснення може бути здійсненим як із зміною агрегатного стану води (дистиляція, виморожування), так і без його зміни (електродіаліз, зворотний осмос чи гіперфільтрація, іонний обмін, екстракція води у вигляді кристалізаційної води кристалогідратів та ін.).

Агрегáтний стан - термодинамічний стан речовини, сильно відмінний за своїми фізичними властивостями від інших станів цієї ж речовини. Переходи між агрегатними станами однієї і тої ж речовини супроводжуються стрибкоподібними змінами вільної енергії, ентропії, густини і інших фізичних властивостей.


Стабілізація та дегазація. Стабільність є одним із основних показників якості води, вона характеризує її властивість не виділяти з розчину і не розчиняти карбонат кальцію.
Карбона́т ка́льцію - найважливіша і найпоширеніша сполука кальцію. Хімічна формула СаСО3. В природі він зустрічається у вигляді кількох різновидів: вапняк, крейда, мармур, кальцит, арагоніт. У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка Е170, та використовується як поверхневий барвник.
Порушення стабільності води може зумовлюватися присутністю агресивної вуглекислоти чи кисню, низьким pH, перенасиченням води карбонатом кальцію чи гідроксидом магнію, підвищеною концентрацією сульфатів чи хлоридів.
Гідрокси́д ма́гнію, ма́гній гідрокси́д - неорганічна сполука складу Mg(OH)2. Білі кристали, які погано розчиняються у воді. Сполука проявляє слабкі осно́вні властивості.

Для боротьби з нестабільністю води, яка призводить до відкладання солей на поверхні трубопроводів, застосовують її підкислення, карбонізацію димовими газами (рекарбонізацію) тощо.



Дегазація води. Найбільш часто доводиться усувати з води корозійно активну вуглекислоту, кисень, H2S, які зумовлюють чи підсилюють корозію металів, а також бетону. Наявність цих газів у воді в багатьох випадках негативно впливає на якість продукції та стан обладнання.
Я́кість проду́кції - це сукупність властивостей продукції, яку обумовлюють її придатність, задовольнити певні потреби відповідно до призначення.
До цього слід додати й неприємний запах, що надає воді H2S. Існують фізичні та хімічні методи дегазації.

Література [1, 2]
Завдання для самостійної роботи (3 год.):

1.Вилучення заліза, марганцю, силіцію, фтору.

2.Фторування.

Вилучення заліза, марганцю, силіцію, фтору. Вибір методу вилучення заліза залежить від форми вмісту заліза у воді. Вилучення заліза здійснюється такими методами: аеруванням, вапнуванням, хлоруванням, коагулюванням, катіонуванням, а також за допомогою каталізаторів.

Вилучення марганцю з води відбувається вапнуванням чи аеруванням з подальшим фільтруванням через контактні фільтри, катіонуванням і за допомогою біологічних методів. Воду після вапнування чи аерування фільтрують через контактні фільтри, які заповнено піролюзитом або ж “чорним піском”.

Для вилучення силіцію з води в даний час використовують магнезіальне вилучення силіцію осадженням чи фільтруванням, обмін катіонів, а також обробку вапном, солями заліза й алюмінію, соляною чи сірчаною кислотою.

Сульфа́тна кислота́ (сірчана кислота, IUPAC - дигідрогенсульфат, застаріла назва - купоросне масло) - сполука сірки з формулою H2SO4. Безбарвна масляниста, дуже в'язка і гігроскопічна рідина. Сірчана кислота - одна з найсильніших неорганічних кислот і є дуже їдкою та небезпечною.
Повністю вилучити кремнієву кислоту з води можна шляхом пропускання її через іонітові фільтри. Як іонообмінний матеріал використовуються сильно лужні аніоніти.

Концентрація фтору в питній воді, яка перевищує 1,5 мг/дм3, викликає у людей специфічне ураження зубів. Воно отримало назву “плямиста емаль”. А у людей, які користуються водою з концентрацією фтору, яка перевищує 3-5 мг/дм3, окрім “плямистої емалі” зубів виявляються зміни в кістках скелета, у дітей частіше спостерігається недокрів’я та рахіт, є дані щодо несприятливого впливу підвищення концентрацій F на функціональний стан серцево-судинної й нервової системи тощо.

Нервова система - цілісна морфологічна і функціональна сукупність різних взаємопов'язаних нервових структур, яка спільно з гуморальною системою забезпечує взаємопов'язану регуляцію діяльності усіх систем організму та реакцію на зміну умов внутрішнього та зовнішнього середовища.
Вважають, що оптимальна концентрація F у воді має становити 0,7-1,2 мг/дм3, гранично-допустима норма – 1,5 мг/дм3. Отже, вилучення надлишків F з природних вод є дуже важливим заходом. Методи, які використовують для вилучення фтору з води поділяються на дві групи: реагентні та фільтраційні. В їх основі лежать процеси сорбції.

Фторування. При використанні для пиття води з низьким вмістом F (<0,5 мг/дм3) у сукупності з іншими факторами (нераціональне харчування, несприятливі умови праці та побуту) спостерігається поширення захворювання на карієс зубів.
Охорóна прáці (рос. охрана труда; англ. labour protection; нім. Arbeitsschutz m) - це: система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження життя, здоров'я і працездатності людини в процесі трудової діяльності; діюча на підставі відповідних законодавчих та інших нормативних актів система соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, що забезпечують збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці. дозвіл на початок робіт підвищеної небезпеки, який необхідний організації чи підприємству, хто працює в будівництві.
Карієс (лат. Caries dentium) - патологічний процес, що починається після прорізування зубів, що супроводжується демінералізацією, протеолізом та утворенням каріозної порожнини під дією ендо- і екзогенних факторів.
В таких регіонах застосовується фторування вод для доведення до нормованих значень концентрації F у воді, тобто до 0,7-1,2 мг/дм3.

Література [1, 2]
Лекція14. Знезараження води хлором, озоном, сріблом та йодом – 2 години.

План лекції:



  • Знезараження води.

  • Знезараження води хлором, озоном, сріблом та йодом.

  • Безагрегатні методи знезараження води.

Знезараження води є обов’язковим за умови санітарної ненадійності джерела, що використовується для господарських цілей, як правило, перед знезараженням проводять освітлення й усунення колірності води, в результаті чого вода звільняється від завислих часток, які утруднюють проведення знезараження, і від частини бактерій (при фільтруванні затримується 98-99% всіх бактерій). Але знезараження можна розглядати як самостійний і часто єдиний процес обробки води. У такому вигляді він використовується на водопроводах, джерелом яких є підземні води. Знезараження води може здійснюватися двома способами – за допомогою спеціальних реагентів і без них.

Реагентними методами називаються такі, за яких для знезараження води використовуються хімічні речовини, що викликають загибель мікроорганізмів.

Речовина́ - вид матерії, яка характеризується масою та складається з елементарних частинок (електронів, протонів, нейтронів, мезонів тощо). Характерною властивістю таких частинок є відмінні від нуля баріонний заряд або лептонний заряд.
Такими речовинами є багато окисників (хлор, озон), а також солі деяких важких металів (в основному срібла і міді).



За безреагентних методів знезаражена вода підлягає впливу ультрафіолетових променів, які мають бактерицидні властивості (короткі хвилі в межах 2000-2950 Å), чи високої температури (кип’ятіння).
Ультрафіолетове випромінювання (від лат. ultra - «за межами»), скорочено УФ-випромінювання або ультрафіолет - невидиме оком людини електромагнітне випромінювання, що посідає спектральну область між видимим і рентгенівським випромінюваннями в межах довжин хвиль 400-10 нм.

1   2   3   4   5   6