כימיקלים לטיפול במים ממלאים תפקיד חיוני באספקת מים בטוחים, חסופים למיליארדים של אנשים ברחבי העולם.עם זאת, השימוש הנרחב של סוכנים כימיים אלה הגיע תחת פיקוח גובר ככל שמדענים סביבתיים חושפים את ההשלכות האקולוגיות לטווח הארוך שלהם, בעוד היתרונות המיידיים - צמצום אופטיגן, הסרת חלקיקים, ובקרת קורוזיה - הם גם מתעדים, את ההשפעות במורד הזרם על מערכות אקולוגיות מימיות, בריאות האדם, ומחסור ביולוגי דורש שינוי קריטי של טיפול סביבתי.

כימיקלים לטיפול במים נפוצים ואפקטים סביבתיים

מתקני טיפול במים מסתמכים על חבילת כימיקלים כדי לעמוד בסטנדרטים רגולטוריים.דיסקים, קוגנינטים, מתאםי pH, ומעכבי קורוזיה כל אחד מהם מציגים תרכובות נפרדות לסביבה, הן במהלך הטיפול והן לאחר השחרור.הבנת הגורל וההנעה של הכימיקלים האלה חיונית להפחתה של השלכות לא מכוונות.

Chloramine ו Chloramine

Chlorine נשאר חיטוי נרחב ביותר במערכות מים עירוניים בשל העלות הנמוכה שלה ופעילות ביולוגית רבת עוצמה.למרות, chlorine מגיבה עם חומר אורגני טבעי (NOM) במים כדי ליצור תוצרי לוואי מחטאים (DBPs), כולל צנרת תלת-חמצני (THMs), חומצות כבדות (HA), ואגמים מתחום ההגנה על ידי N-N-N-RUSD (NDS) הם מסוכנים במיוחד כ-HMAF) כ-HMAFOCC) חומרים מסוכנים (החומרים (החומרים).

(FLT:0) חששות סביבתיים שמקורם בצמחים לטיפול יכולים גם לכלול היווצרות של תרכובות אינצ'וכלוריות שמתנגדות להפחתה ביו-דידה.כלור סובסידיאלי מצמחים טיפול יכול לחמצן חיים מימיים, גלי דגים מזיקים וצמצום המגוון הביולוגי באזורי זרימה.

אלומיניום Sulfate (Alum)

אלומיניום משמש נרחב כ coagulant כדי לאסוף חלקיקים מושעה, קולונואידים, ו זרחן. בעוד יעיל, תוספת אלומיניום מגביר את התוכן אלומיניום של מזחל ומים מטופלים. אלומיניום הוא מתכת עצבית שיכול לצבור באורגניזמים מימיים מתעוררים.בממים חומציים או רכות, אלומיניום מתמוסס מגיע ריכוזים כי הם קטלניים לדגים על ידי הפרעה עם רגולציה על glls המיוצרים לעתים קרובות לחשיפה של מים זורמים;

בנוסף, חליפת אלומיניום נושאת מים המקבלים מים, שם היא יכולה להתיישב ובתי גידול ססאם סמויים.התוצאות האקולוגיות בולטות במיוחד באגמים ובנהרות הנעות איטיות, שם הצטברות אלומיניום משנה כימיה של משקעים ומפחיתה את המגוון המקרו-טבארט.

פלואוריד קומפס

פלואוריד מים, בדרך כלל באמצעות נתרן פלואוריד או חומצה פלואוקסית, הוא מדד בריאות הציבור למניעת מחלות שיניים, אך פלואוריד הוא זיהום מתמשך.בריכוזים מוגברים - Abo 1.5 מ"ג / L - אוריד יכול לגרום לזיהומים שיניים ו-sktal fluorosis בבני אדם ו רעילות בחיי אלומיניום.

אוזון וצ'וררין די תחמוצת

אוזון ו- chlorine דו-חמצני הם חמצון חזקים המשמשים לחיטוי וטעם / שליטה על אוזון עובר ניתוק מהיר חמצן, לא משאיר שום שאריות; עם זאת, זה יכול לייצר גרוטרד כאשר מים המקור מכיל bromide. Bromate הוא פוטנציאל carcinogen אנושי והוא מוסדר לחלוטין על ידי EPA. Ozone מייצרת גם אלדהיד וחומצות אורגניות כי יש מחסור ביולוגי לפעמים דורש חמצן רעילים.

Phosphates ו Corrosion Inhibitors

פוליפוסים ואותפוספוספטים מתווספים בדרך כלל לשליטה בקורטוזיה של צינורות וייצוב איכות מים. תרכובות אלה הן מקור עיקרי של זרחן באגן שפכים. psphorus לטעון אגמים ומאגרים מניעים את ההסרה - פריחת חום כי מסלק חמצן, שחרור cytoxins, להרוג אפילו ריכוז נמוך (אוליגרמים) של שיטות טיפול אלקטרוניות) אפילו בטווח הארוך.

אסטינג טביעת הרגל האקולוגית: אנרגיה, סליפא, ו-Emissions

מעבר לכימיקלים עצמם, תהליך הטיפול במים דורש אנרגיה משמעותית עבור משאבה, התחדשות וייצור כימי. coagulation ו-flocculation דורש שילוב אנרגיה; אוזון ומערכות UV דורשים חשמל; לזייף ולהסיע גזי חממה. הערכה מקיפה מחזור חיים (LCA) נדרשת כדי להשוות בין חלופות בר קיימא.

חלופות בר קיימא לכימיקלים מסורתיים

גוף גדל של מחקר ויישום שדה מוכיח כי חלופות בר קיימא יכולות להתאים או לעלות על הביצועים של כימיקלים קונבנציונליים תוך צמצום הנזק האקולוגי. חלופות אלה משתרעות על קוגניקט טבעיים, חמצון מתקדם, תהליכי קרום, ומערכות טיפול ביולוגיות.

קוגניפיטים טבעיים ופלקטים

(החומרים המבוססים על הצמח) מציעים תחליף ביו-דמדן, נמוך לסוכרת המוכחת לפולימרים סינתטיים (FLT:0 Moringa oleiferaFLT:1 מכילים חלבונים רגישים לאספקתיים אשר נטרלו מוצקים ולהפחית את הפגיעות באופן יעיל הן במעבדה והן ביישומים בקנה מידה קטן.

(ב) ,0) יתרון: ⁇ (ההתחילה המתקבלת מן הקואגלנטים טבעיים היא ביומדן, וניתן להשתמש בו בבטחה כפריית אדמה, סגירת לולאה תזונתית (ראה:2 WHO Guidance on Safe Water TreatmentFLT 3: 3)

תהליכי Oxidation מתקדמים (AOPs)

AOPs לייצר רדיקלים הידרוקסיל תגובתיים מאוד כי לא חמצן באופן חמצן אורגני אבקה, פתוגנים, ו DBPs מבלי לעזוב שאריות מתמשך. Common AOPs כוללים UV / H2O2O2, אוזון / H2O2, מונעים את זרימת האור-אופטימית של קרינת השמש, בעוד שהם מונעים טיפול תרופתי-אוקסום-אוקסוריד (OPTUS) מונעים מ-אוקסורידיום (O2, סימולציה) באופן טבעי, סימולציה) הם מונעים על ידי קרינת אור שמש (OPTINE2.

Membrane Filtration Technologies

membranes בלחץ נמוך (מיקרומטריה מחדש, אולטרה-חדירה) ו membranes בלחץ גבוה (nanofiltration, osmosis לאחור) יכול להסיר פיזית חלקיקים, פתוגנים, וממסים contaminants ללא coagulants כימי ניקוי בסיסי, membran כימיקלים מופעלת טיפול ביולוגי עם membraents; כולל רמות ריכוזיות).

Biofiltration and Builted Wetlands

ביו-סטרציה משתמשת באופן טבעי ⁇ ם בתקשורת ⁇ (sand, Gravel, פחמן מופעל) כדי לטבול חומר אורגני, חנקן, פתוגנים. מסננים חול איטי שימשו במשך מאות שנים ולא דורש כימיקלים, להסתמך על שכבת "שמיטה" ביולוגית במיוחד עבור צינורות פחמן-אוויריים, ללא זיהומים מהירים, הם יכולים גם לטפל בזיהומים חשמליים ולהפחית את רמת זיהום האוויריות גבוהה.

טיפול אלקטרו-כימי

אלקטרוקוגניציה ואלקטרוקסידציה משתמשים זרם חשמלי כדי לערעור חלקיקים וחמצן contaminants, חיסול הצורך במזהמים כימיים או חיטוי. Electrocoagulation יוצר הידרוקסידים מתכתיים ב situ מ- sacrificial arkial avastation (iron orאלומיניום), אשר פועל כמו floulants. בעוד שווריקוללי מתכת נשארים, dos הוא נשלט בדיוק, ולעתים קרובות, 000 נוזל חמצן אורגני, הוא הופך להיות מכווץ.

שיפור עקרונות הכימיה הירוקים בטיפול במים

המושג של כימיה ירוקה - תכנון מוצרים ותהליכים המפחיתים או מבטלים חומרים מסוכנים - הוא החל ישירות לטיפול במים.עקרונות כגון מניעת (קיצור DBPs), באמצעות הזנות מתחדשות (מטען צמחי), תכנון יעילות אנרגיה (הפחתת לחות מקומית), ו ניטור בזמן אמת יכול להנחות את המעבר.

מדיניות ונהגים רגולטוריים לפרקטיקה בת קיימא

מסגרות תגמול מתפתחות כדי להגביר את הטיפול במים בר קיימא.חוק המים הנקיים של EPA וחוק שתייה בטוח להציב גבולות על DBPs, מתכות, חומרים מזינים, עקיפה באופן עקיף את השימושים לשיטות חלופיות.החוק של האיחוד האירופי להחלפת מים הדורשות ממדינות החברות להשיג "מעמד אקולוגי טוב" בגופי מים, עידוד טכנולוגיות ידידותיות לסביבה ירוקה, כמו דו"ח שוק המים של האיחוד האירופי: 1.

מסקנה

כימיקלים לטיפול במים שומרים על בריאות הציבור במשך יותר ממאה שנים, אך המורשת הסביבתית שלהם אינה אפשרית כעת להתעלם ממנה. Chlorine, alum, ו- פוספטים – עבודות הטיפול המקובלות – מחלחלות לחומרים רעילים, להצטברות מתכת, זיהום תזונתי, ועומסי אקלים נמוכים יותר.

התייחסות חשובה וקריאה נוספת

  • סוכנות הגנת הסביבה של ארצות הברית (FLT:0) דיססין ו- Disinfection byproducts Rules of Ruless FLT:1;2https: www.epa.gov/dwreginfo/שלב 1 ו-שלב 2-disinfectants-and-disinfection-bys-ruless-Rals-RLT3
  • ארגון הבריאות העולמי (FLT:0) טיפול במים ואבטחת אחסון בטוח: 2https: www.int / Teams /environment-climate-change-and-health / Water-sanitation-and-water-טיפול במים / טיפול במים
  • סקר הגיאולוגי של ארצות הברית (FLT:0) של תושבי העיר מודאגים ב- Urban StreamsFLT:1 .
  • (ב) ,(ב) , הוראת המסגרת של מים:0) ,5 ;2https:europa.eu/environment / מים / מסגרת מים / נדר en.
  • המכון לכימיה ירוקה (FLT:0)עקרונות הכימיה הירוקה (Green ChemistryBuildFLT) 1:1 (FLT:2 https: www.acs.org/תכנים/en/greenכימיה/principles).