Лекція 4

1. Лекція 4 Біотехнологія очищення водного басейну

2. Ресурси прісної води на планеті. Прісна вода на планеті складає 3% від загальних запасів, причому ¾ прісної води складають льди Арктики і Антарктиди, 1/5- підземні води. Лише 1% прісної води циркулює в ріках і озерах. Але, у результаті постійного зростання водоспоживання, відбувається виснаження ресурсів прісних вод внаслідок забруднення джерел прісних вод, безповоротного розходування води.

3. Загальне споживання прісних вод з року в рік зростає у всіх регіонах світу. Якщо на початку ХХ сторіччя людство споживало 400км3 води на рік, то до кінця сторіччя ця цифра зросла у десять разів і складає 4000км3,тобто біля 10% об’єму всього світового річкового стоку. На сьогодняшній день постійний дефіцит води відчуває ¼ населення Землі.

4. ЗНИЖЕННЯ ВОДОЄМКОСТІ ОХОРОНА ВОДНИХ РЕСУРСІВ ПЕРЕХІД НА ЗАМКНЕНЕ ОБОРОТНЕ ВОДОПОСТАЧАННЯ БІОЛОГІЧНЕ ОЧИЩЕННЯ; ВИКОРИСТАННЯ СТІЧНИХ ВОД ДЛЯ ЗРОШУВАННЯ

5. Основні види світового водоспоживання • Зрошувальне землеробство. • Комунально-побутове господарство. • Промислово-енергетичне споживання.

6. Сумарне використання водних ресурсів перевищило 3500 км3. Основна галузь водовикористання – зрошувальне землеробство

7. Витрати води у зрошувальному землеробстві

8. Комунально-побутовегосподарствоКомунально-побутовегосподарство Цей вид розходування водних ресурсів пов’язаний із споживанням води населенням міст та сільської місцевості. Основні вимоги висуваються до якості води.

9. Критерії якості питної води • Органолептична сприйнятливість. • Епідемічна небезпека та безпека. • Хімічні домішки у воді та здоров’я людини.

10. Органолептичні показники питної води Термін «органолептика» утворений сполученням грецьких слів «орган» і «лептикос» - схильний до визнання, схвалення. Органолептичні властивості – властивості, визначені за допомогою органів почуттів (аналізаторів кольору, запаху, смаку). Вода повинна бути приємною на смак, безбарвною, абсолютно прозорою.

11. Епідемічна безпечність питної води • Санітарно показниковий мікроорганізм Escherichia coli(кишкова паличка), є достовірною ознакою фекального забруднення й ознакою ймовірного влучення у воду різних збудників захворювань. Тільки в тих випадках, коли кількість кишкових паличок на 1 дм3 води не перевищує трьох, вода може вважатися безпечною в бактеріальному відношенні. • Показником епідемічної безпеки є і загальна кількість бактерій, які містяться у 1 см3 води - мікробне число. Воно не повинне перевищувати 100. • Є й методи виявлення у воді патогенних мікроорганізмів. Використовуються вони в особливих випадках, пов'язаних з епідемічною обстановкою, що склалася.

12. Вплив різних хімічних домішок у воді на здоров'я людини

14. Вимоги до мікробного складу, фізичних і хімічних характеристик води згідно ДЕРЖСТАНДАРТ 2874-82 «Вода питна» Деякі гранично припустимі рівні вмісту хімічних речовин за ДСТ: • водневий показник (рН) -від 6,0 до 9,0; • жорсткість загальна (мг екв/л)- до 7,0; • залізо (мг/л)- до 0,3; • марганець (мг/л)- до 0,7; • мідь (мг/л)- до 1,0; • хлориди (мг/л)- до 350; • цинк (мг/л)- до 5,0 • берилій (мг/л,)-до 0,0002; • алюміній (мг/л)- до 0,5; • свинець (мг/л)- до 0,03.

15. Процеси, які використовуються для одержання питної води на водопровідних станціях: • Усунення водоростей і інших організмів за допомогою мікросит; • Очищення води у відстійниках від грубих суспензій і освітлення; • Коагуляція - хімічна обробка води – як правило, сірчанокислим алюмінієм, під впливом якої завислі частки більшають, злипаються й випадають у вигляді великих пластівців у осад; • Фільтрація через шари кварцового піску, у результаті якої затримуються завислі частки, на 70-80% знижується вміст мікроорганізмів; • Знезараження, яке включає: а)хлорування води (іноді доводиться дехлорувати воду, щоб усунути неприємний запах); б)озонування; в)обробка ультрафіолетовими променями, світловий спектр яких з довжиною хвилі 254-557 ммк викликає загибель бактерій.

16. Промислово-енергетичне споживання води У промисловості вода використовується: • як розчинник; • входить до складу готової продукції; • для охолодження агрегатів і механізмів, що нагріваються в процесі виробництва; • для мийки деталей і вузлів; • для видалення відходів виробництва. Цей вид споживання має найменші показники безповоротного споживання.

17. Використання води в промисловості та енергетиці, км3 на рік

18. Загальні показники забруднення стічних вод Стічні води – це води, якість яких була погіршена у результаті побутової або виробничої діяльності людини Під якістю води розуміють сукупність її характеристик і властивостей, обумовлених природою і концентрацією домішок, що містяться в ній. У зв'язку з неможливістю індивідуального аналітичного визначення всіх присутніх у стічній воді з'єднань прибігають до сумарної оцінки їхнього вмісту. До загальних показників забруднення стічних вод варто віднести ті, котрі характеризують загальні властивості води: • органолептичні, • фізико-хімічні, • вміст нерозчинних домішок (вміст зважених речовин або зольність), • концентрацію розчинених речовин (загальний вміст органічних і неорганічних домішок, "органічний" вуглець), • перманганатну і дихроматну окиснюваність (хімічне споживання кисню - ХСК), • біохімічне споживання кисню (БСК).

19. Загальні показники забруднення стічних вод • Хімічне споживання кисню (ХСК). Методика заснована на окиснюванні речовин, що є присутніми у стічних водах, 0,25%-вим розчином дихромату калію при кип'ятінні проби протягом 2 год у 50%-вому (за об’ємом) розчині сірчаної кислоти. Для повноти окиснювання органічних речовин застосовується каталізатор - сульфат срібла.

20. Загальні показники забруднення стічних вод • Біохімічне споживання кисню (БСК). Вимірюється кількістю кисню, що витрачається мікроорганізмами при аеробному біологічному розкладанні речовин, що містяться в стічних водах за стандартних умов протягом визначеного інтервалу часу. Рис. Респітометр: 1 – ферментер; 2 – ємність із газовою сумішшю; 3 – прилад-регістратор; 4 – адсорбер.

21. Доступність деяких органічних сполук для біологічного окиснення (мг О2/ мг речовини):

22. Біоіндикація та біотестування • Біоіндикація – оцінка якості середовища та деяких його характеристик за станом її біоти у природних умовах • Біоіндикатори (від грец. «життя» та лат. «вказую») - організми присутність, кількість або особливості розвитку яких є показниками природних процесів, умов або антропогенних змін середовища • Біотестування – оцінка токсичних ефектів дії токсичних речовин та їх сумішей за фізіологічними, морфологічними та поведінковими реакціями, зміні виживає мості, плодючості тест-організмів у стандартних лабораторних умовах. • Гідробіонти – (від грец. «вода» та «той, що живе») – представники всіх царств живої природи, які населяють морські та материкові водні системи

23. Гідробіонти, які використовуються у біотестуванні якості води • Риби (“рибна проба”) • Найпростіші тварини (інфузорії, ракоподібні тощо) • Фітопланктон • Вищі рослини • Мікроорганізми Рис. Дафнія (Daphnia pulex )

24. Найкрасивіша річка на Землі • Саме під такою назвою відома колумбійська ріка Каньо–Кристалес, або Ріка п’яти кольорів. • Вік гірського хребта Макарена, з якого вона бере початок — 1млн 200тис років. • Жовтий, чорний, червоний, бірюзовий і зелений колір з’являється завдяки різноманітним водоростям, які ростуть тільки тут  — Сlavija macarinence. Їх довгі нитки застеляють дно яскравою, м’якою ковдрою. А сама вода настільки чиста, що є практично дистильованою.