bj

зелень, ягоди і фрукти також промивають проточною водою. М’ясо

ірибу миють, з риби видаляють луску і нутрощі.

Зковбасних виробів знімають оболонку, із сиру – шар парафіну. Підготовленіпродуктиподрібнюютьзадопомогоюм’ясорубки,тертушки, кавомолки тощо. Харчову зелень, траву, сіно та ін. подрібнюють ножем в емальованій кюветі.

Вимірювання радіаційного фону здійснюють у порожній, чистій (продезінфікованій) чашечці-коритці, або ж її можна наповнити дистильованоюводою.

Фонвимірюютьпередпочаткомдослідженняпробматеріалуіпісля йогозакінчення.Якщожпроббагатоівимірюванняпровадятьтривалий час, то повторні (проміжні) виміри фону провадять через кожні 2 год роботи.Потімусівимірифонупідсумовуютьівизначаютьйогосереднє значення,якейвикористовуютьприрозрахункахактивностіматеріалу, що досліджується.

Длявимірюванняпробматеріалу,щодосліджується,підготовлену додослідженняпробувставляютьусвинцевийконтейнерівтакихсамих умовах,вякихвимірювавсяфон(однаковавідстаньвідлічильникаі час вимірювання), вимірюють її. На радіометрі та інших приладах, як правило,проводятьодинвимірпробипротягом1 000 сабодвавиміри до100 с,аботри–по10 сіздвохбільшблизькихзначеньобчислюють середнє.

Правильне наповнення матеріалом проби чашечки, кювети або коритця дозволяє потім автоматично перенести отримані значення питомоїактивностіпробидокілограмамасиаболітраоб’ємуматеріалу, що досліджується, без додаткових зважувань і перерахунків. Це передбачено конструкцією приладу. Ось чому важливо стежити за правильним наповненням ємності, що вимірюється, і не допускати недолиття (або недосипання) матеріалу проби, так само, як і переповнення.

Професійні радіометри не вимірюють безпосередньо радіоактивністьматеріалупроби,щодосліджується,авизначаютьїїпропорційну величинуN(швидкістьрахункуімпульсів,щофіксуютьсялічильником приладу за одиницю часу).

ВІДНОСНА БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ (ВБА) – коефіцієнт,

зякимпорівнюютьефектрізнихвидіввипромінювання.

61

ВІДХОДИ – непотрібні хімічні речовини, які утворилися під час виготовлення будь-якого продукту, а також частина енергії, що загубилась у ході її отримання. За оцінками спеціалістів, тільки 2% використаної сировини і енергії йде наотримання корисної продукції, інші 98% – перетворюються на відходи. На кожного мешканця Землі добуваєтьсяабовирощуєтьсящорічно20 тсировини,ізякоїтільки2% витрачаєтьсяна прямеспоживання.Ізцих2%протягомроку1%також перетворюється у відходи.

ВІДХОДИ ВИРОБНИЦТВА (ПРОМИСЛОВОСТІ) – рештки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, які утворилися в процесі виробництва продукції або виконання робіт і втратили повністю або частково початкові споживчі властивості.

ВІДХОДИ РАДІОАКТИВНІ РІДКІ – утворюються при отри-

манні атомної енергії на АЕС, а також як шахтні та дренажні води під часдобуванняурановоїруди.Концентрованірідкірадіоактивнівідходи ізолюють від біосфери шляхом зберігання у спеціальних ємностях, затвердіння та наступного поховання.

ВІДХОДИ РАДІОАКТИВНІ ТВЕРДІ – утворюються на всіх ста-

діяхдобуванняурановоїруди,їїпереробки,збагаченняіотриманняатомної енергіїнаАЕС.Похованнявідбуваєтьсянасушііуморськихзападинах.

ВІЙНА ЕКОЛОГІЧНА – військові дії, навмисно спрямовані на порушенняприродногосередовища(екологічнихсистем).

ВІЛЬСОНАКАМЕРА–прилад дляреєстрації треківзаряджених частинок. Дія камери Вільсона ґрунтується на властивостях іонів ставатицентрамиконденсаціївперенасиченійпарі.Розробленау1912 р. ЧарльзомВільсоном(англійськимфізиком)вонавідігралаважливуроль увивченнібудовиречовиниівластивостейелементарнихчастинок.За їїдопомогоюбуливідкритіпозитрон,мезони,гіперони.

ВІРУСИ – паразитичні живі організми доклітинної будови, які виокремленіяк самостійнийвидживихорганізмів.Характеризуються внутрішньоклітинним паразитизмом. За вмістом одного з двох типів нуклеїнових кислот віруси ділять на РНК-геномні (містять рибонуклеїнову кислоту) та ДНК-геномні (містять дезоксирибонуклеїнову кислоту).Упростихвірусіврозрізняютьдваморфологічнікомпоненти: капсид (білкова оболонка) і внутрішній вміст (нуклеїнова кислота). Складні віруси мають також зовнішні оболонки і хвостові відростки.

62

Форми вірусів різноманітні: прямокутні, округлі, ниткоподібні та ін. Розмноженнявірусів–складнийпроцесформуваннязрілихчастинок– віріонівізокремосинтезованихнуклеїновихкислоттабілку.

ВНУТРІШНЄ ОПРОМІНЕННЯ – опромінення організму іонізуючою радіацією внаслідок розпаду інкорпорованих в органах і тканинахрадіоактивнихізотопів.Внутрішнєопроміненняможебути довгим, у той час як пряма дія зовнішніх джерел випромінювання на організмзупиняєтьсязвиведеннямлюдини ізполяїхдії.

Небезпека, яка створюється радіонуклідами всередині організму, значно більша, ніж небезпека від зовнішнього джерела, оскільки: по-перше, організм опромінюється безперервно, доки радіонуклід не будеізньоговиведенийабодокинепройдейогорозпаддонешкідливого рівня; по-друге, часто буває неможливо прискорити виведення радіо- нуклідівізорганізму;по-третє,атомирадіонуклідів,щорозпадаються, випромінюють всередині тканини бета-частинки, а іноді й альфачастинки з малою довжиною пробігу, передаючи всю свою енергію живим клітинам, які можуть бути частиною критичного органа. Критичнимєорганбіологічноїсистеми,уякомудіяпевногоопромінення або введення цього радіоактивного нукліда спричиняє найтяжкіші наслідки;по-четверте,частобуваєнеможливовизначитивсюнебезпеку внутрішньогоопромінення,оскількиточневимірюваннярадіоактивності ворганізмінерідковиходитьзамежіаналітичнихметодик.Важкоточно вимірятиірозповсюдженнярадіонуклідівурізнихорганахітканинах.

ВОДА – оксид гідрогену, у звичайних умовах рідина без кольору,

без запаху і смаку, густина 1 000 кг/м3 (при Т = 3,98 °С), tплав = 0 °С, tкип = 100°C.Єосновноюскладовоюгідросфери,всіхживихорганізмів,

входить до складу окремих мінералів, ґрунту та повітря. Питома електропровідність води при 18 °C – 4,3·10 Ом-1см-1. Діелектрична проникність при 0 °C – 83,3, при 18°C – 81,0. Теплопровідність води – 0,00143 кал·см-1·с-1·град-1.Длягідрогенувідомотриізотопи: протій1Н

змасою1,007822 у.о.,дейтерій2Н(Д)змасою2,0141 у.о.ітритій3Н (Т)

змасою 3,017001 у.о. Вміст Д у природній суміші ізотопів гідрогену 0,014–0,015 %. Для оксигену відомі також три ізотопи з масовими

числами: 16, 17, 18. Вода, що відповідає хімічній формулі D2О16 м; D2О17 м; D2О18 м, називається важкою водою, а вода Т2О – надважкою. Важка вода вилучається під час тривалого електролізу

63

природної води. Вона важко піддається електролізному розкладу і залишаєтьсяуванні,оскількишвидкістьвтратизарядуіонадейтерію у декілька разів менша, ніж у іона протію. Усі живі істоти планети на 50–80% складаються з води.

Особливівластивостіводи:

–принагріваннівід0°Cдо4°Cоб’ємводинезбільшується,а зменшується і максимальна густина її досягається не в точці замерзання

(0 °C), а при 3,98 °C;

–під час замерзання розширюється, а не стискається, як усі інші тіла; густина її зменшується;

–температуразамерзанняводизі збільшеннямтискузнижується,

ане підвищується;

–питома теплоємність води надзвичайно велика порівняно з питомоютеплоємністюіншихтіл;

–внаслідок високої діелектричної проникності вода має сильну розчиннуі дисоціюючуздатність;

–має найбільший поверхневий натяг з усіх рідин – 75 ерг·см-2. Особливі властивості води зумовлені водневим типом зв’язку між молекулами.

ВОДА ВАЖКА– ізотопний різновид води, в якій один або обидва атоми звичайного гідрогену 1Н заміщені його важким ізотопом 2Н – дейтерієм(Д)або3Н–тритієм(Т).Важкаводагіршезвичайноїрозчиняє більшість речовин, уповільнює хімічні реакції та біохімічні процеси. Застосовують як уповільнювач нейтронів у ядерних реакторах і т. ін. Засвоїмивластивостямиважкаводапомітновідрізняєтьсявідзвичайної. Вона замерзає при 3,8 °C, кипить при 101,4 °C, густина її 1,1059 (при 20 °C). Максимальну густину важка вода має при плюс 11°C.

Надважка вода Т2О має температуру кипіння 104 °C, густину 1,33. ВОДАПИТНА–вода,щоподаєтьсяцентралізованимисистемами

водопостачання. Питна вода має відповідати Державному стандарту 2874–82 «Вода питна». За мікробіологічними показниками число бактерій групи кишкової палички в 1 дм3 питної води (колі-індекс) не повинно перевищувати 3. Водневий показник рН = 6,0–9,0. Сполук алюмінію в питній воді має бути не більше 0,5 мг/дм3, берилію – не більше 0,0002 мг/дм3, нормується також жорсткість і вміст інших хімічних елементів загальним числом близько 20.

64

ВОДИ МІНЕРАЛІЗОВАНІ – води, що вміщують у великій кількості мінеральні речовини. Розрізняють слабомінералізовані води з концентрацією 0,55 г/л солей, середньомінералізовані (5–30 г/л), сильномінералізовані(більше30 г/л).

ВОДИ ПРІСНІ – води із вмістом розчинених солей до 1 г/л. ВОДИ СОЛОНІ –води слабосолоні (із вмістомрозчинених солей

від3до10 г/л),солоні (від 10до50 г/л),розсільні (більше50 г/л). ВОДИ СТІЧНІ – 1) води, які були у виробничо-побутовому або

сільськогосподарськомувикористанні,та такі, щопройшличерезякунебудь забруднену територію, у тому числі населеного пункту (промислові,сільськогосподарські,комунально-побутові,зливнітаінші стоки); 2) води, які відводяться після використання в побутовій і виробничійдіяльностілюдини.

ВОДНЕВИЙ ПОКАЗНИК – величина, що характеризує активність або концентрацію іонів гідрогену у розчинах. Водневий показникрН=–lg[Н+],де[Н+]–рівноваговаконцентраціяіонівгідрогену. ДляводитанейтральногосередовищарН = 7,урозчинахкислотрН < 7, урозчинілугурН > 7.Водневийпоказниквикористовуютьдляконтролю багатьоххімічнихтабіохімічнихпроцесів.

ВОДОВІДДАЧА–властивістьгірськихпорідтаґрунтів,насичених водою, віддавати певну кількість її шляхом вільного стоку; важливий показникпригідрологічнихрозрахунках.

ВОДОДІЛ – межа між басейнами суміжних систем води. Розрізняютьповерхневийіпідземнийвододіл.Лінія,щоподіляєстікводипо протилежних схилах, називається водороздільною. Вододіл обмежує водозбір.

ВОДОЗБІР – ділянка земної поверхні, з якої вода стікає в річку, озеро. Розрізняють поверхневий і підземний водозбір, обмежений вододілом.

ВОДООЧИЩЕННЯ–очищенняводи,щопотрапляєізприродних джерел у водопровідну мережу. При виборі методу обробки вод необхідно враховувати фазовий і дисперсний стан забруднюючих речовин. Усі домішки води можна умовно розділити на п’ять груп.

Перша група речовин являє собою нерозчинні у воді зависі. Це глинистіречовини,дрібнийпісок,продуктикорозіїувиглядінерозчинних оксидівігідрооксидів,деякіорганічніречовини,наприклад,подрібнені

65

фільтруючі матеріализрозміромчастинок віддекількохміліметрівдо 10-4 мм. Для видалення забруднюючих речовин цієї групи використо- вуютьсяфізико-хімічніпроцеси,заснованінавідстоюванні,фільтрації, центрифугуваннітощо.

Друга група речовин об’єднує домішки, що знаходяться в колоїдному стані (з розміром частинок від 10-4 – 10-6 мм). До речовин цієї групи належать розчинні у воді, наприклад, мінерально-органічні частинки ґрунту. Для видалення забруднюючих речовин цієї групи використовуютьсяфізико-хімічніпроцеси,заснованінафільтраціїчерез неорганічнісорбенти,коагуляції.

Третягрупа–цемолекули,розчинніуводі:мінеральнімасла,деякі органічнікислоти,атакожрозчиненігази.Длявидаленнязабруднюючих речовинцієїгрупивикористовуютьсяфізико-хімічніпроцеси,засновані навідкачуваннімінеральнихмасел,нафтопродуктівзповерхніводи,на зворотномуосмосі,термічнійдегазаціїтощо.

Четвертагрупавключаєелектроліти.Це,якправило,різнірозчинені уводісолі,рідшізакислотуіоснову.Очищенняводивіднихзасноване на фізико-хімічних принципах, а саме: адсорбції; випаровуванні води

зконцентруванням домішок у сухому залишку (дистиляція); перетворення іонів у малорозчинні сполуки (співосадження), з подальшим видаленням з розчину; іонообмінних реакціях, що відбуваються на поверхні твердих іонообмінних матеріалів. Останнім часом для видалення солей застосовують також методи зворотного осмосу, виморожування.

П’ятагрупавключаєвіруситаіншімікроорганізми.Очищенняводи віднихзаснованенахлоруванні,озонуванні,введенні іоніваргентуму (олігодинамія),наультрафіолетовомувипромінюванні,ультразвуковій обробцітаіншихспособах.

Сорбція – явище поглинання однією речовиною іншої речовини. Цей процес відіграє велику роль у системах із дуже розвиненою поверхнеюподілу.Наприклад,деревневугілляпоглинаєхімічніречовини

зрозчинів.

Поглинанняоднієїречовиниіншим(поглиначем)можевідбуватися тількинаповерхніпоглиначаабопоширюватисяповсьомуйогооб’єму. Процес поглинання речовини тільки на поверхневому шарі поглинача називається адсорбцією або поверхневим поглинанням. Сорбція, що

66

відбувається в усьому об’ємі поглинача, називається абсорбцією або об’ємнимпоглинанням.

Адсорбційна здатність речовин пов’язана з тим, що їхній поверхневий шар має надлишок вільної енергії внаслідок неврівноваженості сил, що діють на молекули поверхневого шару. Адсорбуюча речовина поглинає інші речовини з розчину за рахунок того, що молекули забруднювачів води вступають у фізико-хімічні зв’язки з поверхнею поглинача.

При адсорбції речовина, що поглинається, називається адсорбтивом, а що поглинає – адсорбентом. Чим більша поверхня адсорбенту, тимбільшакількістьречовини,якувінпоглинає.Адсорбентамиможуть бути речовини із сильно розвиненою поверхнею: активоване вугілля, деякі високомолекулярні смоли, силікагель, алюмосилікати та ін. Активоване вугілля – дрібнопористий порошкоподібний продукт обвуглювання деревини, шкаралупи фруктових кісточок. Характеризується високими адсорбційними властивостями.

Співосадженням називається введення адсорбентів та подальше їх осадження разом із забруднювачами. Наприклад, у воду вводять глинистий порошок, який осаджується та поглинає з розчину інші електроліти.

Коагуляцією називається укрупнення колоїдних або грубо дисперсних частинок внаслідок їх злипання між собою, під дією молекулярнихсилзчеплення.Приобробленніводиметодомкоагуляції до неї приєднуються спеціальні хімічні сполуки, які прискорюють осаджування забруднювачів. Метод коагуляції солями алюмінію та феруму широко застосовується при обробленні природної води. Коагулянтизабезпечуютьбільшповнеташвидке осадженнязважених і колоїдних частинок, що містяться у воді.

Фільтрація води застосовується для очищення води від зважених частинок. У цьому методі використовується рух води через шар зернистого матеріалу, металеві сіточки або тканини. Очищення води методом фільтрації зумовлене, з одного боку, адгезією зважених частинок на поверхні матеріалу зернистого шару, а з іншого – механічним затриманням зависі у порах фільтруючого матеріалу.

Розрізняють два режими фільтрації: повільний і швидкий.

Для повільної фільтрації характерні надто низькі швидкості,

67

а значить, дуже великі площі фільтрації, що вимірюються тисячами квадратнихметрів.Приповільномупросочуванніводичерезшарпіску або ґрунту в самому верхньому шарі товщиною декілька сантиметрів на поверхні піщинок утворюється тонка мулка плівка, що складається

збіологічноїмаси–продуктівжиттєдіяльностімікроорганізмів.Цяплівка виконуєосновнуфункціюочищенняводивідорганічнихірадіоактивних забруднень.Очищенняздійснюєтьсязарахунокякпростогофільтруваннязваженихчастинок,такісорбції,ібіологічногопоглинаннярозчинених домішок.

Очищення методом швидкої фільтрації здійснюється за рахунок пропущення води під тиском, що створюється зовнішнім джерелом (насосом),черезшаргрубозернистого(насипніфільтри)абопорошкоподібного (намивні фільтри) фільтруючого матеріалу. Для видалення забрудненьфільтрувальнийматеріалпромиваєтьсяструмомводизнизу вгору. Частинки забруднень і подрібнені частинки фільтрувальних матеріалів, що відмиваються з поверхні зерен, видаляються разом із водою. Для підвищення ефективності промивання і зниження витрат промивноїводипроводитьсярозпушуванняфільтрувальногоматеріалу стислим повітрям.

Метод зворотного осмотичного опріснення води – фільтрація розчинупідтискомчерезмембрану,якаєбар’єромдлябактерійівірусів, механічних частинок, електролітів (саме слово осмос переводиться

згрецької мови як поштовх, тиск). Можливість користуватися зворотним осмотичнимметодом опріснення води надалисучасні технології, якидозволилиотриматиякісноновінапівпроникніосмотичнімембрани

зацетату целюлози.

Найбільш спрощено процес зворотного осмосу можна порівняти з принципомроботирешета.Узв’язкузтим,щорозмірипору мембранах не перевищують 0,0005 мкм, то для більшості небезпечних для здоров’ялюдинибактерій(розмірамибільш0,2 мкм)івірусів(розмірами не менш 0,02 мкм) мембрана є бар’єром. Напівпроникні мембрани, володіючигарнимиплівкоутворювальнимивластивостями,характеризуються високою проникністю для води, розчинених газів, і водночас їхпроникністьдлябільшостіводорозчиннихречовинукрайнизька.При цьому енергетичні витрати на здійснення переносу розчинника через

68

мембрану для зворотного осмосу в кількісному відношенні найнижчі з усіх відомих методів очищення води.

Слід також зазначити, що зворотний осмос забезпечує набагато більш високий ступінь очищення, ніж більшість традиційних методів фільтрації,заснованихнафільтраціїмеханічнихчастинокіадсорбціїряду речовин за допомогою активованого вугілля і т. ін.

Дляпоясненняроботизворотнихосмотичнихмембранбуловисунуто кількагіпотез.Згіднозтакзваноюгіпотезоюгіперфільтрації,умембрані існуютьпори,щопропускаютьмолекуливоди,іприцьомувонимізерно малі, щоб пропускати через себе іони розчинених у воді солей. Запропонована модель дозволила пояснити багато закономірностей у роботі зворотних осмотичних мембран.

Найважливішими вимогами до зворотних осмотичних мембран

єтакі: достатня стійкість до високих тисків; високе значення проникностітависокийкоефіцієнтзатримуваннязабруднювачівводи;хімічна стійкість.

Найрозповсюдженішимитипамимембранєацетатнітаполіамідні мембранианізотропноїструктури.Насьогоднітехнічніхарактеристики ацетатцелюлозної мембрани перевищують показники поліамідної мембрани.

Усі методи,які використовуються дляексплуатаційного очищення мембран,можнарозділитинадвікатегорії:фізичнітахімічні.Допершої групи належить метод, заснований на фізичних процесах – зворотне промивання.

Хімічний метод заснований на використанні реактивів, здатних зруйнувати осади, що утворилися на мембранах. Головним недоліком зворотногоосмосуєнеобхідністьвисокоготискудляпроходженняводи крізь мембрану. Недоліком цього методу є необхідність забезпечення високого тиску води на мембрану, що потребує спеціального обладнання.

Одним з ефективних фізико-хімічних методів пом’якшення води

єіонообмінний метод, в основі якого є іонообмінна сорбція. В іонообмінному методі використовується властивість деяких речовин, названихіонітами.Вониобмінюютьіони,щовходятьдоїхньогоскладу, наіони,щонаявніуводі.Іоніти,щообмінюютьсвоїкатіонинакатіони

69

солей, називають катіонітами. Аніонітами називають іоніти, що обмінюютьвласніаніонинааніонисолей,щонаявніуводі.

Для очищення води застосовують спочатку катіоніти, а потім аніоніти. Катіоніти являють собою іонообмінні синтетичні смоли, що містять у своєму складі рухливий катіон водню Н+ або ОН-. Суть катіонного обмінуполягає в обміні іона Н+ катіоніту (умовнаформула катіонітуН2R)наіоникальціюімагнію,щомістятьсяуводі,засхемою:

Н2R + Са(НСО3)2 = СаR + 2Н2О + 2СО2 ;

Н2R + МgSО4 = МgR+ Н2SО4,

де R–складний, умовнодвовалентний аніонсинтетичної смоли.

Урезультатітакогометодупом’якшенняуводі будезбільшуватися концентраціяіонівводнюН+.Уцьомуможнапереконатися,порівнявши величиниводневогопоказника рНводи допропущеннячерезкатіоніт і післяпропущення.Даліводапроходитькрізьаніоніттазамістьаніонів солейуводнийрозчинпереходятьаніониОН-,якіперетворюютьрозчин з кислого на нейтральний з рН 7–8 за схемою, наприклад,

Н2SО4 + 2R ОН- = R2 SО4 + 2Н+ + 2ОН-.

Нагадаємо, що водневий показник рН – це негативний логарифм концентраціїводневихіонів

рН = –lg [Н+].

ВеличинарНслужитьдляхарактеристикикислотностічилужності розчинів. Залежно від концентрації водневих іонів розрізняють середовища:кислі,нейтральніталужні.

Визначити характер середовища дозволяє величина КВ, названа іоннимдобуткомводи,щоявляєсобоюдобутокконцентраційіонівводню ігідроксид-іонів

КВ = [Н+] [ОН-].

КВпризаданійтемпературі євеличиноюпостійною.

При 22 °C КВ = 10-14, тому, знаючи вміст у розчині одного з іонів, можназнайтиконцентраціюіншого.

Наприклад,[ОН-]=10-5,отже,концентраціяіонівводнюдорівнює

[Н+] = 10-14/10-5 = 10-9 г-іон/л, рН = -lg10-9 = 9.

70