Вопрос 120.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование и озонирование. Задача обеззараживания — уничтожение патогенных микроорганизмов, т. е. обеспечение эпидемической безопасности воды.

Россия была одной из первых стран, в которой хлорирование воды стало применяться на водопроводах. Произошло это в 1910 г. Однако на первом этапе хлорирование воды проводили только при вспышках водных эпидемий.

В настоящее время хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических мероприятий, сыгравших огромную роль в предупреждении водных эпидемий. Этому способствует доступность метода, его дешевизна и надежность обеззараживания, а также многовариантность, т. е. возможность обеззараживать воду на водопроводных станциях, передвижных установках, в колодце (при его загрязнении и ненадежности), на полевом стане, в бочке, ведре и во фляге.Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием.

Химизм происходящих процессов состоит в том, что при добавлении хлора к воде происходит его гидролиз: CI2+H2O HOCl+HCl т. е. образуются соляная и хлорноватистая кислота. Во всех гипотезах, объясняющих механизм бактерицидного действия хлора, хлорноватистой кислоте отводят центральное место. Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют хлорноватистой кислоте быстро пройти через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты (SH-группы;), важные для обмена веществ и процессов размножения клетки. Это подтверждено при электронной микроскопии: выявлено повреждение оболочки клетки, нарушение ее проницаемости и уменьшение объема клетки.

На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Используют, как правило, метод нормального хлорирования, т. е. метод хлорирования по хлорпотребности.

Имеет важное значение выбор дозы, обеспечивающий надежное обеззараживание. При обеззараживании воды хлор не только способствует гибели микроорганизмов, но и взаимодействует с органическими веществами воды и некоторыми солями. Все эти формы связывания хлора объединяются в понятие "хлорпоглощаемость воды".

В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода..." доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде содержалось 0,3-0,5 мг/л свободного остаточного хлора. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания.Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, назьвают хлорпотребностью.

Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа.

Модификации хлорирования: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй — как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.

Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты — хлора. При этом в воде образуются хлорамины — монохлорамины (NH2Cl) и дихлорамины (NHCl2), которые также обладают бактерицидным действием. Этот метод применяется для обеззараживания воды, содержащей фенолы, с целью предупреждения образования хлорфенолов. Даже в ничтожных концентрациях хлорфенолы придают воде аптечный запах и привкус. Хлорамины же, обладая более слабым окислительным потенциалом, не образуют с фенолами хлорфенолов. Скорость обеззараживания воды хлораминами меньше, чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч, а остаточный хлор равен 0,8-1,2 мг/л.

Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяет сократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получить надежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов: бактерий, вирусов, риккетсий Бернета, цист, дизентерийной амебы, туберкулеза и даже спор сибирской язвы. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникаетнеобходимость дехлорирования. С этой целью в воду добавляют гипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированного угля.

Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях.

К недостаткам метода хлорирования следует отнести:

сложность транспортировки и хранения жидкого хлора и его токсичность;

продолжительное время контакта воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами;

образование в воде хлорорганических соединений и диоксинов, небезразличных для организма;

изменение органолептических свойств воды.

И тем не менее высокая эффективность делает метод хлорирования самым распространенным в практике обеззараживания воды.

Оно и понятно, ведь обеззараживание воды хлором это самый дешевый, и вместе с этим, действенный способ. К тому же, благодаря современной технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия сегодня можно значительно уменьшить вредность воздействия данного метода на окружающую среду. Само собой, по сравнению с традиционным жидким хлором этот метод более дорогой, но зато куда более безопасный.

Йод.

ЙОД оказывает успокаивающее (седатив-ное) воздействие на нервную систему, обладает бактерицидными свойствами. Бактерицидное действие йода заключается в том, что его свободные молекулы непосредственно взаимодействуют с белком микробной, грибковой или вирусной клетки. Йод — обязательный компонент гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, где он и располагается. Недостаток йода приводит к болезни, называемой «зобом» (базедова болезнь), ослаблению иммунитета, уменьшению физических сил организма. При недостатке йода может наблюдаться образование излишних жировых запасов (поскольку йод является хорошим катализатором процессов окисления в организме).

Применение хлорной извести( хлорка)

Хлорка (научное название — хлорная известь) — химическое вещество состоящее из оксихлорида, двуосновной соли гипохлорита кальция и гидроокиси кальция. Хлорная известь представляет собой белый порошок с редкими комками и ярко выраженным резким запахом. Хлорка не растворяется в воде, но разлагается под воздействием влаги, света или высокой температуры.

Хлорка, купить которую сегодня можно в большинстве магазинов бытовой химии, находит применение во многих отраслях. Её часто используют в роли дезинфицирующего средства в медицине и быту. Хлорка оптом закупается химическими заводами для производства хлорпикрина и хлороформа, хлорная известь нужна и в текстильной промышленности, где ей отбеливают ткани.

Хлорная известь участвует в производстве бумаги — с её помощью окисляют будущую целлюлозу. Продажа хлорки неспроста осуществляется в огромных объёмах — слишком многие производственные процессы нуждаются в этом химическом веществе. Раствор хлорки используется для обеззараживания воды (в том числе и пищевой), для дегазации, хлорная известь отлично подходит для обработки территорий, прилегающих к хранилищам зерна.

«Куплю хлорку и всё продезинфицирую» — так часто решают хозяйки тех домов, где кто-то переболел каким-либо инфекционным заболеванием. И это правильное решение — медицинская хлорка отлично справляется со многими возбудителями заболеваний, среди которых такие опасные болезни как холера, сибирская язва или чума.

Где можно купить хлорку мы уже знаем — достаточно обратиться в любой магазин, занимающийся бытовой химией. А вот в каком виде купить хлорную известь? Обычно она продаётся в двух видах: сухая (порошок) и хлорка жидкая. Хлористая известь в сухом виде обычно расфасована в мешки и приобретается в оптовых объёмах для нужд производства или медицинского учреждения. Если вы покупаете хлорку для бытовых нужд, то, скорее всего, вам больше подойдёт Белизна — хлорка в жидком виде, которую уже не надо разводить, соблюдая пропорции.

Пользуясь хлорной известью, помните, что хлорка — это химическое соединение, которое обладает третьей степенью токсичности. Пользоваться хлоркой, равно как и хранить её, необходимо, соблюдая повышенные меры безопасности.

Хлорка сама по себе не огнеопасна, но, вступая в контакт с другими веществами органического происхождения, может вызвать их возгорание. Ёмкости, в которых хранится хлористая известь, могут при нагревании взорваться. Хлорка должна храниться в недоступных для детей прохладных местах, с вентиляцией и не должна подвергаться воздействию солнечных лучей.

Применение соляной кислоты.

Медицина

Составная часть желудочного сока; разведенную соляную кислоту ранее назначали внутрь главным образом при заболеваниях, связанных с недостаточной кислотностью желудочного сока.

Применение галогенидов.

Промышленное получение фтора основано на электролизе расплавов фторидов металлов. Хлор получают электролизом преимущественно водных растворов хлоридов. Бром и иод получают химическими методами.

Лабораторные способы получения основаны на окислении галогеноводородных кислот сильными окислителями (KMnO4, K2Cr2O7, KClO3, PbO2 и др.):

2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 +5Cl2? + 8H2O + 2KCl

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2? + 2H2O

Фтор и его соединения применяют в металлургии: флюорит (плавиковый шпат CaF2) в качестве флюса, криолит Na3[AlF6] в производстве алюминия. Многие активные металлы получают из фторидов с помощью магнийтермии (т.е. восстановления магнием). Соединения фтора применяются для разделения изотопов урана при обогащении ядерного топлива для атомной энергетики, в производстве пластмасс (например, тефлона), хладагентов (фреонов, например CF2Cl2). Растворимые фториды ядовиты.

Применение галогенов — простых веществ

Хлор применяется для обеззараживания (хлорирования) питьевой воды, получения хлорной извести CaOCl2, в производстве окислителей (гипохлоритов, хлоратов), соляной кислоты, полимеров (поливинилхлорид).

Бром — для получения многих органических соединений, лекарственных препаратов.

Иод — для получения высокочистых металлов (например, титана, циркония, гафния, ниобия и др.), при производстве ламп накаливания для увеличения срока их службы. В медицине применяют спиртовой раствор иода как дезинфицирующее средство, также иод входит в состав многих лекарственных препаратов.

Бромид и иодид серебра фоточувствительны, т.е. разлагаются под действием света, на этом свойстве основано их применение в фотографии.