НОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

2 октября 2018 г.
 

Питер С. Картрайт

Представляем статью американского исследователя Питера Картрайта о современных загрязнителях питьевой воды и технологиях водоочистки, способных их устранить.

ВВЕДЕНИЕ

Вода практически из любого источника, будь то скважины, реки, озера, океаны или дождь, требует определенной обработки, чтобы стать питьевой. Требования к качеству питьевой воды сформулированы в специальных природоохранных регламентирующих документах, таких как, Акт о безопасности питьевой воды Агентства по охране природной среды США 1974 года (US EPA Safe Drinking Water Act). В данный момент этот акт регулирует содержание в воде около 100 загрязняющих веществ. Для каждого из них установлены предельно допустимые концентрации, при превышении которых вода считается небезопасной для питья или приготовления пищи. Эти конкретные загрязнители были подробно исследованы, включая оценку рисков их нахождения в питьевой воде, но они составляют лишь небольшую долю фактически присутствующих в наших источниках воды химических веществ. Последние также исследуются и некоторые из них, в конечном итоге, будут добавлены в перечень нормируемых загрязнителей, но это (оправданно) медленный процесс.

В ЧЕМ СУТЬ ПРОБЛЕМЫ?

В глобальном масштабе мы сейчас производим более 85 000 различных химических веществ, многие из которых попадают в нашу питьевую воду. Химические вещества используются для производства 96 % потребительских товаров. Среднестатистический взрослый человек использует девять продуктов в день, содержащих 126 раз личных химических веществ. Мытье рук, купание, душ, стирка, мытье посуды, использование туалета – независимо от того, с какой целью мы используем воду, она несет загрязняющие вещества в слив. Если эта вода поступает в муниципальную систему очистки сточных вод, она в конечном итоге оказывается в водоеме (озере, реке и т.п.), который, как правило, является источником питьевой воды. Если сточные воды направляются в локальную систему обеззараживания, очищенная вода просачивается в землю, где она обычно попадает в водоносный горизонт или другой источник водоснабжения. Осадки, порождающие сток с газонов и сельскохозяйственных угодий, также усугубляют ситуацию.

Это закон жизни: практически всегда вода, стекающая в канализацию, содержит загрязняющие вещества, которые в конце концов попадают в чью-то питьевую воду.

Основными загрязнителями в туалетных сливах являются органические соединения с высоким биохимическим потреблением кислорода (БПК), которые легко разлагаются на безвредные компоненты в процессе традиционной очистки сточных вод. В то же время, как описано выше, эта вода содержит микроколичества других загрязняющих веществ. Они в основном представлены в двух формах: растворенные органические соединения и микроскопические частицы, волокна или другие нерастворимые материалы.

Загрязняющие вещества в первой форме обозначаются многими аббревиатурами, самой распространенной из которых является PPCPs – фармацевтические препараты и средства индивидуальной гигиены. Любое вещество из группы PPCPs, в том числе запрещенный наркотик, в определенном городе может быть идентифицирован путем анализа воды, вытекающей из очистных сооружений. (В моем родном штате Миннесота, исследование воды в 50 озерах в 2013 году определило наличие PPCPs в 47 из них. В том числе ДЭТА [диэтилтетраацетат – используется в средствах от комаров и клещей], кокаин, кофеин и триклозан [антибактериальное средство в мыле для рук]. Ни одно из озер не было расположено вблизи муниципальной станции очистки сточных вод).

Многие из фармацевтических продуктов, которые мы потребляем, проходя через организм, не полностью метаболизируют и, попадая в сточную воду, способствуют ее загрязнению (рис. 1). Американцы являются наиболее злоупотребляющей лекарствами нацией, причем 70 % из нас принимают один препарат, 50 % – два и 25 % – пять и более в день. Кроме того, поскольку продолжительность жизни возрастает, потребляется все больше лекарств и все большее их количество попадает в воду. Опиоидная зависимость стала причиной настоящего кризиса- только в США, в 2016 году, было выписано почти 4,5 миллиарда медицинских рецептов на эти препараты. Но кроме фармацевтических, существуют и другие источники загрязняющих веществ – пища, зубная паста, искусственные подсластители, кофеин, витамины, а также косметика, лосьоны, солнцезащитные кремы, парфюмы, дезодоранты – список можно продолжать и продолжать.

Вторая форма – нерастворимые частицы, может варьироваться от микроскопических волокон до крошечных кусочков пластика. Известные под такими названиями, как нановолокна, наночастицы, микропластик, наноматериалы и другие, они являются составляющими множества загрязняющих веществ, не разлагающихся в природе. Примеры включают: отшелушивающие косметические гранулы (скрабы), волокна, частицы из воздуха, сточные воды, образующиеся при стирке и мытье ковров и многое другое. По оценкам специалистов, сегодня в промышленно развитых странах производится более 1000 нанотехнологических продуктов и это число быстро растет.

Особого внимания заслуживает информация о загрязнении окружающей среды и, в частности, воды пластиками.

Проведенное в 2016 году в Университете Лойола (Чикаго) исследование показывает, что до 4,5 млн. кусочков пластика в день поступает в реки из муниципальных очистных сооружений. Любопытно, что это количество насчитывается уже после того, как 90 процентов исходного микропластика удаляется на стадии биологической очистки растениями.

В 2016 году Геологическая служба США (USGS) участвовала в обширном исследовании «Микропластик в больших озерах», одним из результатов которого стала категоризация микропластика на следующие типы: гранулы, пленки, пены, фрагменты и волокна, причем последние составляют более 70 % всего количества микропластика.

Наши океаны содержат огромные массы пластиковых обломков, известных как мусоровороты или мусорные пятна. Есть пять основных мусороворотов, самый большой из которых, в Тихом океане, соответствует по площади Техасу. Большинство из этих материалов подвержены деградации, в ходе которой, под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения, распадаются на относительно инертные микрочастицы пластика. Они часто покрываются растворенными органическими PPCPs, которые затем могут поступать в источники водоснабжения. Удивительно, но их обнаруживают даже в таких отдаленных местах, как Антарктика.

Но сколько же этих химических веществ и наночастиц присутствует в нашей питьевой воде? Очевидно, что их количество зависит от места и времени, однако, значения этих концентраций всегда очень и очень низкие и измеряются в частях на триллион. (часть на триллион – 10-9 мг/ кг = 10-12 г/кг). Что такое часть на триллион? Это примерно одна секунда в 32 000 лет, щепотка соли в 10 000 тонн картофельных чипсов или шестидюймовый скачок на пути к солнцу.

Рис. 1. Загрязнение РРСР (рисунок Ала Гринберга)

1. В качестве первичных источников всех фармацевтических препаратов, которые предписываются пациентам, служат производственные объекты, но кроме того, они непосредственно влияют на окружающую среду.

2. Представители дикой природы поглощают фармацевтические препараты во время питания на свалках.

3. Свалка.

4. Многие фармацевтические препараты проходят через организм и выводятся из него зачастую в исходном виде.

5. Очистные канализационные сооружения.

6. Удобрения.

7. Фармацевтические препараты и их метаболиты часто проходят через очистные сооружения и полигоны, стоки которых используются для орошения или удобрения сельскохозяйственных угодий.

8. Экскременты сельскохозяйственных животных.

9. Фармацевтические препараты, используемые в животноводстве, также попадают в окружающую среду.

10. Стервятники, которые едят туши, зараженные ветеринарным болеутоляющим диклофенаком, страдают от острой почечной недостаточности.

11. Поток фармацевтических препаратов. Многие из более чем 4000 рецептурных препаратов, используемых для здоровья человека и животных, в конечном итоге находят свой путь в окружающую среду. Они могут поступать непосредственно от фармацевтических заводов, или же от людей и животных. Поскольку эти химикаты проникают в наземную и водную среды, они могут влиять на здоровье и поведение дикой природы, включая насекомых, рыб, птиц и многих других.

12. Движение через окружающую среду. Тканевые скопления.

13. Скворцы, которые едят червей, загрязненных антидепрессантом флуоксетином, едят меньше и делают это в течение дня, а не на рассвете и закате.

14. Эффект фармацевтических препаратов может увеличиваться в пищевой цепи, поскольку хищники способны накапливать эти препараты в организме.

15. Карпы, которые питаются нимфами, зараженными противозачаточными препаратами, становятся более смелыми, едят быстрее и чаще покидают своё место обитания.

 

Читать продолжение статьи можно в журнале "Вода и Водоочистные Технологии" №1 за 2018 год.

Подписаться на журнал можно перейдя по ссылке: http://waternet.ua/magazine/subscription/

Коментарии

Смотрите также
 
Популярное