Особенности изменения химического состава питьевой воды в результате водоподготовки (с. Ловозеро, Кольский полуостров)

Abstract

Актуальность. Очистка сточных и питьевых вод - важнейшая и актуальная экологическая задача предприятий. Анализ научной литературы позволяет сделать вывод о необходимости применять методы очистки и утилизации вод либо разрабатывать схему для каждого конкретного водного объекта с учетом его физико-химических характеристик и ионного состава. Считается, что реагенты, введенные при водоподготовке воды, не изменяют ее химический состав, однако отсутствие расширенного химического анализа ставит под сомнение неизменность химического состава воды. Цель: оценка изменения химического состава вод питьевого водоснабжения с. Ловозеро (Мурманская область) в результате водоподготовки с помощью физико-химического моделирования (ПК «Селектор»). Объекты: пробы вод р. Вирма и питьевых вод центрального водоснабжения (столовая, колонка) с. Ловозеро, отобранные в ноябре 2021 г. Методы: масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ELAN 9000 DRC-e, Перкин Элмер, США), потенциометрия (Эксперт-001, Россия) и титриметрия. Термодинамические расчеты выполнены с помощью метода физико-химического (термодинамического) моделирования, реализованного в программном комплексе (ПК «Селектор»). Результаты. С помощью мониторинга и физико-химического моделирования (ПК «Селектор») природных вод реки Вирма и вод центрального водоснабжения (с. Ловозеро, Мурманская область) дана оценка влияния реагентов, применяемых в результате водоподготовки, на химию воды. Показано, как в зависимости от количества реагентов (коагулянта, жидкого хлора, соды и гипохлорита натрия (NaOCl) меняются значения рН, Eh, химический состав воды, состав новообразованных фаз. Образование катионов и анионов редкоземельных элементов при различных концентрациях жидкого хлора указывает на возможность создания селективного способа очистки вод от РЗЭ на сорбентах разного типа или же использования этих свойств при обогащении руд. Замена реагентов на твердую соль NaOCl упрощает процесс водоподготовки, однако не приближает химический состав воды к нормативам, применяемым для бутилированных вод и не делает ее более полезной по макрокомпонентам

The relevance. Waste water and drinking water treatment is an important and relevant environmental problem faced by the industry. The analysis of scientific literature makes it possible to conclude that it is necessary to apply the methods of water purification and disposal or to develop a scheme for each specific water body, taking into account its physico-chemical characteristics and ionic composition. It is believed that the reagents introduced during water treatment do not change its chemical composition. However, lack of an extended chemical analysis casts doubt on water chemical composition immutability. The main aim of this work is to assess changes in the chemical composition of drinking water supply in Lovozero village (Murmansk region) as a result of water treatment using physico-chemical modeling (PC «Selector»). Objects of the research are samples of the waters of the Virma river and drinking waters of the central water supply (canteen, column) of Lovozero village, selected in November 2021. Methods: inductively coupled plasma mass spectrometry (ELAN 9000 DRC-e, Perkin Elmer, USA), potentiometry (Expert-001, Russia) and titrimetry. Thermodynamic calculations were performed using the method of physico-chemical (thermodynamic) modeling implemented in the software package (PC «Selector»). Results. With the help of monitoring and physico-chemical modeling (PC «Selector») of natural waters of the Virma river and the waters of the central water supply (Lovozero village, Murmansk region), the influence of reagents used as a result of water treatment on water chemistry is assessed. The paper shows the change in pH, Eh values, water chemical composition, newly formed phases composition, depending on the amount of reagents (coagulant, liquid chlorine, soda and sodium hypochlorite (NaOCl). The formation of cations and anions of rare-earth elements at different concentrations of liquid chlorine indicates the possibility of creating a selective method of water purification from rare-earth elements on sorbents of different types or using these properties in ore enrichment. The replacement of reagents with NaOCl solid salt simplifies water treatment, but does not bring water chemical composition closer to that of bottled water and does not make it more useful for macro components