ПРОБЛЕМА ЗАБРУДНЕННЯ ПИТНОЇ ВОДИ НІТРАТ-ІОНАМИ ТА СУЧАСНІ МЕТОДИ ЇЇ ВИРІШЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.41.42-51Ключові слова:
питна вода, нітрати, нітрат-іони, зворотний осмос, мембрана, селективність, залежність, робочий тискАнотація
В статті розглянуто різні нормативні документи, які регламентують вміст нітрат-іонів у питній воді, а також вплив нітратів на здоров’я та безпеку життєдіяльності людини. Наведено результати досліджень щодо забруднення нітрат-іонами джерел питного водопостачання у 5 регіонах України. Фізико-хімічний аналіз проводився для джерел води з колодязів сільської місцевості, межах міст та на прилеглих до міст територіях. Доведено актуальність проблеми забруднення води нітрат-іонами, що потребує пошуку, реалізації та вдосконалення методів очистки води від нітратів. Проведено порівняльний аналіз переваг, недоліків та особливостей використання різних методів видалення нітрат-іонів з питної води, в тому числі води з нецентралізованих джерел водопостачання. Для очищення води від нітрат-іонів застосовують біологічний, іонообмінний, адсорбційний, електрохімічний метод, а також баромембранні методи, зокрема метод зворотного осмосу. Досліджено закономірності процесу зворотного осмосу при видаленні нітрат-іонів з модельних розчинів та води з колодязів. Для експериментальних досліджень використовувались зворотноосмотичні мембрани виробництва США фірми Filmtec типу TW30-1812-50. В якості досліджуваної води використовували модельні розчини Mg(NO3)2, Zn(NO3)2 та, безпосередньо, воду з нецентралізованих джерел водопостачання. За відомою методикою було визначено селективність мембрани та коефіцієнт відбору пермеату. Побудовано параметральні криві залежності селективності мембрани по відношенню до NO3- від зростання робочого тиску від 0,5 МПа до 1,9 МПа для модельних розчинів різної концентрації. Отримано залежності зміни концентрації нітрат-іонів води з колодязя та селективності (φ, %) мембрани по відношенню до NO3- від робочого тиску. На підставі отриманих результатів досліджень зроблено висновок про високу ефективність очищення води від нітратів зворотним осмосом низького тиску (в діапазоні від 0,5 МПа до 1,9 МПа) та визначено параметри досліджуваного процесу, що дозволить досягати норм ГДК нітратів у питній воді.
Посилання
Ministries of health care of Ukraine (2010). State sanitary standards and rules "Hygienic requirements for drinking water intended for human consumption" (DSanPiN 2.2.4-171-10) Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text [in Ukrainian].
United States Environmental Protection Agency (2022). Secondary Drinking Water Regulation: Guidance for Nuisance Chemicals; National Primary Drinking Water Regulations – EPA’s Drinking Water Standarts. Ground Water and Drinking Water – EPA 810/K-92-001. Re-trieved from https://www.epa.gov/sdwa/secondary-drinking-water-standards-guidance-nuisance-chemicals
Kross, B. C. (2002). Nitrate toxicity and drinkind water srandarts. A review of the journal of preventive medicine, 10(1), 3–10.
Kravchenko, M. V., & Zagrai, Ya. M. (2012). New look and training for the preparation of drinking water - as the basis of eco-security of life and health of people. Ecological safety and environmental protection, 9, 5-18. [in Ukrainian]
Patyka, V. P., Makarenko, N. A., & Moklyachuk, L. I. (2005). Agroecological evaluation of mineral additives and pesticides. Monograph, 300 p. [in Ukrainian]
Ievleva O., & Goncharuk V. (2006). Methods for removing nitrates from natural and drinking waters. Chemistry and technology of water, 28 (3), 256 - 273. [in Ukrainian]
Kravchenko, М. V., Voloshkina, O. S., & Vasylenko, L. O. (2021). Application method of reverse osmosis for post-treatment of drinking water. Ecological safety and environmental protection: a collection of scientific practices, 4 (40), 32-45. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2021.4.32-45
Ostapov, K. T., & Aubekerova, B. (2012). Analysis of methods of underground water purification from excess nitrates. Bulletin of KazNTU named after, 5. [in Russian]
Mitchenko, T. E., Makarova, N. V., & Fedotova, L. P. (2002). Features of the process of purification of drinking water from nitrates. Water and water treatment technologies, 2/3, 61–65. [in Russian]
Ferrández-Gómez, B., Ruiz-Rosas, R., Beaumont, S., Cazorla-Amorós, D., & Morallón, E. (2021). Electrochemical regeneration of spent activated carbon from drinking water treatment plant at different scale reactors. Chemosphere, 264, 128399https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128399
Mena-Duran, C. J., Sun Kou, M. R., Lopez, T., Azamar-Barrios, J. A., Aguilar, D. H., Domínguez, M. I., Odriozola, J. A., & Quintana, P. (2007). Nitrate removal using natural clays modified by acid thermoactivation. Applied Surface Science, 253(13), 5762–5766. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.12.103
Storozhenko, D. O., Senenko, N. B., Shimchenko, A. Yu., Butenko, G. I., & Ospishcheva, A. S. (2008). Vivchennya adsorption powers of the activated coal and its injection into the natural water station. Disperse systems: conference materials, 400 p. [in Ukrainian]
Shimchenko, A. Yu., Storozhenko, D. O., & Senenko, N. B. (2008). Vivchennya vplivu adsorption power of activated water on the chemical warehouse of natural water. Actual nutrition of theoretical and applied biophysics, physics and chemistry BFFH2008, 292 p. [in Ukrainian]
Sapura, O. V., & Hvozdyak P. I. (2014). Probiotic bacteria in purified drinking water in the form of nitrates. Scientific practices of NUHT, 20 (1), P. 30 - 33. [in Ukrainian]
Archna, Sharma, S. K., & Sobti, R. C. (2012). Nitrate Removal from Ground Water: A Review. E-Journal of Chemistry, 9 (4), 1667 - 1675. https://doi.org/10.1155/2012/154616
Gevod V. S., & Chernova A. S. (2019). Purification of drinking water from nitrates by the method of vitiform biofiltration. Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference: Pure Water. Fundamental, applied and industrial aspects, 82 - 85.
Kravchenko, M. V., Hapula, O. V., & Zahray, YA. M. (2008). Baromembrane processes in the preparation of drinking water (analysis of hypotheses and mechanisms). Problems of water supply, water supply and hydraulics: scientific and technical collection, 11, 12 - 24. [in Ukrainian]
Kesting, R. E. (1991). Synthetic polymeric membranes. Moskva: Khimiya. [in Russian]
Cevaal, J. N., Suratt, W. B., & Burke, J. E. (1995). Nitrate removal and water quality improvements with reverse osmosis for Brighton, Colorado. Desalination, 103, 101–111. https://doi.org/10.1016/0011-9164(95)00091-7
Protsenko, S. A. (1992). Chemical and thermal stability of membranes. Chemistry and technology of water, 14 (10), 764 - 768. [in Russian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Марина Кравченко, Леся Василенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
