Приложения
Водата – жизнена необходимост или опасност за здравето на човека.
Човек изпива 90% от своите болести.
Луи Пастьор.

По данни на Световната здравна организация през изминалите 15 години 140 млн. човека или 16 % от населението на Европа и Централна Азия нямат възможност да ползват качествена питейна вода. В това е трудно да се повярва, но липсата на достъп до качествена питейна вода е основната причина за инфекциозни заболявания. По данни на Роберто Бертолини от Световната здравна организация, през 2006 г. са зарегистрирани 170 000 случая на заболявания предизвикани от некачествена питейна вода, такива като хепатит, тиф и дезинтерия. Годишно от стомашно-чревни разстройства и инфекции умират 13 500 деца или 3637 деца в ден.

Един от най-актуалните проблеми на XXI век си остава проблема с качеството на питейната вода. Трудно е с това да не се съгласим като знаем, че ежедневната потребност на човешкия организъм е 1,5 литра вода в ден и че водата е основна съставляваща на човешкия организъм.

На Земята като цяло са останали много малко надземни водни източници от които може да се пие вода без пречистване. А в много райони подземните водоизточници също не отговарят на хигиенните изисквания.

На редица световни форуми се потвърждава тенденцията за глобално екологическо замърсяване на водните източници. Съществуващото положение с обезпечаване на населението с качествена питейна вода в много страни, включително и в България, се явява основен социален, политически, географски и екологичен проблем.

Водоемите от които се водоснабдяват населените места мога да бъдат замърсени основно от:

  • Въглеводороди, амоняк, алдехиди, смоли, сероводород, феноли – като отпадни продукти от нефтопреработващи и нефтохимически предприятия, изхвърляни (естествено след някакво очистване) във водоемите;
  • Соли на тежките метали – като продукт на металургическото производство и автомобилния транспорт;
  • Дървесни влакна, феноли - продукти от целулозно-хартиената промишленост;
  • Мазут, дизелово гориво, бензин и продуктите от тяхното изгаряне – продукти от водния транспорт;
  • Пестициди, хербициди и различни минерални наторявания на земеделските почви – отмивания от полето и постъпващи във водоемите при обилни дъждове;
  • Отточни води от комунално-битови предприятия и предприятия от хранително-вкусовата промишленост, съдържащи влакна, растителни и животински отпадъци, синтетични миещи вещества;
  • Битови продукти от канализационната мрежа, независимо, че се подлагат на пречистване, една част от тях преминава във водоемите чрез просмуквания по тръбопроводите;
  • Пестициди
  • И не на последно място опасен замърсител се явява традиционния обеззаразител на водата – хлора, който в реакция с органическите съединения във зле очистените води дава нови токсични хлорорганични съединения;
  • Проникване на замърсени подпочвени ли канализационни води в питейните водопроводи, причинено от амортизираните водоснабдителни мрежи и честите аварии;
Хлорирането – за и против и риска за здравето
“Рискът от ракови заболявания при тези които пият хлорирана вода е
93 % по-голам от тези които използват нехлорирана вода”
Комитет по околната среда на САЩ

Съдържанието на хлор в питейната вода е смъртоносно опасен за болните от астма и други бронхитни болести, а също така и за хората с наружен имунитет. Хлорираната питейна вода практически удвоява вероятността от ракови заболявания на пикочния мехур. С високото съдържание на хлор са свързани здравословните проблеми на сърцето, атеросклерозата, особено артерионалната, високото кръвно и анемията.

“Хлорът – най-опасният убиец на нашето време. Предпазва от една болест, предизвиква друга. След като през 1904 г. започна хлорирането на водата, започна и новата епидемия от сърдечни болести, рак и слабоумие”.
Д-р Прайс, болница “Сангино” САЩ

Хлорът е помогнал да се разрешат проблемите с епидемията на холера, но в реакция с органичните съединения намираши се във водата образува силно токсични хлороорганични съединения (хлорамини, хлороформ, хлорофенол и др.). Хлороформът при висока концентрация предизвиква рак и при мишките. Хлороформът е особено опасен при децата и причина за ред хронични дихателни заболавания предизвикани от свойствата му да се задържа в белите дробове. При нагряване на хлорираната вода до 43 С от нея се изпарява до 50 % от разтворения в нея хлороформ и до 80 % трихлоретилен. По данни на американските учени за да се запази здравето е необходимо не само да не пием хлорирана вода но и да не се къпем с нея, защото хлорът и токсичните хлорорганични съединения попадат в организма чрез кожата и дихателните пътища.

Особено опасна е хлорираната вода както за питейни, така и за битови нужди, при бременните жени. При изследванията на д-р Хербърт Шварц от Камберлендския колеж във Виндсман е установено, че рискът при използването на хлорирана питейна вода от бременните жени е много по-голям от тези които пият нехлорирана вода при спонтанните аборти. Зародишът на детето се състои от 30 % вода и е особено възприемчив към токсичните хлорорганични съединения предизвикващи поражения на главния мозък, сърцето и устата, както и раждането на деца с вродени пороци или недоносени.

Необходимо ли е да рискуваме и да продължаваме да хлорираме водата и да строим нови пречиствателни станции със средства от ЕС по стари технологии основани на хлорирането, като се има предвид и факта, че при хлорирането не се достига пълна стерилизация на водата и във водата могат да остават жизненоспособни микроорганизми.

Състоянието на водния сектор и проблемите с качеството на водите в Р България през XXI век

Пречистването на водите и интегрираното управление на водните ресурси е един от най-актуалните проблеми на XXI век. Интегрираното управление на водните ресурси е подход който координира развитието на управлението на водите, земята и жизнено важните екосистеми.

Република България е по-бедна на водни ресурси от останалите страни от ЕС. Средногодишното количество на глава от населението е около 2300 – 2500 м/3. С наличието на тези водни ресурси България се нарежда сред петте най-бедни на водни ресурси страни в Европа заедно с Полша, Чехия, Белгия и Кипър.При тенденцията от нарастване на водопотреблението дефицитът от вода ще расте и щесе превърне в много сериозен социален,икономически и екологичен проблем за страната ни.

Достъпът до качествена питейна вода и пречистването на отпадни води в страните от Западна Европа е на сравнително добро ниво, но положението в Централна и Източна Европа е доста критично. Съгласно изискванията и задълженията на страната ни по Конвенцията за устойчиво използване на водите на р. Дунав, Конвенцията за опазване на Черно Море от замърсяване и използване на трансграничните водни течения и международни езера, както и поетите задължения съобразени с Директивите на ЕС в областта на околната среда е почти невъзможно да изпълним плануваните мерки и поети ангажименти за постигането на добър статус на водите.

ВиК секторът страда от липса на инвестиции през последните 15 години. В периода на преход, държавния бюджет не можеше да финансира възстановяването на сектора. В същото време доходите на населението не позволяваха значително повишаване на цените на услугите в сектора. Това доведе до тежки финансови проблеми в резултат на огромните загуби на вода, рискове за околната среда свързани с качеството на водата и заустването на отпадните води и рискове от микробиологични зарази и опасност за здравето на човека и екосистемите.

До края на 2114 г. следва да се реализират за малки населени места:
- изграждането на 357 нови ГПСОВ
- разширяване и реконструкция на 12 ГПСОВ
- довършване но 40 ПСПВ

Сроковете за изграждане на ГПСОВ са записани в Договора за присъединяване на Р България към ЕС – 31.12.2010 г. за населени места с над 10 000 жители и до 31.12.2014 г. за населени места с население между 2 000 и 10 000 жители.

Според председателя на БАВ г-н Теньо Пейчев почти всички от съществуващите пречиствателни станции се нуждаят от рехабилитация. По-голямата част от съществуващите пречиствателни станции са изградени по стари технологии и се нуждаят от реконструкция и модернизация.

Европейската рамкова директива по водите (Директива 200/60ЕС за рамката на действие на общността в областта на водната политика) е сериозно предизвикателство за всички страни от ЕС, но по-бедните страни като България трудно биха изпълнили изискванията за добър статус на водите,ако не се предприемат по ефективни действия и по съвременни технологии по опазване на околната среда и пречистване на водите.

Озонът - съвременната алтернатива на хлора.
Защо озон, а не хлор при пречистване на питейни води

1. Хлорът в реакция с органичните съединения, намиращи се във водата образува силно токсични съединения (хлорамини).

2. Озонирането няма алтернатива при подобряването на физико-химичните и микробиологичните показатели на водата, а именно:

  • Бактерицидно действие – след озониране на вода с дози до 0,3 мг./л общия брой на колониите бактерии след 24-часово прорастване в хранителна среда при температура 37 градуса С не превишава 5 в 1л. вода. Бактерицидното действие на озона се обуславя от бързото разрушаване на бактериалните протеини в процеса на каталитично окисление. За разлика от озона, хлорът извършва само избирателно бавно блокиране на жизнените центрове на бактериите и то доста бавно, поради продължителното време на дифузия в цитоплазмата.
  • Антивирусно действие на озона – озонът оказва силно изразено, бързо и радикално въздействие върху вирусите. Механизмът на това явление се обяснява с пълното окисление на вирусната материя.

За сравнение: Разтворът на газообразен хлор или хипохлорид с остатъчно съдържание на хлор 0,5 мг./л. не осигурява неутрализация на вируса LE (легионела) при разтвор 1/1000 след 90-минутен контакт.

Съдържанието на остатъчен озон 0,45 мг./л. прави бездействен вируса LE при разреждане 1/1000 за две минути.

При прагова концентрация на озон 0,3 мг./л. поддържана в продължение на 4 мин. коефициентът на унищожаването превишава 99,99 % за всички съществуващи в началото вируси.

Хлорът и хлорния двуокис не осъществяват антивирусна обработка, тъй като унищожаването на вирусите от съединенията на хлора изискват много висока концентрация и значителна продължителност на контакта – от порядъка на 48 часа.

  • Антихидробионно действие – Озонът е много пъти по-ефективен за отстраняване на микроводораслите и едноклетъчните организми, отколкото хлорът.
  • Обезцветяване – озонът обезцветява водата чрез окисляване на почвените хумусни вещества кото фулвокиселини, колоидни частици, хуминови киселини без да създава мирис и привкус на водата, докато хлорът създава с някои вещества сложни съединения, предизвикващи появяване на много остри миризми – хлорфенол и др. В тези случаи хлорираната вода придобива много неприятни миризми, даже ако фенолът е в нищожни пропорции – 1:100 000.
  • Отстраняване на желязо и манган – обикновенно желязото и манганът се съдържат във водата като органични съединения или колоиди и обезжелезяването и обезманганяването и чрез традиционните методи (аерация, варуване или катиониране) не е удачно. За целта е необходимо предварително окисляване с озон, след което става възможно отстраняването на желазото и мангана посредством филтруване.
  • Действие на озона върху микрозамърсители – различни феноли, въглеводороди, вещества екстрахирани от хлороформ, анионни детергенти, пестициди ит.н. Върху тези микрозамърсители на водата озонът действа с концентрации прилагани обикновенно за обеззаразяване на вода.
3. Универсален характер на действието на озона.

Озонирането представлява единственния съвременен метод за обработка на вода, който действително е универсален, тъй като той проявява своето действие едновременно в бактериологично, физикохимично и органолептично отношение.

От бактериологична гледна точка съществено е, че всички микроби- патогенни и сапрофитови, срещащи се във водата, се унищожават с озон, при това тяхното оцеляване е изключено. Озонът притежава висок спорициден ефект, който се намира в пряка зависимост от количеството озон, пропуснат през водата и в обратна зависимост от органическото замърсяване на водата.

Установени са предимствата на озона за неутрализиране на вируса на полиомиелита в сравнение с обикновените средства за обеззаразяване (хлор и хлорен двуокис), така също цисти и съпътстващи бактерии. Благодарение на значителното намаляване на съдържанието на органични вещества в озонираната вода тя по-малко се поддава на последващо замърсяване.

От физична гледна точка след озониране водата претърпява значителни качествени изменения. В достатъчно голям слой вода тя придобива красива синкава окраска, присъща на изворните води. При озониране водата добре се аерира, което я прави по-усвояема и приятна за пиене.

Аерирането на водата е особено важно, защото така тя се насища с по-голямо количество кислород. Човешкото оцеляване и съществуване изисква храна, вода и кислород. Недостатъчното снабдяване с кислород се нарича “хипоксия” и може да причини симптоми като: недостиг на енергия и обща отпадналост, задушаване, намаляване яснотата на ума и затормозяване на мозъчните функции, пренатоварване на имунната система, болки в ставите и мускулите. Следователна можем да приемем, че колкото човешкият организъм е по-богат на кислород, толкова той е по-здрав и по-защитен от множество болести и неприятели .

От органолептична гледна точка в озонираната вода не само не възникват никакви привкуси и миризми , което е неизбежно при хлорирането, но напротив, отстраняват се всякакви следи на привкус и миризма, съществуващи в обработваната вода.

От химична гледна точка основните вещества разтворени във водата и определящи някои минерални свойства не се изменят след озонирането и по време на обработката с озон не предават на водата никакви допълнителни странични вещества и химични съединения. От водата се отстраняват само продуктите от тези вещества, които са и предавали цвят, привкус и миризма.

Традиционните методи за пречистване са не особенно ефкасни спрямо микрозамърсителите и влошават качеството на крайния продукт.

Даже адсорбцията с активен въглен не осигурава необходимата ефективност на пречистването. Активния въглен, макар, че дава удовлетворително решение за отстраняване на пестицидите и въглеводородите не може да се конкурира с озона за пречистване на водата от феноли, детергенти и вещества екстрахирани от хлороформа, към които главно спадат въглеводородите. Освен това, методът на очистване с активен въглен има висока цена тъй като изисква големи разходи на скъпия адсорбент.

Всичко тези факти са предпоставка за използването на озон при обработката на питейни води и в България.