Очистка загрязненной воды: Умягчение. Очистка воды ионообменными смолами. Как это работает?

Содержание

Умягчение. Очистка воды ионообменными смолами. Как это работает?

Для удаления из воды солей жесткости, растворенных металлов и органических соединений уже более 50 лет используют иониты:

Иониты — это вещества (материалы), способные при определенных условиях заменять определенные ионы в растворах на другие. В бытовой водоочистке используются иониты:

цеолиты
ионообменные смолы — катиониты и аниониты в различных комбинациях,

требующие регенерации поваренной солью NaCl, соляной кислотой HCl или гидроксидом натрия NaOH — в зависимости от типа материала.

Процесс удаления растворенных солей и металлов на ионообменных смолах называется умягчением (ионным обменом, катионированием, применяют также вводящие в заблуждения определения: «комплексная очистка», «универсальная очистка»)

Изначально в бытовых условиях этот метод применялся в основном для удаления солей жесткости (соли кальция, магния) путем натрий-катионирования.

Однако, сейчас есть большой выбор ионообменных смол и для удаления железа, марганца, а также органики с помощью МИКСОВ (смесей) катионитов и анионитов.

Пример марок таких смол: АПТ-2, Ecomix, Ecotar, Ferosoft, Promix, Ionofer и прочие.

Также надо понимать, что выбор ионообменных смол сейчас огромный. Есть селективные смолы (которые удаляют в первую очередь конкретные элементы: нитраты, бор, кремний и т.д.) — они очень дорогие и в бытовых условиях применяются редко. В основном используются катиониты, антониты и миксы для удаления широкого спектра загрязнений.

Ионообменные смолы — это очень обширная тема. Мы говорим здесь исключительно о бытовой водоочистке и я буду сообщать только то, что следует знать о смолах в ключе нашей задачи — очистить воду в частом доме, либо на малом производстве от растворенных солей и металлов.

Что представляет из себя ионообменная смола?

Ионообменные смолы к смоле в прямом смысле слова отношения не имеют.
Они изготавливаются из твердых нерастворимых в воде синтетических полимеров. Гранулы смолы — шарики правильной формы размером от 0,2 до 1,2 мм диаметром. Гелевой или макропористой структуры.

Шарики смолы похожи на мелкую икру щуки или на «тобико» — икру летучей рыбы. Монтажники водоочистки, даже называют смолу «икрой» на профессиональном сленге.

Смолы бывают монодисперсные — где все «икринки» одинакового размера — это позволяет обрабатывать воду быстро с малым сопротивлением и высокой степенью «очистки». А бывают смолы полидисперсные с различным размером гранул, например, ионообменные «миксы» для удаления широкого спектра загрязнений имеют в своем составе частицы разного размера.

Суть процесса умягчения

суть процесса принципиально отличается от обезжелезивания.

Смолы не окисляют и не переводят растворенные вещества в твердую форму для последующего фильтрования, а, наоборот — забирают из раствора ионы (диссоциированные соли) кальция, натрия, железа, марганца и т.

д. и замещают их на катионы натрия, который не придает воде такого свойства оставлять следы и накипь, как жесткость.

Есть ионообменные смолы для глубокой деминерализации воды. Они регенерируются не солью, а кислотой, щелочью в зависимости от типа и выделяют при ионном обмене ионы H+ и OH- в зависимости от типа смолы, тем самым смещают pH воды в ту или иную сторону. Также есть смолы для глубокой очистки воды, которые работают на истощение. Их не регенерируют, а просто меняют смолу на новую.

В данной статье мы будем говорить только о натриевых смолах, которые работают за счет регенерации солью NaCl, так как они наиболее применимы в бытовых условиях. Остальные смолы нужно регенерировать агрессивными веществами, поэтому их применяют в основном на производствах.

В процессе работы Na-катионита (на стадии насыщения) — ионообменной смолой поглощаются из воды положительно заряженные ионы кальция, магния, железа, марганца и выделяется в воду натрий. Общая солевая насыщенность воды (TDS) при этом остается неизменной или даже возрастает.

Это зависит от типа растворенных веществ, которые забирает смола и их концентраций, конечно.

Исходя из вышесказанного возникает важный параметр ионообменных смол — ионообменная емкость смолы.

Ионообменая емкость

Емкость смолы для простоты объяснения сути процесс — подобна емкости электрической батарейки.

Есть запас натрия на стенках пор частиц смолы, который в процессе ионного обмена постепенно покидает смолу, замещаясь кальцием, железом и т.д., тем самым снижается способность смолы забирать из воды растворенные вещества.

Когда заканчивается натрий в смоле — прекращается и очистка, вода проходит через толщу смолы не изменяя своих свойств.

Чтобы очистка воды от солей не прекращалась рассчитывают так называемый фильтроцикл смолы, исходя из общей ионообменной емкости загрузки умягчителя поделенной на сумму количества загрязнений воды по формуле:
Железо*1,37+Марганец*2+Жесткость = Общее количество загрязнений мг экв/л

Емкость смолы обозначается разных странах различными единицами:

В Росси жесткость обозначается в градусах = граммам экв. на литр смолы. Вот такими емкостями обладают некоторые смолы :

приведены ориентировочные данные, есть нюансы, читайте инструкции производителей смол!

На практике емкость смолы рассчитывают с уменьшенным значением исходя из соображения, что смола работает в не идеальных условиях + учитывается погрешность в анализе воды. Для катионитов принимаем значение емкости 1.5 гр/л, для миксов 1 и 0,6 — примерно так.

По факту точное значение емкости смолы определяется только наблюдением за работой умягчителя. Когда ионный обмен прекращается — смотрим сколько воды прошло очистку и выставляем значение на автоматике с небольшим запасом.

Кроме того, емкость ионообменной смолы может постепенно снижаться из-за засорения смолы окисленным железом и взвешенными веществами.

В таком случае помогает промывка смолы кислотой или специальным средством очистки ионообменных смол:
БОС, Ферронет, ProRustOut

Загадочное понятие эквивалента

Когда мы говорим о емкости ионита в численном выражении, мы используем единицы миллиграмм эквивалент на литр смолы (мг.

экв/л). Что же такое эквивалент?

Эквивалент вещества — это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в кислотно-основных (ионообменных) химических реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Определение выше взято из Википедии. Более подробное объяснение понятия эквивалент здесь (ВИДЕО).

Простыми словами эквивалент не прямо указывает на массу вещества, а сообщает об его относительной молярной массе его ионов равной массе ионов с противоположным знаком, которые требуются для того, чтобы образовать молекулярную связь и привести ионы в равновесие. Сложно, да?

Но есть хорошая новость — разбираться в этом совершенно нет никакой необходимости. Выбросьте это из головы. Для успешного подбора, расчета, монтажа и эксплуатации умягчителя вникать в понятие эквивалента

не нужно.

Я больше не буду возвращаться к этой теме, мы будем игнорировать «экв. » и говорить о жесткости «мг/л» для простоты, хотя это и не совсем верно. Для наших целей понятие эквивалента не актуально.

Фильтроцикл — последовательность стадий насыщения и регенерации

Мы заранее рассчитываем работу умягчителя таким образом, чтобы сделать регенрацию (промывку) смолы раствором поваренной соли до наступления ощутимого снижения качества очистки.

Этот цикл называется в водоочистке фильтроциклом.

Проще говоря — фильтоцикл — это количество полученной чистой воды между регенерациями.

Желательно, чтобы работы бытового умягчителя без промывки хватало примерно на 1 неделю или примерно равно необходимому недельному расходу воды. Это мое сугубо личное профессиональное представление о бытовом расходе воды, у Вас могут быть другие требования. Например, раз в 3 дня или раз в 3 недели — дело Ваше. Смысл в том, чтобы умягчителем было удобно пользоваться. Раз в неделю ночью происходит промывка умягчителя автоматически.

Нужно только следить за уровне соли в солевом баке. И вода всегда будет мягкая.

Если речь идет об очистке воды на производстве — там фильтроцикл может быть и 12 часов, главное рассчитать все так, чтобы фильтр не требовал промывки во время активной фазы водоразбора.

Производительность умягчителя

Благодаря сферической форме и одинаковому размеру гранул у ионообменной смолы очень хорошие дренажные свойства. Через умягчитель можно пропустить довольно большой объем воды в час без существенной потери давления на выходе.

Однако! Ионный обмен не происходит моментально. Реакция ионного обмена занимает некоторое время, поэтому важным параметром работы умягчителя является

СКОРОСТЬ движения воды внутри колонны.

Скорость помноженная на площадь сечения (поле фильтрации) баллона дает нам представление об объеме очищаемой воды в час, иначе говоря — о ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

Итак, у нас есть два новых параметра — скорость и производительность!

Скорость фильтрации

Различные ионообменные смолы имеют разную максимально допустимую скорость фильтрации, к тому же количество удаляемых веществ тоже влияет на процесс очистки воды. Чем быстрее вода проходит через толщу смолы — тем, получается, хуже очищается вода, так? Да, это так.

И наоборот, чем медленнее движется вода через толщу смолы — тем дольше контакт ионообменного материала с водой и, соответственно, более полноценно происходит реакция обмена, на выходе вода будет чище.

Чем грязнее вода — тем медленнее надо прогонять воду через смолу для хорошей очистки.

Глядя на смолу мы видим гладкие шарики, но на самом деле они пористые и стенки этих пор тоже представляют собой рабочую поверхность, на которой закреплен натрий, готовый к обмену с кальцием и другими катионами. Тем не менее, поверхность крупиц тоже работает и чем мельче фракция смолы — тем больше ее рабочая поверхность и, соответственно, скорость обмена больше. Но при этом чем смола мельче, тем хуже ее дренажные свойства.

Баланс между площадью рабочей поверхности и дренажными свойствами, видимо, был найден производителями в размере частиц 0,3-0,5 мм, но некоторые смолы выпускаются и более мелкой фракции.

Как бы там ни было — каждый ионообменный материал имеет максимально допустимую скорость фильтрации. Нужно смотреть мануал от производителя на фильтрующий материал, чтобы получить эту информацию из первоисточника.

Например, скорость фильтрации для Lewatit S 1567 рекомендуется производителем не более 60 метров в час, правда, не уточняется при каких именно условиях. Но для большинства ионообменных смол скорость фильтрации принимается за 15-20 метров в час. Особенно это касается смол для удаления из воды железа и марганца.

Условия эксплуатации ионообменных смол

Иониты прекрасно удаляют растворенные вещества, однако, они легко загрязняются взвесями — особенно трехвалентным железом. Поэтому в воде, которая проходит очистку ионообменной смолой не должно быть взвешенных веществ, а если вода железиста, то не должно быть и кислорода, ведь железо окисляется и образует частицы гидроокиси, которая губительно влияет на смолу. Присутствие сероводорода не желательно и может негативно сказываться на работе некоторых ионообменных загрузок. Об этом говорится в инструкциях производителей, которые следует лично читать прежде, чем выбрать тот или иной продукт для своей системы водоочистки. Воду, которой предстоит очистка в умягчителе желательно предварительно осветлять с помощью магистральных фильтров с полипропиленовыми картриджами, либо на специальных загрузках с помощью обезжелезивателя.

Вода входит в колонну по трубе от 16 до 32 мм диаметром, расширяется на весь диаметр колонны и продолжает движение вниз через толщу смолу с заметно меньшей скоростью, чем она шла по трубе. Затем у дна колонны вода проникает в центральную трубку, поднимается по ней и, проходя через клапан управления, по трубам поступает к потребителю. Потребитель открывает краны в доме — иногда 1 кран, а иногда и несколько.

Типичная картина: вечер, вся семья в сборе, вода хлещет из всех кранов: стирает машинка, моется посуда на кухне, на втором этаже наполняют ванну, сливаются унитазы… одновременно.

Чтобы в доме не ощущалось перепадов давления при открытии нескольких кранов сразу нужна хорошая производительность системы.

Мы считаем максимальное количество потенциально открытых кранов — это и будет необходимая производительность умягчителя.

Как рассчитывать фильтроцикл и производительность?

Дома разные и в них живут разные люди. Кто-то приезжает на выходные вдвоем, другой живет постоянно с большой семьей.

Кто-то любит принимать ванну утром и вечером, а другой работает тренером в спортзале и ему хватает душа на работе. Ему вода нужна только, чтобы посуду мыть.

У третьего автомойка или фермерское хозяйство и ему воды надо в день по 10 кубов! Как бы там ни было — вопрос расчета не представляет больших трудностей.

Для расчета фильтроцикла будущего ~~спасителя~~ умягчителя будем действовать по шагам:

Подумаем какой нужен фильтроцикл (на сколько дней)
Прикинем максимальную производительность (скорость потребления воды)
Рассчитаем общее количество удаляемых веществ в воде
Подберем размер колонны и соответственно объем смолы
Не забудем про солевой бак и его размер

Этап 1. Необходимый фильтроцикл

Подумайте, каков желаемый фильтроцикл? Для бытовых нужд — одна-две недели — оптимально. Чаще, чем раз в неделю не нужно, а реже 1 раза в 2-3 недели не очень хорошо, все-таки смола накапливает в себе всякие загрязнения механического характера и их надо смывать прежде, чем в смоле заведутся бактерии.

Предстоящий объем потребления воды просто прикиньте, посмотрите на счетчик. Поставьте счетчик в конце-концов и замерьте объем воды. Учитывайте сезонность и тот объем воды, который используется без предварительной очистки — вода в саду, например.

Допустим, в среднем Ваша семья потребляет 13 м3 воды в месяц. В нашем примере мы принимаем желаемый фильтроцикл 1 промывка через каждые 10 дней. Значит: нам нужна промывка через каждые 4,5 куба.

Этап 2. Максимальная (пиковая) производительность

Прикиньте соотношение максимального количества потенциально открытых кранов в доме, когда вся семья дома.

Вам поможет эта таблица производительности:

Допустим, у нас в доме 2 санузла:

1) СУ 1: Унитаз и раковина

2) СУ 2: Душ, унитаз, раковина

+ кухня и стиральная машинка

А в доме живет всего 3 человека. Мама, папа и взрослая дочь. Итак, одновременно может быть открыто по 1 крану в каждом СУ, на кухне моется посуда + стирает машинка. И судя по таблице максимальная производительность будет: 12+5+7+4 = 28 литров в минуту. Умножим на 60 мин — получаем 1,7 куба в час. Это именно максимальная производительность и она будет достигаться в очень редких случаях. Наиболее вероятно, что обычно скорость разбора воды не будет превышать 1,5 куба в час. Поэтому, глядя на картинку более реалистично берем в расчет 1,5 куба воды в час

Этап 3. Расчет количества удаляемых веществ

Это очень просто! Если требуется только умягчение, то мы просто берем жесткость воды из анализа, смотрим сколько там мг/л солей жесткости. Если помимо солей жесткости требуется удаление железа/марганца — то мы считаем сумму загрязнений по формуле:

Железо*1,37 + Марганец*2 + Жесткость = Общее количество загрязнений мг экв/л

таким пересчетом мы приводим все загрязнения к общему знаменателю так сказать… к эквиваленту жесткости.

Для удобства расчета я придумал КАЛЬКУЛЯТОР УМЯГЧИТЕЛЯ — пользуйтесь, но смотрите только не ломайте :))

Калькулятор показывает какую надо взять колонну, сколько смолы и главное — какую смолу сыпать!

Вам останется только прислать мне свой заказ на ватсап. Я вышлю Вам оборудование транспортной компанией за пару дней в любой город России.

Сам калькулятор доступен по ссылке в виде гугл-таблицы — пользуйтесь. (ЛИСТ — «расходы воды»)

Допустим, в нашей воде 0,7 мг растворенного двухвалентного железа, 0,18 мг марганца и 6,4 мг/л солей жесткости. В таком случае расчет следующий: 0,7*1,37+0,18*2+6,4 = 7,74 общее количество удаляемых веществ

Этап 4. Подбор размера колонны и количества смолы

Для умягчителей используются колонны (корпуса фильтров) для водоподготовки стандартных типоразмеров. Они примерно одинаковы для всех производителей, делаются по неким мировым стандартам и взаимозаменяемы. Однако, могут быть небольшие отличия в размерах на пару сантиметров по высоте.

Колонну желательно брать неокрашенную, чтобы видеть на просвет, что там внутри происходит во время промывки. А чтобы свет не проникал внутрь колонны и там не развивались водоросли (как это происходит в аквариуме) следует надевать на колонну термоизоляционный чехол.

Как происходит фильтрация?
Как происходит регенерация?
Скорости умягчения

Умягчение. Как это работает?

На этом ВИДЕО очень классно показано общее устройство умягчителя. Четко,профессионально точно, коротко и ясно:

Метод посчета расхода соли:

2. Обменная емкость смолы = 1.2г*экв/литр смолы
Расход соли на регенерацию одного литра смолы возьмем = 120г/литр смолы
Жесткость = 32мг*экв/литр
Тогда на умягчение 1 литра воды будет затраченно следующее количество соли:
(120г/лсмолы)*(32мг*экв/л)/(1200мг*экв/л.смолы)=3,2г/л

Рассказать друзьям

Каковы причины загрязнения воды из колодца? Методы очистки

Колодец является наиболее простым и недорогим способом организации водоснабжения в загородном доме. При загрязнении может появиться неприятный запах, цвет изменяется. В этом случае требуется очистка воды из колодца — существует несколько методов в зависимости от причины загрязнения.

Вода из колодца.

Основные причины загрязнения колодезной воды

Чаще всего к загрязнению приводят бактерии. При размножении они создают целые колонии, и при их разложении в жидкости появляются соединения, содержащие сероводород. Это вызывает неприятный запах, жидкость становится токсичной и опасной.

Но есть и другие причины:

Влияние природы. Например, изменение водоносных слоев, постоянное проникновение УФ-лучей, что может изменить качество жидкости.
Деятельность человека. Нередко жидкость загрязняется из-за ошибок в период строительства, пользования конструкцией (слишком близкое расположение к канализации, септикам, коррозия металла).

Кроме того, многие не закрывают крышку колодца, из-за чего в жидкость попадает мусор, листья, отходы. Органика, разлагаясь, приводит к загрязнению, изменяет воду, делая ее непригодной для питья.

Проблема может быть вызвана и неправильным размещением сооружения в «плавающем» грунте. При давлении земля и песок могут попадать в содержимое колодца. В этом случае колодец либо переносят, либо устанавливают качественный фильтр. Еще одна причина — редкое применение колодца, из-за чего жидкость в нем, в отличие от скважины, застаивается, приобретает неприятный вкус и запах. Такое чаще случается, если человек живет на даче только в теплый сезон.

Главные признаки загрязнения воды

Рекомендовано проводить анализ раз в год. На необходимость проведения очистки могут указать несколько признаков.

Мутность воды и появление осадка

Мутность — признак того, что внутри стенок скопились ил, пыль, песок. Чаще всего такое происходит, если была нарушена герметичность швов, элементы конструкции сместились.

Признак проблем с герметичностью — помутнение жидкости после обильных осадков. Чтобы устранить такую проблему, проводят вначале механическую чистку, заделывают стыки, монтируют фильтры для вылавливания мелких загрязнений.

Маслянистая пленка говорит о попадании в шахту продуктов на основе нефти, что также может произойти при разгерметизации шахты, из-за несоблюдения правил эксплуатации колодца.

Изменение природного цвета

Вода из колодца не природного цвета.

Если цвет зеленоватый, это может указать на цветение, вызванное попаданием прямых солнечных лучей. В результате воздействия УФ-лучей водоросли, мелкие микроорганизмы активно размножаются, что и приводит к изменению цвета.

Чтобы решить эту проблему, нужно провести обеззараживание с применением химпрепаратов, последующей установкой угольного фильтра.

Если жидкость бурая или желтая, это может указывать на повышенный уровень железа. Проводить дезинфекцию в таком случае не следует — результата не будет. Требуется приобрести дополнительную систему очистки от железа.

Если она темнеет, становится черной, это может указать на наличие органических загрязнений, которые заражают воду при разложении. Для решения проблемы нужно провести тщательную чистку и обеззараживание жидкости.

Появление странного запаха

Появление запаха гнилых яиц указывает на наличие бактерий, приводящих к появлению сероводорода. Для устранения причины требуется провести механическую чистку, установить фильтры с активированным углем. Поможет дезинфекция с применением хлора, калия.

Если есть запах фенола, это может указать на попадание вредоносных отходов в колодец. Нужно провести механическую очистку и установить угольный фильтр.

Непривычный вкус воды

Не приятный вкус воды из колодца.

Причины и решение проблемы:

Солоноватый вкус нередко появляется, если в жидкости превышено содержание солей. Для решения проблемы требуется провести очистку воды до питьевой с помощью системы обратного осмоса.
Металлический вкус указывает на наличие железа. Поможет установка наноса и компрессора, последний насыщает воду кислородом.
Кисловатый привкус может указать на наличие двуокиси углерода. Чаще всего такое происходит, если в воде есть изделия из бронзы или меди.

Анализ качества колодезной воды

При обнаружении вышеперечисленных признаков рекомендовано сдать воду для проведения анализа. Это позволит определить причину загрязнения. Кроме того, пить воду из колодца, пока не будет проведена проверка и сделана очистка, не следует.

Для проведения тестов нужно делать забор:

Тщательно промывают бутылку из стекла объемом в 1,5 л водой без бытовой химии, чтобы не были искажены результаты.
Наполняют водой постепенно — при сильном напоре в бутылке будет больше кислорода, чем нужно.
Если из колодца вода подается автоматически, то вначале нужно слить немного воды, а затем наполнить емкость.
Бутылку заворачивают в темный пакет.

В течение следующих 2-3 часов нужно сдать воду на анализ. При этом через 2 суток жидкость для анализа уже не подходит, результаты такого теста могут быть сильно искажены. Если нет возможности сразу сдать пробы, нужно поместить бутылку с водой в холодильник, но максимум на 2 дня.

Самостоятельно провести анализ будет проблематично; для получения точных результатов требуется дорогостоящее оборудование. Подобными исследованиями занимаются в гослабораториях, санэпидемстанциях, лицензированных частных центрах.

Анализы воды из колодца.

Существуют 2 типа анализов:

сокращенный, который предусматривает определение 1 группы веществ;
полный, предусматривающий проведение микробиологического и химического исследований.

Полученные результаты заносятся в табличку, где будет указана информация о допустимом содержании примесей, данные саннорм. Дополнительно к результатам прикладывают заключение о годности воды, ее составе.

Эффективные способы очистки

Существуют различные мероприятия, которые помогут очистить колодец. Выбранный способ зависит от степени загрязнения.

Механическая чистка шахты

Предполагает очистку от наслоений. Рекомендовано проводить чистку в августе или начале сентября, надо успеть до появления снега. При этом чистить слизь и грязь рекомендуется на регулярной основе — они становятся причиной появления бактерий.

Механическая чистка включает в себя несколько этапов:

Откачка воды с помощью дренажного насоса, на дне все равно может остаться небольшое количество жидкости.
Очищение шахты. Для этого нужно опуститься в колодец, удалять скребком или металлической щеткой мусор, ил. На данном этапе обновляется песок и щебень на дне конструкции.
Укрепление колец с помощью специальных металлических скоб.
Герметизация швов. Для этого используется цементный раствор с добавлением жидкого стекла.

Рекомендовано также заменить донный фильтр, используя не щебень, а цеолит и шунгит. Это натуральные, хоть и более дорогие сорбенты. Засыпанные материалы минерализируют воду.

Схема донного фильтра.

Работы проводят следующим образом:

Из досок делают поддон, равный диаметру колодца.
Нужно засыпать дно слоем очищенного песка, его высота должна быть около 15 см. Лучше выбирать крупный материал.
Поверх песка делают осиновый щит, который фиксируется клиньями из дерева или металла.
На дно кладут слой геотекстиля. Материал должен быть тонким, плотным, с качественной водопроницаемостью.
Сверху засыпают слой гальки либо шунгита.

Подобная система очистки позволит уберечь воду от загрязнения в результате скопления ила, известкового налета. Несмотря на это, рекомендовано проводить очистительные работы минимум раз в год.

Выполнение работ по дезинфекции

Данный этап проводится после окончания механической очистки, устранения течей. Первый вариант — известковый раствор, который готовят из хлорной извести: берут 20 г порошка на 1 л воды. Для разведения лучше брать емкость из стекла — пластик может испортить результат. Для этого в бутылку вначале заливают холодную жидкость, затем засыпают порошок, оставляют на 2 часа.

Когда смесь отстоится, жидкость переливают в другую емкость.

Выполняют мероприятия по следующей схеме:

Все части колодца обрабатывают раствором.
Заполняют водой.
Засыпают в воду новую смесь.
Все тщательно смешивают.
Колодец закрывают пленкой.
Через сутки жидкость откачивают и снова наполняют шахту водой.
На следующие сутки проводят процедуру снова, чтобы достичь максимального эффекта.

Проведение дезинфекции колодца.

Еще один вариант — дезинфекция с применением марганцовки. Берут 1 ч.л. средства на 10 л воды, заливают раствор в колодец. Спустя сутки спускают содержимое колодца, затем наполняют его.

Рекомендовано после этого поместить в колодец мешочек из синтетического материала, заполненного кристаллами марганцовки.

Недорогой метод — использование «Белизны». Раствор для дезинфекции готовят в соотношении 1 л средства на 1 колодезное кольцо. Проводят мероприятия с его помощью следующим образом: раствором промывают стены и пол, средство вливают в воду и оставляют на сутки. Затем содержимое сливают, снова заполняют колодец.

Один из вариантов обеззараживания — с помощью йода. Однако некоторые считают, что такая обработка делает жидкость неподходящей для полива растений. Для дезинфекции готовят раствор: берут 3 капли йода на 1 л воды (на одно колодезное кольцо достаточно 4 л раствора), выливают его в воду. На следующие сутки воду сливают, колодец заполняют снова.

Для дезинфекции пользуются и промышленными средствами, например «Акватабсом», «Экобризом». Они выпускаются в виде порошка, геля. На их основе делают раствор, строго следуя инструкции на упаковке.

Применение дозирующих патронов

Эффективный вариант при сильных загрязнениях. Дозирующие хлор патроны — керамические изделия, наполненные смесью кальция гидрохлорида и хлорной извести. Пористая структура материала позволяет хлору свободно проникать в воду. Выполнять очистные мероприятия нужно только под наблюдением работника СЭС, который должен контролировать показатели жидкости.

Патрон подвешивают в шахту, опускают. Спустя 5-6 часов проводится проверка состояния воды. Если жидкость очищена не до конца, можно опустить еще 1 патрон. В дальнейшем контрольную проверку проводят раз в неделю, меняя изделия раз в 4-5 недель.

Альтернативный способ очистки ультрафиолетом

Схема очистки ультрафиолетом колодца.

Данный вариант очистки относится к более дорогостоящим, но при этом требует меньше трудозатрат. Однако прибегать к ультрафиолету можно только по завершении механической чистки.

Агрегат для проведения работ напоминает обеззараживающую камеру с УФ-лампой, которая покрыта специальной защитой. Длина волн лучей составляет в среднем 250 Нм, что позволит уничтожить патогенных бактерий.

Чем выше будет данный показатель, тем меньше времени потребуется на очистку. Главное преимущество данного способа — не меняется вкус воды.

Профилактика загрязнения воды

Очищение колодца — процедура не самая простая.

Чтобы избавить себя от необходимости проводить сложные и трудоемкие очистные мероприятия, стоит заранее позаботиться о профилактике:

колодец не оставляют без крышки, чтобы в него не попадал мусор;
рекомендовано соблюдать дистанцию — от колодца до канализационной системы коттеджа должно быть не менее 20 м;
при обустройстве колодца стоит тщательно герметизировать стенки колодца, чтобы не допустить проникновения грунтовых вод;
стоит пользоваться наносами с выносным инжектором, что позволит снизить количество протечек.

Также важно соблюдать все саннормы, не сливать в колодец отходы и не сбрасывать мусор.

Эффективные способы очистки загрязненных вод

Способы очистки сточных вод

Технический всепоглощающий прогресс не всегда, к сожалению, с лучшей стороны влияет на окружающую жизнь. Очистка различных сточных вод промышленных предприятий http://www.vo-da.ru/flotators/flotomax позволяет весьма эффективно выполнить разнообразные очистные операции, начиная с откачки или повторного использования канализационных вод и заканчивая устранением запаха.

Особенности механического метода очистки

Механическая очистка определяется как начальная стадия очистных мероприятий. Основная ее задача заключается в устранении крупнодисперсных примесей благодаря применению фильтра грубой очистки. Возможности механической очистки весьма обширны. При применении в промышленных масштабах очистка загрязненных сточных вод возможна на 90 процентов. Именно так осуществляется очистка загрязненных вод от нефтепродуктов на НПЗ или автомойках. Помимо этого можно сказать, что механические методы очистки — самые дешевые.

Есть три основных технологических метода механической очистки вод канализации:

фильтрование;
процеживание;
отстаивание.

Так в процессе механической очистки методом процеживания ржавчина (гидроокись железа) и песок удаляются из сточных вод. Для этих целей используются фильтр осветления сточной воды. Он состоит из фильтрующей загрузки, корпуса из стекловолокна и блока управления, который позволяет проводить в автоматическом режиме этапы взрыхлении и отмывку загрузки.

Способ физико-химической очистки

Такой способ основывается на взаимодействующей реакции между специальным реагентом (флокулянтом или коауглянтом) и обрабатываемой жидкостью. Этот элемент вступает в реакцию с растворимыми соединениями, подвергающимися затем фильтрации в процессе механической очистки загрязненных вод. Загрязнители же, которые остаются в растворимой форме, в ходе физико-химической очистки превращаются в безвредную форму. Физико-химическая очистка дозволяет избавиться от различных солей и железа. Тем не менее отнюдь не всегда этот метод очистки дозволяет устранить все вредные примеси.

Биологическая и бактериальная очистка

Биологическая очистка основывается на принципе биологического окисления. Это механизм обмена электронов, которые принадлежат взаимодействующим элементам, а также сложнейшее взаимодействие внешней среды с биоценозом. В простой септик также загружаются особенные «бактерии-переработчики», очищающие стоки.

Аэробная (биологическая) очистка предполагает и использование технологии, при которой применяются так называемые биофильтры. Это очистные сооружения, заполненные загрузочным материалом, который предназначен для фильтрации. В соответствии с технологией на поверхности этого слоя вырабатывается биологическая пленка.

Благодаря температурной разнице между сточными водами и атмосферным воздухом обеспечивается беспрерывное проветривание воздушных масс благодаря загрузке фильтра. Это способствует устойчивой концентрации кислорода достаточной для жизнедеятельности различных микроорганизмов.

Очистка загрязненной воды пестицидами …

Воздух и климат
Питьевая вода
Экологического менеджмента
Здоровье и безопасность
Мониторинг и тестирование
Почва и грунтовые воды
Отходы и переработка
Вода и сточные воды
Мониторинг воды

Воздух и климат
Промышленная вентиляция
Контроль выбросов кислых газов
Обработка воздуха активированным углем
Обработка активированным углем
Аэробиология
Мониторинг аэрозолей
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Питьевая вода
Производство атмосферной воды
Бутилированная вода
Бытовая питьевая вода
Питьевая вода
Анализ питьевой воды
Хлорирование питьевой воды
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Экологического менеджмента
Акустический контроль птиц
Моделирование воздуха
Отчетность о качестве воздуха
Водная экология
Археология
Соответствие асбесту
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Здоровье и безопасность
Соответствие требованиям к несчастным случаям
Мониторинг аварий
Правила несчастных случаев
Случайный выпуск
Разливы кислоты
Кислотные отходы
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Мониторинг и тестирование
Абсорбциометры
Акселерометры
Мониторинг ацетонитрила
Мониторинг кислых газов
Акустический мониторинг
Акрилонитрил мониторинг
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Почва и грунтовые воды
Аэрогеофизический
Анаэробная биоремедиация
Мониторинг водоносных горизонтов
Водоносные горизонты
Археология
Шнековая дрель
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Отходы и переработка
Переработка кислоты
Кислотные отходы
Акустическая чистка
Аэробные отходы
Утилизация аэрозольных баллончиков
Переработка агрегатов
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Вода и сточные воды
Кислотная очистка сточных вод
Фильтрация с активированным углем
Обработка активированным углем
Обработка воды активированным углем
Активный ил
Мониторинг активного ила
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Мониторинг воды
фекальное заражение
Мониторинг активного ила
Трюмный мониторинг
Мониторинг биологической потребности в кислороде (БПК)
Мониторинг котловой воды
Химический мониторинг потребности в кислороде (ХПК)
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения

Меню Просмотреть все каналы
Воздух и климат
Питьевая вода
Экологического менеджмента
Здоровье и безопасность
Мониторинг и тестирование
Почва и грунтовые воды
Отходы и переработка
Вода и сточные воды
Мониторинг воды
Воздух и климат
Промышленная вентиляция
Контроль выбросов кислых газов
Обработка воздуха активированным углем
Обработка активированным углем
Аэробиология
Мониторинг аэрозолей
… и больше
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Компании
Новости
События
Статьи
Книги
Журналы
Видео
Загрузки
Питьевая вода
Производство атмосферной воды
Бутилированная вода
Лабораторная оценка очистки загрязненной воды из а. ..
Воздух и климат
Питьевая вода
Экологического менеджмента
Здоровье и безопасность
Мониторинг и тестирование
Почва и грунтовые воды
Отходы и переработка
Вода и сточные воды
Мониторинг воды
Воздух и климат
Промышленная вентиляция
Контроль выбросов кислых газов
Обработка воздуха активированным углем
Обработка активированным углем
Аэробиология
Мониторинг аэрозолей
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Питьевая вода
Производство атмосферной воды
Бутилированная вода
Бытовая питьевая вода
Питьевая вода
Анализ питьевой воды
Хлорирование питьевой воды
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Экологического менеджмента
Акустический контроль птиц
Моделирование воздуха
Отчетность о качестве воздуха
Водная экология
Археология
Соответствие асбесту
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Здоровье и безопасность
Соответствие требованиям к несчастным случаям
Мониторинг аварий
Правила несчастных случаев
Случайный выпуск
Разливы кислоты
Кислотные отходы
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Мониторинг и тестирование
Абсорбциометры
Акселерометры
Мониторинг ацетонитрила
Мониторинг кислых газов
Акустический мониторинг
Акрилонитрил мониторинг
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Почва и грунтовые воды
Аэрогеофизический
Анаэробная биоремедиация
Мониторинг водоносных горизонтов
Водоносные горизонты
Археология
Шнековая дрель
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Отходы и переработка
Переработка кислоты
Кислотные отходы
Акустическая чистка
Аэробные отходы
Утилизация аэрозольных баллончиков
Переработка агрегатов
…и больше
Компании
Продукты
Сервисы
Программного обеспечения
Тренировка
Приложения
Вода и сточные воды
Кислотная очистка сточных вод
Фильтрация с активированным углем
Введение в методы очистки загрязненной воды, автор Дж. Пол Гайер
Домой
Мои книги
Обзор ▾
Рекомендации
Награды Choice Awards
Жанры
Подарки
Новые выпуски
Списки
Изучить
Биография
90 Источники и интервью
1d8ycc4sv0g.1.0.2.0.2.0.1.0.0.7″> Биография
Бизнес
Детский
Кристиан
Классика
Комиксы
Поваренные книги
Электронные книги
Фэнтези
1d8ycc4sv0g.1.0.2.0.2.0.1.0.1.0.1:$genreList1.0:$Fiction»> Художественная литература
Графические романы
4
4 906 Историческая музыка
4 Историческая музыка Художественная литература
Тайна
Документальная литература
0.2.0.2.0.1.0.1.0.1:$genreList1.0:$Poetry»> Поэзия
Психология
Романтика
Наука
Научная фантастика
Самопомощь
Спорт
Триллер
Молодежь
1d8ycc4sv0g.1.0.2.0.2.0.1.0.1.0.1:$genreList2.0:$Travel»> Путешествия
021
Сообщество ▾
Группы
Обсуждения
Цитаты
Спросить автора
Войти
Присоединиться
Зарегистрироваться
Профиль
2″> Посмотреть профиль
Профиль
Друзья
Группы
Обсуждения
Комментарии
Задание по чтению
Kindle Заметки и основные моменты
Цитаты
Любимые жанры
Рекомендации друзей
7.0.1.0.1.1.0.b»> Настройки учетной записи
62 Выйти
21 Помощь
907
Мои книги
Обзор ▾
Рекомендации
Награды Choice Awards
Жанры
Подарки
Новые выпуски
Списки
Изучить
1d8ycc4sv0g.2.0.0.0.2.0.1.0.0.7″> Новости и интервью
Бизнес и интервью
Жанры
Бизнес4 906 04
Детская
Христианская
Классика
Комиксы
Поваренные книги
Электронные книги
Фэнтези
1d8ycc4sv0g.2.0.0.0.2.0.1.0.1.0.1:$genreList1.0:$Fiction»> Художественная литература
Графические романы
Историческая фантастика
История
Историческая фантастика
Музыка
Музыка
Документальная литература
1d8ycc4sv0g.2.0.0.0.2.0.1.0.1.0.1:$genreList1.0:$Poetry»> Поэзия
Психология
Романтика
Границы | Источники химических загрязнителей в пищевых продуктах и их влияние на здоровье
Введение
Фраза химическое загрязнение является четким указанием на присутствие химикатов там, где их не должно быть, или они присутствуют в количестве, которое находится в более высокой концентрации, чем количество, которое считается безопасным.Химические опасности являются одной из основных причин загрязнения пищевых продуктов, связанных со вспышками болезней пищевого происхождения (Faille et al. , В печати). Происхождение химических загрязнителей различно, от поля до тарелки, а именно: почва, окружающая среда, побочные продукты дезинфекции, средства личной гигиены, воздух, вода и упаковочный материал. Химические загрязняющие вещества подавляют почти все массовые продукты повседневного использования, такие как дезинфицирующие средства, пластмассы, моющие средства, дезодоранты, пестициды и так далее. Даже потребляемая пища и принимаемая вода небезопасны от проникновения химических веществ в небезопасных концентрациях.Случайное или преднамеренное заражение пищевых продуктов — это досадный акт, который влечет за собой многочисленные серьезные последствия для здоровья человека. Загрязнение пищевых продуктов было зарегистрировано в истории еще 8000 лет назад; однако рост агробизнеса и глобализация способствовали распространению проблемы по всей планете (Robertson et al., 2014). Центр США по контролю и профилактике заболеваний подтвердил более 11000 инфекций пищевого происхождения в 2013 году (Salter, 2014) с несколькими агентами, такими как вирусы, бактерии, токсины, паразиты, металлы и другие химические вещества, вызывающие загрязнение пищевых продуктов (Callejón et al. , 2015). Симптомы болезней пищевого происхождения из-за химического заражения варьируются от легкого гастроэнтерита до смертельных случаев печеночных, почечных и неврологических синдромов. Именно в этом контексте загрязнение пищевых продуктов часто попадает в заголовки газет из-за его вредных последствий. В период с 2009 по 2010 год в США было зарегистрировано в общей сложности 1527 вспышек болезней пищевого происхождения, которые привели к 29 444 случаям заболевания и 23 смертельным исходам (CDC, 2013). Кроме того, загрязнение пищевых продуктов стало более серьезным в последние годы из-за развития промышленности и последующего загрязнения окружающей среды (Song et al., 2017). Кроме того, употребление загрязненной пищи с пестицидами и тяжелыми металлами может вызвать желудочно-кишечные инфекции (Song et al., 2017). Например, по оценкам, от 400 до 500 детей умерли от острого отравления свинцом из-за употребления в пищу продуктов, загрязненных свинцовыми почвами и пылью в Нигерии (Tirima et al. , В печати). Принимая во внимание такие инциденты и общие вредные последствия для здоровья в первую очередь, в этом обзоре исследуются причины и типы химических загрязнителей в пищевых продуктах, а также ежедневное воздействие таких загрязненных пищевых продуктов на человека, а также более подробно рассматриваются воздействия таких пищевых примесей на здоровье.
Причины загрязнения пищевых продуктов
Еда является важнейшим фактором благополучия человека и основным источником беспокойства, удовольствий и стресса (Wilcock et al., 2004), причем одной из причин стресса и беспокойства являются болезни, вызванные в результате зараженной пищи. Есть несколько причин заражения пищевых продуктов (Ingelfinger, 2008). Приготовление пищи проходит через длинную цепочку обработки, каждый этап которой является потенциальным источником проникновения химических загрязнителей в пищу.Транспортировка пищевых продуктов также может стать причиной заражения пищевых продуктов, особенно в плохих санитарных условиях (Unnevehr, 2000). Аналогичным образом, некоторые химические вещества намеренно смешиваются в процессе приготовления пищи, чтобы продлить срок хранения пищевого продукта. Загрязняющие вещества могут включать примеси пищи, приготовленные на кухне; тем не менее, передача инфекции в основном зависит от эффективности кухонной гигиены (Gorman et al., 2002). Химические загрязнители попадают в пищевую цепочку естественным образом, а также вместе с патогенами, присутствующими в окружающей среде, и содержат большое количество бактерий в некоторых основных сырых продуктах, таких как мясо птицы (Humphrey et al., 2007).
Типы загрязняющих веществ в пищевых продуктах
К загрязнителям пищевых продуктов обычно относятся загрязнители окружающей среды, загрязнители пищевой промышленности, неразрешенные примеси и пищевые добавки, а также мигранты из упаковочных материалов (Mastovska, 2013). Загрязняющие вещества окружающей среды — это примеси, которые либо вносятся человеком, либо встречаются естественным образом в воде, воздухе или почве. Загрязняющие вещества, образующиеся при производстве пищевых продуктов, включают те нежелательные соединения, которые образуются в пищевых продуктах во время запекания, жарки, консервирования, нагревания, ферментации или гидролиза (Schrenk, 2004).Прямой контакт пищевых продуктов с упаковочными материалами может привести к химическому загрязнению из-за миграции некоторых вредных веществ в пищевые продукты. Кроме того, использование неразрешенных или ошибочных добавок может привести к загрязнению пищевых продуктов.
Загрязняющие вещества естественного происхождения в пищевых продуктах
Несколько бактерий, вирусов и паразитов естественным образом обитают на поверхности сырых продуктов. Загрязнение сырых продуктов также может происходить из-за сточных вод, почвы, внешних поверхностей, живых животных, внутренних органов мясных животных.Дополнительным источником зараженной пищи является пища, полученная от больных животных, хотя достижения в области здравоохранения почти устранили этот источник заражения пищевых продуктов (Marriott and Gravani, 2006). Загрязнение пищевых продуктов химическими источниками включает случайное смешивание химических веществ с пищевыми продуктами или химикатов в кормах для животных, или инъекции антибиотиков домашним птицам (Martin and Beutin, 2011). Некоторые паразиты также присутствуют в пище в результате симбиотических отношений между организмом и паразитом.Многие из них вызывают инфекции и вспышки болезней пищевого происхождения. Широкая классификация этих паразитов представлена в таблице 1A (Newell et al., 2010).
Таблица 1A . Паразиты в различных пищевых продуктах (модифицированы и используются с разрешения Newell et al., 2010).
Кишечные инфекции, вызываемые паразитами, могут передаваться фекально-оральным путем при употреблении в пищу зараженной пищи или через поглощение свободноживущих паразитов из окружающей среды.Заражение пищевых продуктов, таких как мясо, овощи и фрукты, возможно из-за попадания паразита в сточные воды, оросительную воду, фекалии, почву, обращение с людьми или неправильную обработку зараженного мяса. Животные, производящие пищу, сами могут переносить паразитов, поскольку сами инфицированы (Pozio, 1998).
Загрязнение на этапах производства, обработки, хранения и приготовления пищевых продуктов
Загрязняющие вещества могут присутствовать в продуктах питания на их сырой стадии в результате воздействия загрязняющих веществ из окружающей среды.Во время транспортировки пищевых продуктов к распространенным источникам загрязнения относятся выхлопные газы дизельного топлива и бензина из транспортных средств или перекрестное загрязнение транспортных средств, используемых для перевозки пищевых продуктов. Транспортные суда дальнего следования также часто подвергаются перекрестному загрязнению химическими веществами, используемыми для дезинфекции, или другими источниками (Nerín et al., 2007a). Высокие барьеры, используемые для защиты пищевых продуктов путем их упаковки при транспортировке на дальние расстояния, не всегда проверяются на их барьерные свойства, что делает их причиной загрязнения. На этапе очистки при производстве и приготовлении пищевых продуктов загрязняющие вещества могут проникать из-за остатков дезинфицирующих и чистящих средств на поверхности оборудования для обработки пищевых продуктов (Nageli and Kupper, 2006; Villanueva et al., 2017). Тепловая обработка в производственном процессе — еще один источник загрязнения. Использование высокой температуры приготовления в домашних условиях и на производстве — широко используемый метод приготовления пищи. Использование высокой температуры для приготовления пищи в сочетании с внешними факторами потенциально приводит к образованию токсичных соединений, которые влияют на безопасность и качество пищевых продуктов.Токсичные соединения, такие как нитрозамины, хлорпропанолы, акриламид, фураны или ПАУ, образуются во время таких методов обработки пищевых продуктов, как нагревание, жарение, жарка на гриле, выпечка, консервирование, ферментация или гидролиз (Nerín et al., 2016). Жарение является основным источником образования ряда токсичных соединений в процессах приготовления пищи (Roccato et al. , 2015). Кроме того, микроволновое нагревание также может приводить к появлению загрязняющих веществ в пищевых продуктах, поскольку обычная особенность микроволнового приготовления заключается в том, что пища готовится в контейнере или оберточной пленке (упаковочном материале) в микроволновой печи (Нерин и др., 2003). Упаковочные материалы, пригодные для использования в микроволновой печи, включают картон, композиты и пластмассы, и во время приготовления компоненты этих материалов могут переходить из упаковки в пищу, что приводит к снижению безопасности и качества пищевых продуктов (Ehlert et al., 2008).
Пищевая упаковка обладает рядом преимуществ, таких как физическая защита и повышенная защита пищевых продуктов; однако он все еще может представлять угрозу (Marsh and Bugusu, 2007). В процессах упаковки используется несколько добавок, таких как стабилизаторы, антиоксиданты, пластификаторы и вещества, снижающие скольжение, для улучшения свойств упаковочного материала.Тем не менее, любой прямой или косвенный контакт пищевых продуктов с упаковочным материалом может привести к переносу этих веществ из упаковки в пищевые продукты. Такое явление называется миграцией. Когда металлические банки используются в упаковке, коррозия становится источником загрязнения пищевых продуктов из-за миграции ионов металлов в пищу (Buculei et al., 2012). Чтобы избежать этого, внутренняя сторона банок обычно покрывается лаками, такими как эпоксидные смолы, для защиты от коррозии, но даже незначительные побочные продукты производства эпоксидных смол, такие как цикло-ди-BADGE, бисфенол A или диглицидиловый эфир бисфенола A ( BADGE) могут переходить в пищу.Такие соединения известны как эндокринные разрушители (Cabado et al., 2008). Также существует риск того, что непреднамеренно добавленные вещества могут мигрировать из упаковочного материала в пищевые продукты, что приведет к неблагоприятным последствиям (Nerin et al., 2013). Хранение продуктов — еще один шаг, который может привести к попаданию токсинов в продукты питания. Некоторые из факторов загрязнения включают прямой солнечный свет, который ускоряет порчу пищевых продуктов и упаковки и поглощает нежелательные посторонние запахи. Продукты с более длительным сроком хранения содержат ароматизаторы и цвет, которые ухудшают питательную ценность продуктов.Кроме того, продукты с высоким содержанием жира подвержены загрязнению запахом (Nerín et al., 2007a). Загрязнение пищевых продуктов на всех этапах обработки пищевых продуктов до упаковки суммировано на Рисунке 1.
Рисунок 1 . Загрязнение пищевых продуктов. (A) Загрязнение при производстве и переработке пищевых продуктов. (B) Загрязнение из-за влияния окружающей среды.
Загрязнение в результате воздействия окружающей среды
Формат биосенсорного анализа помогает определять многочисленные загрязнители окружающей среды, вызывающие загрязнение пищевых продуктов (Baeumner, 2003).Некоторые металлы, в первую очередь токсичные тяжелые металлы кадмий, ртуть, свинец и полихлорированный дифенил (ПХБ), проникают через промышленную среду и загрязняют пищевые продукты. Пример промышленного района Хулудао на северо-востоке Китая, который серьезно загрязнен тяжелыми металлами, такими как ртуть, свинец, кадмий, цинк и медь, из-за выплавки тяжелых металлов в этом районе (Zheng et al. , 2007). Растения составляют основу пищевой цепи, и они могут легко поглощать токсичные вещества из почвы, заражая не только фрукты и овощи, но и морепродукты (Peralta-Videa et al., 2009). Почвенная среда — еще один источник загрязнения пищевых продуктов. Тяжелые металлы из промышленных зон могут просачиваться в почву и попадать в пищевую цепочку, заражая необработанные источники пищи (Кришна и Говил, 2006). Пестициды, используемые в качестве средств защиты растений, также входят в пищевую цепочку, и воздействие этих химикатов на человека указывает на широкий спектр проблем со здоровьем, таких как подавление иммунитета, снижение интеллекта, нарушение гормонов, рак и репродуктивные аномалии (Abhilash and Singh, 2009).Ежегодно во всем мире применяется примерно 3 миллиарда кг пестицидов (Pimentel, 2005), что представляет серьезную угрозу, так как химические вещества загрязняют сырые источники пищи. Однако в случае пестицидов максимальный остаточный уровень (MRL) является важным определяющим фактором риска, который они представляют для здоровья человека. Уровни остатков пестицидов в пищевых продуктах регулируются законодательством, чтобы минимизировать их воздействие на потребителя (Nasreddine and Parent-Massin, 2002). Однако во многих слаборазвитых странах такое законодательство отсутствует или плохо принимается.Сходными с пестицидами являются остатки ветеринарных препаратов у сельскохозяйственных животных, которые могут оставаться в мясе и представлять опасность для человека из-за воздействия этих остатков лекарственных средств, передачи устойчивости к антибиотикам и риска аллергии (Reig and Toldrá, 2008).
Химические загрязнители в питьевой воде
Проблема потребления продуктов питания превратилась из короткой торговой цепочки между производителем и потребителем в сложную цепочку из различных сторон (Pongratz et al., 2011). Подобно продуктам питания, питьевая вода также подвержена риску загрязнения с серьезными последствиями для здоровья не только для человеческой жизни, но и для морских обитателей и других организмов, потребляющих нечистую воду. Источники этих загрязняющих веществ многочисленны, включая промышленные и муниципальные сбросы, природные геологические образования, городские и сельские стоки, процесс очистки питьевой воды и материалы для распределения воды (Calderon, 2000). Деятельность человека, такая как гидравлический разрыв пласта и горизонтальное бурение, увеличила выработку энергии, однако также увеличила частоту загрязнения питьевой воды. Питьевая вода, полученная из подземных вод, также может быть загрязнена тяжелыми металлами (например, никелем, ртутью, медью и хромом), что может привести к увеличению случаев заболеваний канцерогенного и неканцерогенного характера (Wongsasuluk et al., 2013), включая фекальное загрязнение (Костыла и др., 2015). Такой источник загрязнения питьевой воды особенно распространен в странах с низким и средним уровнем доходов (Bain et al., 2014). Побочные продукты фармацевтических препаратов также токсичны и являются еще одним идентифицированным источником загрязнения воды химическими веществами (Shen and Andrews, 2011).
К загрязнителям питьевой воды относятся несколько химических веществ, таких как мышьяк, алюминий, свинец, фторид, побочные продукты дезинфекции, радон и пестициды (таблица 1B).Их воздействие на здоровье варьируется от многочисленных видов рака, сердечно-сосудистых заболеваний, неблагоприятных репродуктивных последствий и неврологических заболеваний. Currie et al. (2013) также определили, что потребление химически загрязненной воды матерями, особенно менее образованными, оказывает значительное влияние на вынашивание младенцев и вес ребенка при рождении.
Таблица 1B . Общие химические загрязнители в питьевой воде описаны в недавней литературе.
Влияние загрязнителей пищевых продуктов на здоровье
Болезни пищевого происхождения ежегодно вызывают около 48 миллионов заболеваний в США.(Gould et al., 2013) Химически загрязненная пища имеет серьезные последствия для здоровья людей. Вредные эффекты варьируются от незначительных желудочных проблем до серьезных смертельных исходов. Химические загрязнители тесно связаны с тяжелыми последствиями, отсутствием личного контроля и долгосрочными последствиями (Kher et al., 2011). Потребление пищи — наиболее вероятный источник воздействия металлов на человека. Такие металлы, как кадмий и свинец, могут легко попасть в пищевую цепочку. Тяжелые металлы могут серьезно истощить определенные питательные вещества в организме, что может снизить иммунологическую защиту, ухудшить психосоциальные возможности и вызвать задержку внутриутробного развития.Потребление тяжелых металлов также связано с недоеданием и увеличивает частоту желудочно-кишечных заболеваний (Khan et al., 2008). Загрязняющие пищевые вещества также являются ведущей причиной рака (Abnet, 2007). Воздействие полихлорированных дифенилов (ПХБ) из-за загрязнения пищевых продуктов может отрицательно сказаться на неврологическом развитии детей и иммунном ответе (Schantz et al., 2004). Пестициды в пищевых продуктах как загрязнители также имеют серьезные последствия для здоровья. Чрезмерные уровни этих химических веществ в пище вызывают поражение нервной системы и почек, врожденные нарушения, репродуктивные проблемы и могут оказаться канцерогенными (Bassil et al., 2007). Накопление пестицидов в тканях организма также может привести к метаболической деградации (Androutsopoulos et al., 2013). Существует также риск нарушений развития нервной системы, таких как синдром дефицита внимания, аутизм, церебральный паралич и умственная отсталость, вызванный промышленными химическими веществами, такими как мышьяк, полихлорированные бифенилы и свинец, содержащиеся как в пище, так и в воде. Воздействие таких химикатов на этапах развития плода может вызвать повреждение головного мозга и пожизненную инвалидность при гораздо более низких дозах, чем те, которые могут повлиять на функцию мозга взрослых (Grandjean and Landrigan, 2006).
Индивидуальное воздействие загрязнителей пищевых продуктов
Потребление продуктов питания — важнейший путь воздействия загрязнителей из различных источников. Воздействие этих загрязнителей на человека является высоким, что является причиной большого числа госпитализированных случаев и заболеваний не только в США, но и во всем мире. Пищевые загрязнители присутствуют почти в каждом продукте питания, включая фрукты, выпечку, овощи, птицу, мясо и молочные продукты (Kantiani et al., 2010). Нередко один продукт питания содержит остатки пяти или более чем пяти стойких химических токсинов (Schafer, 2002).В ходе исследования изучалось воздействие 37 загрязняющих веществ с пищей в США и было выявлено, что 20 из изученных загрязнителей имели доступные контрольные концентрации рака. Эти контрольные концентрации показали, что ежедневное воздействие загрязняющих веществ могло вызвать неблагоприятные побочные эффекты (Dougherty et al., 2000). Другое исследование оценило воздействие многочисленных пищевых загрязнителей на детей; результаты показали, что эталонный показатель рака у всех детей превышен для дильдрина, мышьяка, DDE и диоксинов (Vogt et al., 2012).
Профилактические меры по контролю загрязнения пищевых продуктов
Существует законодательство, регулирующее уровни некоторых химических веществ в пище. Использование вредных для здоровья добавок и примесей запрещено законом. Однако для предотвращения попадания опасных химических веществ в продукты питания и причинения вреда населению необходимы эффективные системы надзора и реагирования. FDA предписывает минимальные уровни химических веществ, которые разрешены в пищевых продуктах, например, концентрация пестицидов не должна превышать установленный предел (Bajwa and Sandhu, 2011).Однако при соблюдении установленной концентрации и рекомендаций могут возникать ошибки. В частности, в развивающихся и слаборазвитых странах правоприменительные меры по регулированию концентрации вредных загрязнителей в продуктах питания все еще слабы. Некоторые страны сильно зависят от сельского хозяйства, что приводит к просачиванию высоких уровней пестицидов в грунтовые воды, загрязняющих как продукты питания, так и воду. Особую озабоченность вызывают нерегулируемые химические вещества (Villanueva et al., 2013), и необходимы дополнительные исследования, чтобы сосредоточить внимание на загрязнителях, не обнаруживаемых человеком. Кроме того, важны индивидуальные интересы потребителей, поскольку они могут сыграть фундаментальную роль в управлении их здоровьем (Liang and Scammon, 2016). Более того, популярность и широкое использование Интернета также позволяет потребителям искать информацию в Интернете и снижать риски для здоровья, связанные со случаями заражения пищевых продуктов. Средства массовой информации и журналисты играют важную роль в освещении вспышек болезней, угрозах и их причинах, включая комментарии экспертов относительно химических загрязнителей пищевых продуктов.Более того, общественность должна сохранять здоровую степень скептицизма в отношении зараженных пищевых продуктов, о которых сообщается в новостях, и избегать употребления обвиняемых пищевых продуктов до тех пор, пока научные данные не оправдают немедленных действий. Что наиболее важно, пищевая промышленность должна признать необходимость быть более честной и своевременной при производстве безопасных коммерческих пищевых продуктов, а также защищать население от загрязнения пищевых продуктов.
Заключение
Химическое загрязнение пищевых продуктов стало серьезной проблемой, связанной с потенциальной опасностью для здоровья.Основная часть заражения пищевых продуктов происходит из-за встречающихся в природе токсинов и загрязнителей окружающей среды или во время обработки, упаковки, приготовления, хранения и транспортировки пищевых продуктов. По мере развития технологий обнаружение таких загрязнителей становится проще. Однако есть несколько загрязнителей, которые до сих пор неизвестны, и исследования в этом отношении продолжаются. Хотя правительство предприняло адекватные шаги для минимизации индивидуального воздействия загрязнителей пищевых продуктов, все еще необходимо принять меры для снижения рисков для здоровья и заболеваний, связанных с химическим загрязнением пищевых продуктов.
Взносы авторов
IR разработал, задумал и написал рукопись. WK помог письменно. WP и JL критически рассмотрели, отредактировали и доработали рукопись для подачи.
Финансирование
Работа поддержана Корейским национальным исследовательским фондом (2013M3A9A504705 и 2017M3A9A5048999).
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Рецензент AJ заявил о совместной принадлежности, без сотрудничества, с одним из авторов, IR, к редактору, занимающемуся обработкой.
Список литературы
Андроутсопулос, В., Эрнандес, А., Лисивуори, Дж., И Цацакис, А. (2013). Механистический обзор связанных с здоровьем эффектов низких уровней хлорорганических и фосфорорганических пестицидов. Токсикология 307, 89–94. DOI: 10.1016 / j.tox.2012.09.011
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бейн, Р. , Кронк, Р., Райт, Дж., Янг, Х., Слеймейкер, Т., и Бартрам, Дж. (2014). Фекальное загрязнение питьевой воды в странах с низким и средним уровнем доходов: систематический обзор и метаанализ. PLoS Med. 11: e1001644. DOI: 10.1371 / journal.pmed.1001644
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Барнаби Р., Лифелд А., Джексон Б. П., Хэмптон Т. Х. и Стэнтон Б. А. (2017). Эффективность настольных фильтров-кувшинов для удаления мышьяка из питьевой воды. Environ. Res . 158, 610–615. DOI: 10.1016 / j.envres.2017.07.018
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бассил, К., Вакил, К., Санборн, М., Коул, Д., Каур, Дж., И Керр, К. (2007). Влияние пестицидов на здоровье рака. банка. Fam. Phys. 53, 1704–1711
Google Scholar
Buculei, A., Gutt, G., Sonia, A., Adriana, D., and Constantinescu, G. (2012). Исследование миграции олова и железа из металлических банок в продукты питания во время хранения.