Городские жители пьют обезвреженную хлорированную воду с характерным привкусом и запахом. На станциях водоподготовки и водоочистки применяется активный хлор для обеззараживания воды. Это один из самых эффективных методов дезинфекции, дающий долгостойкие результаты. Хлорирование воды как способ ее обеззараживания считается наиболее значимым достижением медицины прошлого века. Его приравнивают к созданию вакцин, к открытию инсулина, пенициллина и других антибиотиков, что позволило многократно снизить смертность. Рассмотрим целесообразность применения хлора для обеззараживания воды.

Дезинфекция, обеззараживание - это противоэпидемические меры, предпринятые для уничтожения микроорганизмов. Хлор, как дезинфектант пролонгированного действия (так его называют в официальных документах), губительно действует на вирусы, бактерии, яйца гельминтов, грибки, споры и цисты простейших - практически на все микроскопические организмы. Как сильный яд, он способен уничтожить любую органику. Поэтому хлорирование как способ обеззараживания применяется для очистки воды от невидимых микросуществ, вызывающих смертельные заболевания.

При контакте с водой и ее примесями образуются две кислоты: соляная (хлорводородная), которая выделяет свободный хлор, и хлорноватистая, которая выделяет в воду гипохлоритные ионы, обладающие высокими бактерицидными свойствами. Жидкость дезинфицируется. При воздействии хлора вода становится светлее (исчезает цветность), он устраняет сторонние запахи и привкусы.

Хлорирование воды, как метод ее обеззараживания, дает хорошие результаты - в мире снизилось

• распространение кишечных инфекций (холеры, тифа, сибирской язвы), интенсивность их протекания;
• количество массовых эпидемий, источниками которых служат микроорганизмы;
• численность заражений гельминтами.

При воздействии на микроорганику хлор окисляет стенки клеток, разрушает структуру микроорганизмов, что вызывает их быструю гибель. После водоочистки в воде остается остаточный хлор, что предотвращает ее повторное заражение. Но его привкус и запах слегка ощущаются при питье обеззараженной воды. Для снижения привкуса хлорки, для устранения специфического хлорного запаха перед применением питьевую воду нужно отстаивать в открытой посуде не менее 7-8 часов либо фильтровать сорбентами (обычным активированным углем).

При обеззараживании воды хлорированием улучшается санитарное состояние водоочистного оборудования, снижаются затраты на дезинфекцию. Реагент используют 90% станций водоподготовки по всему миру. Главные достоинства хлора - низкая цена, небольшой расход, доступность вещества (его легко синтезировать). Очищенная вода, герметично укупоренная в стерильную посуду, может долго храниться без риска вторичного загрязнения.

К минусам относят предельную осторожность при использовании хлора: строжайший расчет дозировки реагента. Это сильнейший яд: его применяли как отравляющее химвещество в первую мировую войну. Передозировка способна вызвать тяжелые заболевания, включая рак пищеварительных органов и органов выделительной системы. Как активный элемент хлор вступает в реакции с различными веществами, может образовать токсичные, канцерогенные и прочие опасные соединения. Как сильный окислитель он вызывает коррозию металлов. Как летучий газ он легко испаряется, но его пары удушливы.

Для дехлорирования (для удаления остаточного хлора из воды) применяют аэрацию или фильтрацию.

При взаимодействии с некоторыми веществами хлор образует опасные соединения. При применении реагента нужно точно знать состав воды и концентрацию примесей.

При расчете количества дезинфицирующего вещества учитывают общее количество органических примесей, микроорганизмов и легкоокисляющихся неорганических веществ, присутствующих в водном растворе. Недостаточное количество обеззараживателя окажет слабое бактерицидное действие - не все микроорганизмы погибнут. Превышение расчетной дозы приведет к ухудшению вкуса воды: она будет горчить и сильно пахнуть хлоркой. Реагент токсичный, может нанести вред водопользователям.

При обеззараживании питьевой воды хлором его контакт с водой должен длиться 30 минут для обеспечения максимального эффекта воздействия.

Доза реагента зависит от сезонности: при весенних паводках возрастает загрязненность водоисточников - дозировка хлора должна быть выше. Дозу увеличивают при наличии закисного железа (в подземных водах) и при высокой концентрации гуминовых веществ (в наземных источниках). Нормы реагента рассчитывают таким образом, чтобы он не повлиял на органолептические свойства (не ухудшил прозрачность, вкус, запах), но при этом вода должна быть хорошо продезинфицирована.

Предельно-допустимое содержание в воде остаточного хлора нормируется стандартами - его количество не должно превышать:

• 0,3-0,5 мг - при подаче в системы централизованного водоснабжения;
• 1-1,5 мл - при очистке подземных вод;
• 1,5-3 мг/л - при осветлении воды в поверхностных водоемах.

Из-за сложности расчета нужной дозы реагентов, из-за опасности ее превышения и малой эффективности при занижении количества реагентного вещества хлорирование для обеззараживания воды редко применяют в частном секторе при очистке воды из локальных источников - скважины или колодца. Обеззараживание воды хлорированием - это, преимущественно, промышленный метод очистки. При самостоятельном применении реагента строго учитывают рекомендации производителей хлорсодержащих средств.

На станциях небольшой производительности для дезинфекции применяют жидкий хлор (спрос на него составляет 2 млн тонн в год) и хлорную известь. Промышленность производит хлор в таблетках, порошках, гранулах, в специальных баллонах для дезинфекции бассейнов и для очистки технической воды.

Технологии хлорирования в водоподготовке:

• предхлорирование - проводят до основных способов очистки;
• постхлорирование - выполняют на завершающем этапе при дезинфекции воды;
• двойное хлорирование - производится до и после основной водоочистки.

Дозировка хлора может быть нормальная (стандартная, расчетная), когда остаточный хлор не превышает допустимую норму, или превышенная (суперхлорирование, гиперхлорирование), что вполне обосновано при обнаружении в воде патогенно-опасных организмов. При комбинированном способе вместе с хлором применяют другие реагенты: серебро, аммиак.

В промышленности для обеззараживания воды часто применяют гипохлорит натрия. Это раствор натриевой соли и хлорноватистой кислоты. Сильный окислитель и дезинфектор. Действует на микроорганизмы также эффективно. NaClO относительно безопасен (безопаснее хлора), не требует особой осторожности при транспортировке, хранении, применении. Это вещество не подпадает под надзор экологических служб. Содержание активного хлора в нём не превышает 170-190 г/л. Для дезинфекции 1 литр NaClO разводят в 10 литрах воды.

Примечание

Для сравнения: затраты на обеспечение мер безопасности при транспортировке жидкого хлора превышают затраты на хлорирование.

Большую роль в обеззараживании воды играет диоксид хлора. ClO2 - также сильный окислитель и дезинфектор. При соблюдении мер осторожности считается безопасным для людей. Его применяют в медицине и пищевой промышленности. Диоксид хлора для обеззараживания воды считается более сильным дезинфектантом, чем хлор. Он не вступает в реакции с аммиаком и фенолами, не образует вредоносные канцерогены-тригалометаны и прочие опасные вещества. Окисляет железо и марганец, улучшает органолептические характеристики исходного водного раствора. Удаляет налет на внутренних стенках труб (биопленки). Его водоочистное действие проявляется довольно долго, что препятствует вторичному заражению. Обеззараживание питьевой воды диоксидом хлора снижает общие затраты на водоочистку.

Заключение

Обеззараживание воды хлором, гипохлоритом или диоксидом применяют в промышленных масштабах при водоочистке питьевой воды для населения и при подготовке воды для предприятий, производства, сельского хозяйства. Хлорирование сочетают с другими способами обезвреживания - УФ-стерилизацией, электролизом, воздействием ультразвука.

Хотя применение гипохлорита натрия и диоксидом хлора относительно безведно, но для обеззараживания воды при бытовой водоочистке намного безопаснее использовать безреагентные способы. Хорошие результаты дает облучение ультрафиолетовыми лампами или фильтрация на установках обратного осмоса.