Синтетичні органічні речовини у питній воді: гербіциди, фунгіциди, інсектициди, альгіциди та хлорорганічні сполуки.
Історія проблеми.
Синтетичні органічні речовини (SOC) відомі під назвою «пестициди», але у воді фактично мають на увазі наявність суміші з фунгіцидів, альгіцидів, гербіцидів, інсектицидів, родентицидів та інших хлорорганічних сполук. Свого часу пестицидами назвали речовини, покликані захищати сільськогосподарські культури від комах, гризунів, бур’янів та хвороб. На сьогоднішній день у світі за рік використовується близько 2 млн тонн пестицидів, серед яких приблизно 50% припадає на частку гербіцидів та інсектицидів. Це масове застосування в сільському господарстві пояснює проблему забруднення пестицидами поверхневих джерел прісної води та ґрунтових вод.
До початку Другої Світової війни для контролю бур’янів у сільському господарстві застосовувалися переважно солі миш’яку, ртуті, свинцю та міді. У 40-50-х роках ХХ століття вже застосовувалися такі синтетичні вуглеводні як ДДТ, алдрін, діалдрін, гептахлор, ліндан, ендрин. Однак, коли було виявлено факт біонакопичення цих речовин у харчових ланцюжках та встановлено віддалену в часі дію на екосистеми та здоров’я людини у 1970-х було розроблено нову революційну серію «пестицидів», яка започаткувала забруднення навколишнього середовища фосфорорганічними та карбаматними сполуками. В цілому, ці сполуки мали менший негативний вплив на навколишнє середовище, однак, виявилося, що їх розчинність у воді значно вища, а здатність до біорозкладання нижче. Реагуючи на таку проблему, ВООЗ встановила нові стандарти вмісту таких речовин у питній воді.
Гербіциди та пестициди.
У сільськогосподарських районах неглибокі ґрунтові води забруднені пестицидами, що широко використовуються – атразином, тріазином, метахлором, гліфосатом і алахлором. Як правило, концентрації цих речовин у воді недостатні для створення негайних проблем здоров’ю людини, проте їхня здатність створювати проблеми у довгостроковій перспективі вже не залишає жодних сумнівів.
Ризики для здоров’я.
Хронічні проблеми для здоров’я людини, пов’язані з впливом пестицидів у воді: ушкодження центральної нервової системи та ендокринної системи, ушкодження органів (особливо печінки та нирок), вроджені хвороби, генетичні мутації, м’язова дегенерація та вплив на репродуктивну функцію.
Стандарти для пестицидів.
Пестициди у водопровідній воді регулюються ДСАНПІН 2.2.4-171-10 (санітарно-токсикологічні показники) на рівні не більше 0,0001 мг/л для кожного окремого пестициду та на рівні не більше 0,0005 мг/л для сумарної концентрації пестицидів. Однак, потрібно врахувати їх безліч, що постійно збільшується, відсутність стандартів для дочірніх продуктів розпаду, токсичність яких рази перевищувати токсичність початкового з’єднання.
Методи очищення води пестицидів. Удосконалені процеси окиснення.
Традиційний побутовий метод видалення пестицидів із води – зворотний осмос. Традиційні методи комунальної водопідготовки включають процеси коагуляції-флокуляції, адсорбції, фільтрації та седиментації, що ґрунтуються на фазовому перенесенні домішок. Всі ці методи пов’язані з високими експлуатаційними витратами, не мають вибірковість, не охоплюють широкий спектр пестицидів, що забруднюють воду. Отже, потрібен був пошук досконаліших альтернативних методів. Ці альтернативи були знайдені та отримали назву «удосконалених процесів окислення» (AOP), здатних видаляти з води стійкі домішки, такі як пестициди. Основна концепція АОР – генерування високореактивних гідроксильних радикалів, які невибірково окислюють стійкі органічні домішки з повним руйнуванням до вуглекислого газу, води та мінеральних солей. Гідроксильні радикали здатні генеруватися у воді різними шляхами в процесі комбінації окислювачів, каталізаторів та ультрафіолетового опромінення. Один із таких процесів – реакція Фентона. Реакція Фентона передбачає комбінацію двовалентного заліза та перекису водню (Fe2+/H2O2).
Ця технологія може бути інтегрована в побутову систему водопідготовки за умови, що вода містить розчинене залізо, як окислювач у воду дозується перекис водню, як фільтрувальне та окислювальне середовище використовується середовище-каталізатор Katalox-Light. Katalox-Light – єдине відоме фільтруюче середовище, яке каталізує розкладання перекису водню на кисень і воду з проміжним утворенням гідроксильних радикалів. Короткоживучі вільні радикали здатні окислювати пестициди, спрощуючи їх до води, вуглекислого газу та мінеральних солей.
