Вода является основой жизни на нашей планете. Вода покрывает две трети поверхности Земли оказывает влияние, практически, на все процессы, которые происходят на нашей планете. Живой мир состоит из воды на 70–95%.

Вода-это, с одной стороны, простая, но с другой, самая сложная и таинственная субстанция на Земле. Воде посвящено огромное количество научных трудов, но до сих пор она остается неизученной до конца. Вода считается священной основой жизни, с ней связаны важнейшие ритуалы практически всех религий.

Вода — второе по значимости вещество после кислорода для человеческого организма. Известно, что наши тела состоят почти на две трети из воды. Неслучайно человек может жить без пищи более 4 недель, а без воды — не более 7 дней. Для поддержания водного баланса необходимо ежедневно употреблять 2–3 литра жидкости.

Многие ученные считают, что человеческая жизнь представляет собой «борьбу за воду». Вода — индикатор старения. Тело ребенка от рождения до годовалого возраста содержит 80–85% воды. При достижении возраста 18 лет содержание воды уменьшается до 65–70%, а в старости — до 25%. Поэтому считают, что в обеспечении организма качественной водой и в количестве, необходимом для нормального процесса обмена веществ, заключается секрет продления молодости. От качества воды зависит качество нашей жизни.

Население нашей планеты сейчас употребляет около 7–8 млрд. тонн воды каждые сутки. Ученые уверены, что при рациональном использовании водные ресурсы неисчерпаемы.

Однако проблема качественной питьевой воды в мире всегда стояла особенно остро. Ежегодно огромное количество использованных и загрязненных сточных вод сбрасывается в водоемы, загрязняя реки и озера, способствуя концентрированию загрязняющих веществ в донных отложениях и организмах гидробионтов. В разных регионах России ситуация, безусловно, различная. В соответствии с существующей классификацией водных объектов по степени загрязненности к 1-му классу вод — чистые — относится не более 1% запасов пресных вод на территории России. Более 17% водных объектов отнесены к 4-му классу — очень грязных.

В состав воды входят: соли, газы (в растворенном виде и ввиде гидратированных соединений), биологические организмы (планктон, бентос — живущие у грунта и в грунте водоема, нейстон — живущие в поверхностной пленке водоема), бактерии и вирусы. Оптимальный уровень содержания солей в питьевой воде составляет от 200 до 500 мг/л (отсутствие основных солей приводит к нарушению водно-солевого баланса организма). Основными химическими примесями речных вод, содержащих до 500…600 мг/л растворенных солей, являются кальции, магний, натрий, железо и марганец, гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды.

Кальций и магний присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняка, гипса. Именно кальций и магний определяют жесткость воды, а их избыток является причиной заболеваний кишечно-желудочного тракта, мочекаменной болезни, гипертонии. Кроме того, наличие солей жесткости в воде в большом количестве нежелательно еще и потому, что такая вода непригодна для хозяйственно-бытовых нужд. В жесткой воде увеличивается расход мыла, стирального порошка при стирке белья, быстро выходит из строя сантехника, нагревательные элементы бытовых электроприборов и т.п. Жесткая вода непригодна и для систем оборотного водоснабжения, для питания паровых котлов.

Железо и марганец придают воде неприятную красновато-коричневую или черную окраску, ухудшают ее вкус, вызывают развитие железобактерий и отложение осадка в трубопроводах и, как следствие, их засорение. Длительное употребление железистой воды способствует возникновению болезней крови, развитию инфарктов, заболеванию печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма.

В воде присутствуют органические вещества. Это почвенный и торфяной гумус, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и живых организмов, сточные воды бытовых и промышленных предприятий. Для водоемов особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, фенолы, нефть. Превышение допустимых концентраций органических веществ, приводит к необходимости применения интенсивного хлорирования (особенно в период паводков) воды на станциях водоподготовки, что в свою очередь может привести к онкологическим заболеваниям.

К сведению

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в настоящее время 1,2 млрд. человек не имеют чистой питьевой воды в необходимом количестве, миллионы людей умирают ежегодно от болезней, вызванных растворенными в воде веществами. В январе 2008 года на Всемирном экономическом форуме ООН (WorldEconomicForumAnnualMeeting 2008), проходившем в Швейцарии, утверждалось, что к 2025 году население более половины стран мира будет испытывать недостаток в чистой воде, а к 2050 году — 75%.

Количество и таких веществ постоянно увеличивается как в развитых, так и в развивающихся странах: от привычных загрязнителей (тяжелых металлов, продуктов нефтеперегонки) до таких канцерогенных соединений, как эндокринные дизраптеры (endocrinedisrupter) и нитрозоамины (nitrosamines), от «привычных» паразитов, патогенных бактерий и вирусов (например, холерного вибриона) до относительно недавно открытых прионов. Увеличивающееся население Земли, особенно та его часть, что проживает в городах, а также продолжающийся рост потребления воды — особенно в производстве, сельском хозяйстве и энергетике — тянет за собой и большие затраты водных ресурсов из традиционных источников.

Для того чтобы избежать водного кризиса, разрабатываются новые технологии очистки и дезинфекции воды, её опреснения, а также методы её повторного использования.

Тонкая зараза

Дезинфекция особенно важна в развивающихся странах Юго-восточной Азии и Субсахары: именно там патогены, живущие в воде, чаще всего становятся причиной массовых заболеваний. Наряду с болезнетворными организмами — такими, как гельминты (глисты), простейшие одноклеточные, грибы и бактерии, повышенную опасность представляют вирусы и прионы. Свободный хлор — самый распространенный в мире (а также самый дешевый и один из самых эффективных) дезинфектор — отлично справляется с кишечными вирусами, однако бессилен против вызывающих диарею криптоспоридийС.parvum или микобактерий. Ситуация осложняется и тем, что многие возбудители болезней живут в тонких биопленках на стенках водопроводных труб.

Другой важной задачей в очищении воды является удаление вредных веществ из нее. Существует огромное количество токсичных веществ и соединений (таких как мышьяк, тяжелые металлы, галогенсодержащие ароматические соединения, нитрозоамины, нитраты, фосфаты и многие другие). Список предположительно вредных для здоровья веществ постоянно растет, а многие из них токсичны даже в ничтожных количествах. Обнаружить эти вещества в воде, а потом удалить их в присутствии других, нетоксичных примесей, содержание которых может быть на порядок выше, — сложно и дорого. А кроме всего прочего, это поиск одного токсина может помешать обнаружению другого, более опасного. Методы мониторинга загрязняющих веществ неизбежно связаны с использованием сложного лабораторного оборудования и привлечением квалифицированного персонала, поэтому очень важно везде, где только возможно, находить недорогие и относительно простые способы идентификации загрязнений.

Повторное использование воды

Сейчас специалисты по охране природы задумываются о повторном использовании промышленных и городских сточных вод, предварительно доведенных до качества питьевой воды. Но в этом случае приходится иметь дело с огромным количеством всевозможных загрязнителей и патогенов, а также органических веществ, которые должны быть удалены или трансформированы в безвредные соединения.