Сырая вода — это вода, находящаяся в окружающей среде, которая не была обработана и из которой не были удалены никакие минералы, ионы, частицы, бактерии или паразиты. Сырая вода включает дождевую воду , грунтовые воды , воду из инфильтрационных скважин и воду из таких водоемов, как озера и реки .
Сырая вода, как правило, небезопасна для потребления человеком из-за наличия загрязняющих веществ. Серьезной проблемой для здоровья в некоторых развивающихся странах является использование сырой воды для питья и приготовления пищи. [1]
Без обработки сырую воду можно использовать для орошения , строительства или уборки. [2] Фермеры используют ее для полива своих культур и дают пить скоту , сохраняя ее в искусственных озерах или водохранилищах в течение длительного времени. Строительная промышленность может использовать сырую воду для производства цемента или для амортизации негерметичных дорог, чтобы предотвратить подъем пыли. Сырую воду также можно использовать для смыва туалетов и мытья автомобилей, а также для любых других целей, которые не требуют ее потребления людьми. Вода в этой форме считается сырой, в отличие от воды, которая была очищена перед потреблением, такой как питьевая вода или вода, которая была использована в промышленном процессе, например, сточные воды .
Смыв сырой водой — это метод экономии воды , при котором для смыва туалетов используется сырая вода.
Состав сырой воды по своей природе изменчив, но обычно содержит один или несколько из следующих существенных загрязняющих веществ в виде растворенных ионов, частиц и живых организмов: [3]
Другие, менее распространенные загрязнители сырой воды включают:
Эти загрязняющие вещества могут быть вредны для людей, если они пьют сырую воду, содержащую их, или если вода не обрабатывается должным образом перед употреблением. Загрязняющие вещества также могут оказывать влияние на местную экосистему. Например, химикаты, нарушающие работу эндокринной системы, могут оказывать вредное воздействие на популяции рыб, обитающих в естественных озерах и реках . [7] Эти растущие проблемы со здоровьем привели к разработке руководящих принципов, таких как HACCP ( анализ рисков и критические контрольные точки ), для производства безопасной питьевой воды из сточных вод и сырой воды, а также к исследованиям в области альтернатив устойчивого водоснабжения. [8] [9]
Сырую воду можно использовать для многих целей, например, в качестве охлаждающей воды , воды для ополаскивания и химического производства, очищенной воды и питьевой воды . [10] Однако из-за возможных загрязняющих веществ сырую воду необходимо очищать, прежде чем она будет разрешена для потребления человеком или промышленного использования. [11] Существует несколько этапов, связанных с очисткой сырой воды, и различные методы, с помощью которых она может осуществляться.
Обратный осмос используется для производства деминерализованной воды уже более 30 лет. [10] При обратном осмосе вода транспортируется через мембрану под высоким давлением, в результате чего получается продукт, состоящий в основном из воды и концентрата , содержащего большинство других компонентов, таких как минералы и нежелательные остатки . [12] Многие загрязняющие вещества, включая железо , марганец , аммоний , следы пестицидов и лекарств , органические микрозагрязнители и радиоактивные частицы, можно удалить только с помощью обратного осмоса. [4] [12] Эта эффективность сделала обратный осмос основным методом очистки воды , часто используемым в сочетании с другими методами в качестве окончательной обработки. Недостатком обратного осмоса является то, что удаление большинства минералов из воды может иметь отрицательные последствия для ее вкуса. [12] Иногда минералы добавляют в питьевую воду, которая уже была отфильтрована, чтобы улучшить ее вкус.
Традиционный метод очистки воды представляет собой сложный многоступенчатый процесс, который использовался в течение многих лет. [10] Он обычно состоит из пяти основных этапов. [11] Во-первых, сырая вода регулируется по щелочности и pH с добавлением гашеной извести и углекислого газа . Во-вторых, твердые частицы собираются с сульфатом алюминия и другими коагулянтами , такими как полимеры , и вода течет в каскаде, который смешивает химикаты и сырую воду с коагулянтами. В-третьих, вода медленно смешивается в осветлителях, где более крупные частицы оседают на дно и периодически удаляются ( седиментация ). В-четвертых, вода направляется из осветлителей в фильтры (например, антрацитовый и песчаный фильтр ) для улавливания любых более мелких частиц, которые выжили в процессе осветления. Наконец, добавляется гидроксид натрия для регулировки конечного pH/щелочности, гипохлорит натрия для дезинфекции и фторид для фторирования . Этот процесс часто используется в качестве метода предварительной обработки, в то время как другие процессы, такие как обратный осмос, используются для окончательной обработки. [10] Недостатком этого метода является использование химикатов, таких как озон , флокулянты , перекись водорода , известь и хлор для процесса фильтрации. [10] Эти химикаты могут быть опасны, если они используются неправильно или если они остались в воде после полной очистки. Это требует особых мер предосторожности, и каждый шаг процесса должен контролироваться для достижения общей оптимальной производительности. [10] Необходимость в сложной системе управления для традиционной очистки может привести к ее финансовым затратам. [10] Это привело к разработке альтернативных методов предварительной обработки и очистки сырой воды.
Ультрафильтрация — это процесс мембранной фильтрации , который является альтернативой обычной предварительной обработке. [10] В этом методе вода предварительно фильтруется только с помощью обычного сетчатого фильтра, а затем фильтруется под высоким давлением через мембрану, отделяющую воду от загрязняющих веществ внутри нее. Ультрафильтрация может использоваться сама по себе для очистки воды или в качестве предварительной обработки для обратного осмоса. Ее преимущества перед обычной предварительной обработкой включают: очень высокое качество воды независимо от загрязняющих веществ в исходной сырой воде, более простая по конструкции и более гибкая установка, что упрощает автоматизацию, меньшее использование химикатов и конечный продукт, свободный от вирусов и микроорганизмов .
Метод фильтрации биопленочной мембраны используется для удаления вредных химических побочных продуктов, таких как NH4+-N, общий азот и растворенные органические вещества , которые могут образовываться в процессе дезинфекции. [13] Предварительная очистка биопленки является необходимым шагом для очистки воды во многих частях мира из-за ее низкой стоимости эксплуатации и эффективности удаления загрязняющих веществ . В этом процессе микроорганизмы удаляют загрязняющие вещества из сырой и сточной воды, которые вредны для человека, но являются питательными веществами для него. [13] Фильтрация в реакторе с динамической мембраной на основе биодиатомита объединяет динамическую мембранную технологию для очистки сточных вод и микробные колонии, которые образуют частицы диатомита для очистки воды. [14] Эти методы разрабатываются в Китае в рамках решения проблем загрязнения в стране .
Мутность — это то, насколько мутной или мутной кажется вода из-за взвешенных частиц . Чем больше взвешенных частиц, тем выше мутность. Мутность используется для визуального измерения качества воды, наиболее часто встречаясь в нефильтрованной сырой воде. [15] Высокое количество мутности в сырой воде может возникнуть из-за: [15]
Во время пиков высокой мутности патогены чаще встречаются в сырой воде. Это может способствовать распространению заболеваний . [16] Когда мутность увеличивается, также увеличивается количество зарегистрированных посещений больниц пожилыми людьми (65+) с желудочно-кишечными заболеваниями. Даже в местах с системами фильтрации воды, которые соответствуют стандартам, может быть эндемия желудочно -кишечных заболеваний или инфекционных заболеваний , передающихся через воду . Госпитализированные составляют небольшой процент от общей заболеваемости, вызванной этими заболеваниями. [9]
Контроль земель вокруг резервуаров сырой воды и других источников является ключом к снижению мутности. Зоны с высоким уровнем ресуспензии и эрозии осадка нуждаются в регулярном уходе, а также необходимы экраны и другие устройства для улавливания взвешенных частиц. Экраны, которые улавливают частицы и мусор, должны постоянно очищаться. Промывка водяных насосов должна производиться, когда потребность в воде минимальна. Это дает время воде отстояться и снижает мутность до того, как она понадобится в больших количествах. «Снижение мутности лучше всего достигается, когда вода проходит ряд химических и физических методов обработки перед тем, как попасть в фильтр». [17]
Около 2017 года неочищенная родниковая вода, описываемая как «естественно пробиотическая» сырая вода, стала коммерческим продуктом, распространяемым через магазины здорового питания, но эксперты подняли вопрос общественного здравоохранения о возможном появлении вредных бактерий, вирусов и паразитов, таких как Giardia . Продукты связаны с модной диетой « голодания на сырой воде », [18] [19] как сообщается, находят спрос среди «элиты, заботящейся о своем здоровье» Кремниевой долины , включая таких деятелей, как основатель Juicero, сыроед-веган Дуг Эвенс. [20] [21] Один врач сравнил отторжение движением устоявшейся науки с движением против вакцинации . [22] Одна компания по производству сырой воды в Соединенных Штатах даже заявила, что методы, используемые производителями бутилированной и родниковой воды, могут изменить молекулярную структуру воды . [23] [24]
Эта мода была высмеяна в The Daily Show в апреле 2018 года в сегменте, включавшем интервью с Мэрион Нестле . [25] [26]
