Текст № 2. Проблеми використання водних ресурсів с.Г. Соловей, є.В. Бевзюк Полтавська державна аграрна академія

Водні ресурси не є синонімом суми природних вод. На різних етапах розвитку людського суспільства до цього поняття включались різні водні джерела. Водними ресурсами майбутнього, цілком імовірно стануть усі види природних вод на Землі, а можливо, і ті, що знаходяться за межами нашої планети – у космосі. В цілому на Землі, і зокрема, у високорозвинених державах спостерігається надзвичайно глибоке розуміння природних вод, які входять до поняття «водні ресурси».

Для нашої країни основні водні ресурси – поверхневі і значно менше підземні прісні води; у багатьох країнах у функції ресурсів використовують підземні прісні і солонуваті води, морські води, як у їх природному, так і в опрісненому вигляді. Природно, що з економічним і соціальним розвитком суспільства потреби у воді збільшуються. Ще до недавнього часу збільшення обсягу споживаних вод відбувалося стрімко. Але зараз простежується нова тенденція – витрачати воду більш економно. Це надзвичайно важлива прикмета нашого часу – як можна повніше, економніше витрачати природні ресурси, безсумнівно, не за рахунок погіршення умов життя населення і не на шкоду виробництву, а завдяки науково-технічному прогресу, більш досконалій технології.

Останнім часом у нашій країні, як і в усьому світі, загострилася проблема збереження високої якості природних вод. У багатьох випадках ми тепер змушені вважати положення цілком прийнятним, якщо природні прісні води зберігають (з позицій екологічних і санітарно-гігієнічних), тільки задовільну якість). Проте це дуже важлива сторона водозабезпечення, і необхідно заздалегідь розмірковувати над різними глобальними сторонами цієї проблеми. Наприклад, якщо ми будемо вважати, що в майбутньому ресурсами прісних вод можуть стати солоні води морів і океанів, крига Арктики і Антарктиди, то уже сьогодні необхідно ці води, які належать усім людям планети, охороняти від забруднення. Збереження вод чистими не може бути ефективним, якщо воно здійснюється у відриві від охорони атмосфери, ґрунтів, рослинних і тваринних форм життя.

Враховуючи усю важливість робіт з удосконалення очищення стічних вод, запровадження безвідходної і безводної технології, розвитку оборотного водопостачання слід зазначити, що цього недостатньо для забезпечити збереження навіть задовільної якості води. Необхідно іноді уже відновлювати природні властивості водних мас, їх спроможність до самоочищення.

Текст № 3. Вплив води на здоров’я людини с.О.Крюкова, м.О. Ніколенко Автомобільно-дорожній інститут Державного вищого навчального закладу «Донецький національний технічний університет»

Вода – найбільш поширена на нашій планеті речовина. Вона не має ні смаку, ні запаху, ні кольору, але з упевненістю можна сказати, що вода – це життя. Вода є основною частиною кожної клітини тіла, відіграє важливу роль практично в усіх біологічних процесах. Вода потрібна для підтримки правильного балансу в тканинах організму людини. Людина майже на 70% складається з води, а керуючий орган – мозок – на 75%. Коли в нашому тілі недостатньо води, то клітини починають відбирати її у крові. Кров забруднюється, наше серце починає працювати з великою напругою та організм знижує потік крові у менш життєво важливі частини тіла. Для забезпечення нормального обміну речовин кожна людина повинна споживати стільки рідини, скільки виділилося з організму.

Важливу роль в організмі людини мають регулятори водного обміну, наприклад, центральна нервова система, яка регулює споживання, розподілення та виділення води; антидіуретичний гормон (вазопресин), який впливає на виділення води нирками; альдостерон – гормон кори надниркових залоз, який регулює виділення води з організму шляхом зміни вмісту натрію в тканинах. Порушення функцій кожної з цих регуляторних систем може призвести до затримки води в організмі або зневожування (шляхом посиленого виділення води). На ступінь затримки води в різних тканинах значно впливає вміст в клітинах та позаклітинній рідині солей натрію та калію. Іони натрію_, калію та хлору є основними регуляторами осмотичного тиску крові, спинномозкової рідини, лімфи, та будь-які порушення в їх нормальних співвідношеннях викликають значні зміни в розподіленні води між щільними тканинами та рідинами організму.

В організмі людини завжди підтримується належна кислотно лужна рівновага. Дефіцит так званих критичних мінералів (кальцію) викликає зниження рН життєво важливих рідин організму. В нормальних умовах анаболічні рідини мають лужну реакцію, а відокремлювані відходи метаболізму - катаболічні рідини – мають кислу реакцію. При зниженні показника рН анаболічних рідин червоні кров'яні тільця – носії кисню – можуть функціонувати тільки на 5-10% від їх ємності по перенесенню кисню.

Вплив солевого вмісту питної води на здоров'я людини з давніх-давен привертав увагу дослідників. 3 питною водою навіть високо мінералізованою, людина рідко отримує більше 1-2 г мінеральних солей на добу, тоді як з тваринною їжею вона одержує щоденно 20 г, а з рослинною їжею - 70 г мінеральних солей. Несприятливо впливати на організм може лише вода з такою високою мінералізацією, що її вживання обмежується внаслідок незадовільної органолептичної якості. Це зумовлює прагнення обмежити допустиму жорсткість та мінералізацію питної води.

Існують 5 основних типів забруднень води, що загрожують здоров’ю: мікроорганізми, неорганічні матеріали та метали, органічні та хімічні речовини, радіоактивні речовини. Найбільш небезпечними речовинами є діоксани, які визнані в усьому світі як абсолютна отрута. При надходженні діоксанів у живий організм уражається система керування життєвими функціями організмів, пригнічується імунна система. Ця канцерогенна речовина збільшує ризик виникнення ракових захворювань та може сильно нашкодити ниркам та печінці. Утворення діоксанів виникає у процесі очищення води. При знезаражуванні питної води методом хлорування, при наявності у воді фенолів, а також гумінових та фульвокислот створюються умови виникнення небезпечно великих концентрацій дібензофуранів (діоксанів).

За прийнятими нормами якості питної води регламентується загальна жорсткість води, що зумовлена всіма сполуками кальцію та магнію. Незалежно від того, з якими аніонами пов’язані катіони кальцію та магнію; вона повинна бути 2-7 мг екв/л, однак у космічних польотах використовують воду, вміст солі якої менший за 0,05 мг/л та жорсткість становить декілька мікрограм еквівалентів.

Використання води збільшеної жорсткості в гігієнічних цілях в цьому випадку може призвести до випадіння солей у нирках, а також до погіршення якості шкіри (сухість, лущення), а можливо, і до алергічних реакцій.

Для зменшення жорсткості води використовують її пом'якшення, тобто повне або часткове видалення з води катіонів Са++ та Мg++. Пом'якшення води здійснюється так званим реагентним методом, методом іонного обміну та термічним. Бікарбонатні солі Са(НСОз)2 та Мg(НСОз)2 видаляють з води вапнуванням, солі постійної жорсткості – содово-вапняковим методом. Використання також Н-катіонування, при якому поряд з можливим зниженням жорсткості одночасно відбувається зниження солевмісту. Пом'якшена вода виключає причину появи більшості коричневих плям та плівок на поверхнях скла та сталі. Окрім цього, така вода дозволяє уникнути накипоутворення та назавжди вирішує проблему чистої шкіри.

Зниження загального солевмісту води також може бути досягнуто за допомогою послідовного пропускання води через водород-катіонітні та аніонітні фільтри або за рахунок зворотно-осмотичних установок. Зворотно-осмотична технологія знесолення не потребує використання будь-яких реагентів та відносно проста в обслуговуванні, що дозволило їй знайти широке використання навіть у домашніх умовах. Вода після зворотного осмосу стає бактеріостатичною.

Вода, що використовується для приготування їжі та пиття, повинна бути бактеріологічно безпечною. Склад природних вод залежить від умов їх утворення та накопичення. Будь-яка питна вода, яка надходить з водопровідного крану, становить загрозу здоров'ю тією чи іншою мірою. Джерелами забруднень можуть бути хімічні речовини, що використовуються для очищення води, порушення технологій та недосконалість самого процесу очищення водопровідної води. Кількість видів забруднень, на наявність яких перевіряється вода в комунальних системах водопостачання, дуже мала порівняно з тією кількістю, яка може знаходитись у питній воді в дійсності.

Покращення якості води поверхневих водних джерел, як правило, полягає у ліквідації домішок, які знижують її органолептичні якості, та у повному знешкодженні хвороботворних бактерій. Для зменшення цвітіння води в окремих випадках використовують метод перехлорування, для боротьби з запахом води – коагуляцію у сполученні з фільтрацією води через активоване вугілля.

Таким чином, від хімічного складу води значною мірою залежить здоров'я людини. Медичними дослідженнями встановлено, що тала вода сприятлива для організму людини, оскільки значно знижує рівень холестерину в крові, покращує обмін речовин, має охолоджувальні властивості.

Текст № 4. Використання енергії сонця - шлях заощадження природних ресурсів

О.В. Кутовий, В.О. Кутовий

Автомобільно-дорожній інститут Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет"

Енергозбереження визначено сьогодні одним із пріоритетних напрямків держав­ної політики України і має реалізовуватися як довгострокова та чітко спланована прог­рама дій. При цьому, комплексне вирішення проблеми енергозбереження - один із най­більш імовірних для нашої держави шляхів успішного подолання економічної та енергетичної криз, входження на рівних в сім'ю високо розвинутих країн світу. Успішне розв'язання цієї проблеми дозволить нашій країні різко зменшити залежність її еконо­міки від імпорту енергоресурсів, вивести з експлуатації цілу низку існуючих генеруючих потужностей, провести технологічне переозброєння енергоємних галузей та струк­турну перебудову господарських комплексів, сформувати оптимальні рівні самоенергозабезпечення окремих регіонів та галузей, створити вітчизняну галузь з випуску конкурентоспроможного енергозберігаючого обладнання, суттєво зменшити вплив техногенних факторів на навколишнє середовище, забезпечити соціально-побутові потре­би кожного громадянина нашої держави.

День, коли природні запаси органічного палива на нашій планеті вичерпаються, на жаль, вже не за горами. Саме життя скоро примусить раціонально використовувати газ, вугілля, нафту і впроваджувати нові, альтернативні джерела енергії. Це дозволить не тільки різко зменшити екологічну шкоду довкіллю, від якої вже зараз наша планета стогне, а й розв'язати, хоча б частково, енергетичні проблеми. Те, що сьогодні комусь бачиться фантастичним, завтра може стати звичним. Сьогодні енергозберігаюча полі­тика України повинна розглядатись як низка дій, що відповідають загальнонаціональ­ним інтересам: забезпеченню життєздатності економіки, охороні навколишнього при­родного середовища, стратегії безпеки. Звичайно, відразу повністю замінити органічне паливо і втамувати енергетичний голод за рахунок тільки альтернативних джерел енер­гії не вдасться. Але його можна значно заощадити і при цьому можна, теж значно, зме­ншити кількість шкідливих викидів у навколишнє середовище.

Для Донецького регіону найбільш перспективними є такі альтернативні види ене­ргії, як енергія сонця і вітру. Горлівське підприємство "Соляр" за кілька років своєї ро­боти накопичило вже певний досвід виготовлення і впровадження сонячних устано­вок як на промислових підприємствах (в тому числі таких відомих, як "Трансаміак"), так і у приватному секторі. Ці установки за цей час показали свою ефективність і заре­комендували себе простими і надійними в експлуатації. Використовуються вони най­частіше для виробництва низько- потенційного тепла для комунально-побутового водо- і теплопостачання. За конструкцією вони являють собою так звані сонячні трубчасті колектори, що поєднані системою трубопроводів з теплообмінником у вигляді бака-акумулятора. Селективне скляне покриття, що використовується в такому колекторі, порівняно зі звичайним склом дозволяє із значно більшою ефективністю використову­вати сонячну енергію для нагрівання води. Досвід використання сонячної енергії, накопичений за кордоном, де цьому питанню приділяється незрівнянно більше уваги, ніж у нашій країні, свідчить, що потенційні можливості енергетики, заснованої на викори­станні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно великі. Використанні усього лише 0,0125% цієї кількості енергії Сонця могло б забезпечити всі сьогоднішні потреби світової енергетики.

Звичайно, широке впровадження сонячних установок потребує великих капітало­вкладень. Але саме життя скоро примусить людство піти на ці витрати, оскільки соняч­на енергія, на відміну від традиційних видів енергії, практично невичерпна. В Швеції, Данії та інших країнах світу на сьогоднішній день накопичено великий позитивний до­свід експлуатації сонячних установок. Новітні потужні і досконалі установки продемо­нстрували, що газ і сонце, як основні джерела енергії найближчого майбутнього, здатні ефективно доповнювати один одного. Тому не випадковий висновок, що в якості парт­нера сонячної енергії повинні виступати різні види рідкого чи газоподібного палива. Не зважаючи на те, що ці країни знаходяться в значно гірших, ніж Донбас, широтно-кліма­тичних умовах, Швеція, Данія і багато інших країн вважають пріоритетним подальший розвиток сонячної енергетики. При цьому сонячні установки, зазвичай, монтуються на дахах і фасадах будинків і перетворюють сонячну енергію не тільки на тепло, а ще й на електричну енергію. Одна геліоустановка на кремнієвих фотоперетворювачах, найчас­тіше потужністю 2-3 кВт, займає приблизно 20-30 квадратних метрів. За рік вона здат­на виробити приблизно 2000 кВт/год. електроенергії, що достатньо для забезпечення побутових потреб середнього будинку і навіть зарядки бортових акумуляторів електро­мобіля. Денний надлишок енергії в літню пору направляють в електричну мережу зага­льного користування. Взимку ж, особливо в нічні години, енергія може бути безкошто­вно повернута власнику сонячної установки. Великі фірми монтують на дахах вироб­ничих корпусів сонячні установки потужністю понад 300 кВт. Одна така станція може задовільнити потреби підприємства в енергії на 50-70%. Досвід експлуатації сонячних уста­новок свідчить, що Сонце вже може забезпечити енерговимоги, щонайменше, усіх жи­тлових будинків у країні. Сонячні установки, розташовані на дахах і стінах будинків, на шумозахисних огородженнях доріг, на транспортних І промислових спорудженнях не вимагають для розміщення дорогої сільськогосподарської чи міської території.

Найбільш доцільним, на наш погляд, є використання так званого сезонного аку­мулятора тепла. При цьому сонячні колектори, розташовані на даху житлового будин­ку нагрівають воду, яка використовується в якості теплоносія. Вода направляється в акумулятор під землею у вигляді траншеї Так, заповнена водою траншея, яка має дов­жину 50 метрів, глибину 3 метри і ширину 1,2 метри, дозволяє акумулювати щорічно 35 МВт/год. тепла за рік, а встановлений кіловат енергії обходиться приблизно в 350 доларів. Зарядка та розрядка здійснюється за допомогою системи поліетиленових труб, по яких циркулює вода, нагріта в сонячних колекторах. Ґрунтові акумулятори мо­жна будувати скрізь, тому вони розповсюджені досить широко. Вони можуть складати­ся з розташованих прямо у землі вертикальних або горизонтальних систем труб. Опти­мальними розмірами бака-акумулятора вважаються такі, коли на 1 кв. м, корисної площі будинку, що обігрівається, припадає 3-8 куб. метри водяного бака-акумулятора.

Дуже перспективним бачиться застосування в сонячній установці в якості акуму­лятора тепла так званого " сонячного ставка ", в якому акумулятор суміщений із сонячним колектором. Це неглибока ( 1-2 метри ) водойма, заповнена солоною водою, кон­центрація солі в якій росте з глибиною. Змінення концентрації підбирається таким чи­ном, щоб у нижніх шарах щільність води була більшою, ніж у верхніх, навіть за умови, що температура води у нижніх шарах буде вищою, ніж у верхніх. Таким чином, конвективне перемішування води у сонячному ставку повністю відсутнє. Це дозволяє різко зменшити витрати тепла і отримати у придонній зоні температуру до 80...90 градусів.