123
Выбор редакции Наука Новости Энергетика и экология

Технологии очистки воды в России. Пить или не пить

Нельзя сказать, что вода необходима для жизни: она и есть жизнь.
Антуан де Сент-Экзюпери

Вот и закончились новогодние каникулы. Многие после затяжных празднеств занялись восстановлением изрядно потрепанного обильным столом и алкоголем здоровья. Не понаслышке известно, что простая питьевая вода решает сразу несколько проблем: питает клетки, а, следовательно, и ткани организма, вымывает токсины, улучшает обмен веществ и пр. Но при этом речь идет о чистой, насыщенной микроэлементами воде, а не о той, что течет из крана. Russian IT World собрал воедино некоторые из технологий, которые уже созданы, а также разрабатываются в нашей стране для очистки воды и для определения ее токсичности.

Питьевая вода, то есть вода, предназначенная для ежедневного, неограниченного и безопасного потребления человеком, — один из ценнейших природных ресурсов. Без воды человек не может прожить больше двух недель. Тело человека плохо сохраняет влагу. Жидкость теряется даже в процессе физиологической деятельности: дыхании, выделении пота и мочеиспускании. Вода – незаменимый продукт для человека. Именно ее уникальность и важность для существования жизни на Земле остро ставит вопрос о новых методах определения токсичности и очистки воды, поскольку проблема чистой питьевой воды – глобальная и ее решение актуально для большей части мирового сообщества, в частности для Африки, Южной Азии, Ближнего Востока. Насущной эта проблема является и для России.

В октябре 2015 года межведомственная комиссия по экологической безопасности Совета безопасности РФ заявила, что загрязнение поверхностных и подземных питьевых источников в стране носит опасный характер. «Проведенный анализ ситуации показал, что опасное загрязнение поверхностных и подземных питьевых источников связано со значительным износом очистных сооружений и применением устаревших технологий очистки сточных вод промышленными предприятиями», — говорилось в сообщении комиссии.

А в сентябре этого же года Следственный комитет Российской Федерации по Челябинской области возбудил уголовное дело по факту отравления 61 человека, в том числе 44 детей, питьевой водой.

Над решением проблемы загрязнения питьевых источников активно работают ученые. Так, специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) за этот год представили две разработки для очистки воды.

Первая – установка, действие которой основано на уникальной технологии: для обработки воды ученые использовали грозу.

«Нам удалось заставить разряд гореть в воде, что достаточно сложно. Сам по себе разряд не очищает воду, это только инструмент. Разряд позволил использовать для очистки сопутствующие факторы: ультрафиолетовое излучение, озон — в том числе, и короткоживущие частицы — гидроксильные радикалы, атомарный кислород и другие. Ультрафиолет, озон и ранее использовались для очистки воды, но мы стали первыми, кому на практике удалось объединить все факторы. Так процесс очистки становится более эффективным, чем, например, традиционное озонирование», — рассказал ведущий инженер лаборатории №12 Института физики высоких технологий ТПУ, заместитель руководителя проекта «Импульс» Михаил Хаскельберг.

Снимок экрана 2015-11-05 в 15.20.40Вторая – уникальные сорбенты, в основе которых лежат кристаллы с нанесенными на их поверхность наночастицами. «По сравнению с аналогами наши сорбенты имеют более высокие сорбционные возможности. Например, наш сорбент по удалению ионов мышьяка может конкурировать с немецким концерном “Байер”, который производит аналогичный продукт Bayoxide® E 33. При промышленном производстве цена будет конкурентоспособная, и у нас есть серьезное преимущество: мы можем неоднократно регенерировать сорбент», — отметил Хаксельберг. Также, по словам заведующего лаборатории, специалисты оценивают данный проект как высокоприбыльный.

Тема очистки воды привлекла даже юных ученых. На выставке ЭКСПО-2015, проходившей в Милане, школьники из города Первоуральск представили технологию, лабораторные исследования для создания которой проводились на протяжении двух лет. В рамках работы юные специалисты изучали проблемы структурированной воды и ее влияние на биологические объекты. В результате полученных данных школьники создали прибор, в основе которого лежит принцип электролиза воды. Разработка представляет собой литровую банку с электродами и брезентовый мешочек.

Ведутся разработки и методов анализа воды на токсичность. Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) представили способ, в основе которого – использование водоросли хлорелла. Chlorella«Мы помещаем ее /водоросль/ в исследуемый образец и отслеживаем темп роста хлореллы. В контрольном образце – чистой воде – водоросль находится в идеальных условиях и растет отлично. Что касается исследуемой пробы, то, чем медленнее ее рост, тем токсичнее вода. Результаты анализа сравниваем с контрольным образцом и по специально разработанной шкале определяем уровень загрязненности исследованной пробы», – пояснил руководитель проекта, профессор кафедры экологии и природопользования СФУ Юрий Григорьев. Эффективность и скорость предоставления результатов делают инновацию уникальной относительно других разработок.

DaphniaМетод специалистов Казанского федерального университета (КФУ) основан на анализе поведения низших ракообразных – дафний. Микроорганизмы выпускаются в бокс с водой и через 15 минут программа, проанализировав полученные данные, выдает результат о наличие опасных токсинов в воде. «Методика биотестирования водоемов сама по себе не нова, но классический метод с использованием дафний занимает двое суток, новейшие методы биотестирования с использованием светящихся бактерий занимают более 30 минут, а наш метод с помощью программно-аппаратного комплекса занимает всего 15 минут и не имеет аналогов в мире. К тому же дафнии, в отличие от бактерий, — сложные многоклеточные организмы, и их реакция на загрязнители более понятна», — объяснил завлабораторией экологической безопасности вуза Олег Никитин.

Важным аспектом в проблеме очистки питьевой воды является то, что технологии со временем устаревают и их нужно заменять более новыми. Например, в Республике Крым решили полностью отказаться от обработки питьевой воды жидким хлором. По мнению врачей, хлорированная вода небезопасна для человека, так как в ней образуется хлорорганика, негативно влияющая на здоровье потребителя. «Жидкий хлор — это действительно небезопасное вещество для здоровья человека. А наша задача — подача качественной воды. Кроме того, хранение хлора требует особых условий — в водоканалах должны быть специальные помещения с хорошей вентиляцией. Поэтому мы решили перейти на гораздо более безопасный способ обеззараживания воды гипохлоритом натрия. С его помощью можно не только повысить надежность, экономичность и экологическую безопасность, но и выйти из категории предприятий повышенной опасности», — рассказал первый заместитель генерального директора ГУП «Вода Крыма» Валентина Крашкина. Гипохлорит натрия применяется в мировой практике для очищения воды на протяжении многих лет. Ранее окончательно перейти на эту технологию Крым не мог, в первую очередь, по финансовым причинам.

А в станице Камышеватской Ейского района Краснодарского края в сентябре 2015 года прошли пробные пуски современной водоочистительной станции, очистка воды на которой осуществляется с помощью озона. Он считается одним из наиболее экологических очистителей воды, потому что, нейтрализуя примеси, распадается на чистый кислород и не нуждается в утилизации. Минусы проекта — стоимость только проектной документации составила 2,8 миллиона рублей.

В борьбе за чистую воды российские компании и ученые развивают сотрудничество с зарубежными партнерами. Так, российская компания «ЭКОЛОС» совместно с китайской Litree («Литри», кит. название — «Лишэн») планируют построить, предположительно, в Самарской области завод по производству систем очистки воды с использованием мембранных технологий. «Китайская компания предоставляет все оборудование и технологии, проводит строительство завода за свой счет», — отметил генеральный директор «ЭКОЛОС» Антон Степанов.

Второй совместный проект компаний предполагает строительство сооружений по очистке воды в российских населенных пунктах, в которых проживает от 5 до 100 тыс. человек. «Речь идет более чем о $100 млн инвестиций», — заявил Степанов.

Еще один пример: недавно протокол о намерении открыть инжиниринговый Центр по передовым природоохранным технологиям подписали Томский политехнический университет (ТПУ) и Шаньдунская академия наук (Китай). В Центре будут разрабатывать новые методы для очистки воды.

На сегодняшний день можно смело сказать, что российские ученые уже способны предложить ряд методов очистки и проверки на токсичность водных ресурсов. Однако внедрение технологий происходит крайне медленно. Пока проблема наличия чистой питьевой воды не приобретет таких масштабов, как, например, в уже упомянутой Африке или Ближнем Востоке, озера и реки будут продолжать загрязнять, а очистные сооружения устаревать и приходить в негодность. Решение поставленной задачи требует немалых вложений, но, когда речь идет о самой жизни, вопрос денег – второстепенен.

Об авторе

Анна Несчетная

Анна Несчетная