Немного химии: обеззараживание воды на природе

85% всех известных миру заболеваний передаётся через воду.

Если под рукой нет пригодной для питья воды, но есть не самая чистая речка или даже болото — воду оттуда вполне можно очистить самостоятельно. Марганцовка, перекись водорода или йод — и никакой магии!

Основным способом обеззаразить воду является ее кипячение. В тяжелых случаях — длительное, до получаса.

Кипячение позволяет убрать все основные типы загрязнений — возбудителей болезней самой разной природы, токсины, бОльшую часть отравляющих веществ. Кипячение не убирает только минеральное загрязнение, но его вообще сложно убрать универсальным способом. 

Кипячение не требует всяких реагентов и приборов, только дрова и котелок, и кипячение нельзя переборщить.

 

Другим весьма эффективным способом является фильтрация. Даже самый простой песочный или тканевый фильтр уберет твердые взвешенные частицы, тем самым здорово очистив воду. А есть и специальные походные фильтры, весьма эффективные. Все определяется размером ячейки фильтра, которая может задерживать даже бактерии и других крупных возбудителей. В этой статье фильтры не рассматриваются, но рекомендуем обратить на них внимание — сейчас стало много высокоэффективных походных фильтров, и они круты по соотношению пользы к весу-объему. 

 

Использование окислителей же эффективно в не слишком тяжелых случаях, когда кипячение невозможно или неудобно. 

 

Суть способа — в каждой молекуле окислителя есть атом кислорода (или хлора), который легко отделяется и может окислить какой-нибудь объект в воде. При нагреве или при прямых солнечных лучах они распадаются даже во время хранения, «выстреливая» своей окислительной способностью без пользы. 

 

У воды есть «число окисления», то есть количество окисляемой органики в этом образце воды, выраженное в весе нужного для этого оксилителя. Сюда входят все микроорганизмы-возбудители, но и не только они — водоросли, растворенные почвенные соединения и прочий навоз. Хотя все эти водоросли не не вредны для человека, окислять придется все вместе.

 

Самое сложное — добавить в образец воды ровно столько окислителя, сколько соответствует числу окисляемости. Не меньше, чтоб гарантировать безопасность, но и не больше, чтобы не пить избыток окислителя в воде. При этом, никогда заранее неизвестно, сколько именно нужно — каждая проба воды разная. 

 

Наиболее удобным окислителем является марганцовка, перманганат калия. Он же — и самый эффективный по весу. И транспортируется хорошо, потому что сухой порошок.

Удобна марганцовка тем, что исходная форма окислителя (перманганат-йон) имеет пурпурную окраску, которую все хорошо знают. А отработанная — (оксид марганца) окраски не имеет, и выпадает в виде бурого осадка.

То есть достаточно провести процесс постепенного добавления раствора марганцовки в воду, и дождаться пока от нее останется только слабо-розовая окраска. 

 

К сожалению, необходимо дать время окислителю все надежно окислить. Что-нибудь вроде получаса. Концентрации небольшие, избытка реагента почти нет, значит нужно время, чтобы все микроорганизмы нашли свою дозу окислителя.

 

Чтобы обеспечить время реакции, лучше набрать воду в бутылки и добавить туда окислитель на одном привале, а употреблять — через час — на другом привале. Если марганцовки добавили слишком много, и окраска избыточна — можно попробовать обесцветить ее толченым активированным углем, или углем от костра. Исчезновение окраски будет признаком, что воду можно пить.

 

Окислители прекрасно сочетаются с фильтрацией и кипячением. Наилучшая схема такая:

1. Первичная фильтрация, хотя бы через простейший фильтр, чтобы убрать взвешенные частицы и кусочки органики. Это нужно, чтобы окислитель не расходовался на эти куски водорослей, на которые нужно его очень много, и совершенно зря.

Если фильтрация будет высокоэффективным фильтром — тем лучше.

2. Добавление окислителя, как было описано выше. Ожидание пока подействует, до получаса. 

3. Но можно сразу приступить к кипячению. Нагрев повышает эффективность окислителя, как по времени, так и по его агрессивности. Кроме того, кипячение разрушит избыток любого окислителя, сняв вопрос его нейтрализации. Ну и само по себе кипячение от многого помогает.

4. Убрать выпавший осадок/взвесь. Либо примитивным фильтром типа тканевого (только не тем же самым, что в п.1!), либо дать отстояться и не сливать со дна. В осадок после кипячения выпадут соли жесткости воды (белые), выпадет остаток от марганцовки (бурый. тоже не подарок для организма, особенно при длительном применении), ну и всякие гипотетические поверженные микробы тоже могут там оказаться. 

 

Виды окислителей. 

1. Марганцовка, как уже говорилось, лучшая. Как и все окислители, надо беречь от нагревания и прямого солнечного света. Помимо этого — хорошо хранится долго. Имеет прекрасный видимый признак — пурпурный цвет готового к работе окислителя, чем можно проверять сохранность. Можно хранить в любой таре, поскольку это порошок. Даже в пластике можно.

 

2. Гидроперит. Это клартрат (твердое соединение) перекиси водорода с мочевиной. Выпускается в виде таблеток, так же и хранится. Действующее начало — перекись водорода. В пересчете на твердый вес вдвое менее эффективен, чем марганцовка. Кроме того, добавляет в воду мочевину. Пугаться этого не надо, это вещество без вкуса и запаха, используется как удобрение, вреда не представляет. Даже в рекламе жувачек упомянали. Но в целом, постоянное обильное применение гидроперита не рекомендуется именно из-за мочевины. Однократно — отличный способ, если нет марганцовки. Хранятся тоже хорошо.

 

3. Перикись водорода жидкая. Идеальный окислитель — выделив атом водорода, превращается в простую воду. Остальное — минусы — только водная форма, причем не более 20-30%, нестабильна и потихоньку саморазлагается. В продаже концентрированную перекись не встретить, в лучшем случае 3%. В пересчете на вес 3% перекись менее эффективна чем марганцовка в 20 раз!

 

4. Гипохлорит натрия. Это первый в списке хлорный окислитель. Что само по себе вызывает опасения, потому что продукты окисления могут оказаться не очень полезными. Зато легкодоступен в хозяйственных магазинах — это обычных жидкий отбеливатель типа «Белизна», или ее загущенные до геля аналоги. Можно отличать так — все эти гели для чистки унитазов, сантехники и т. д. — если хлором пахнут — значит это оно. Кроме гипохлорита в этих средствах есть щелочь (в «Белизне»), она замедляет процесс саморазложения и всякие вкусоароматические добавки и гелеобразователи в гелях. Ничего страшного, но лучше бы их было поменьше. В Штатах есть такое понятие «бытового отбеливателя» — это именно оно, 5% гипохлорит, примерно то же, что у нас «Белизна». Процентное содержание — условно, с завода он может выпускаться и 10%, но каждый месяц хранения терять по проценту. В сравнении с марганцовкой гипохлорит неэффективен по весу в 7 раз, плохо хранится, является жидкостью, является хлорным окислителем. Тем не менее, в случае БП и разграбления хозмагов — это отличный трофей для обеззараживания воды.

 

5. Йод, кристаллический и 5% аптечный. Тоже не-кислородный окислитель, вроде хлора, только йод. Кристаллический купить малореально, хотя вот он хорошо хранится. Токсичен для человека, а не только для микроорганизмов. 3% аптечный йод неэффективен по весу относительно марганцовки в 80 раз. Зато его легко купить везде. Применять надо осторожно — летальная доза йода для человека совсем не велика, что-то вроде 3 грамм (LD50). В пересчете на твердый йод, конечно.

 

Надо сказать, что исходный выбор воды должен быть разумным, хоть это и очевидно. Скажем, соленую воду почти ничем, кроме йонобменного фильтра, не очистить. Ну еще мембраны с обратным осмосом. 

Воду с полей, в которой слишком много навоза или минеральных удобрений тоже брать не стоит — кипяти-не кипяти, они там останутся. Как таковые, возбудителями болезней удобрения не являются. Но организму такая вода пользы не принесет. 

Болотную воду можно окислять граммами марганцовки, и все равно она не станет такой уж полезной.

То есть полевая водоочистка имеет свои границы применимости.

 

Приложения.

1. Величины окисляемости: вода равнинных рек как правило имеет окисляемость 5-12 мг О2/литр, рек с болотным питанием — десятки мг на литр. Атрезианская и талая вода ледников — почти нулевые значения.

www. gicpv. ru/him29-5.htm

Согласно СанПиН, вода источников централизованного городского водоснабжения должна иметь окисляемость 5-7 мг/л. Ну оно и понятно, вода у нас из речек.

 

Но это — милиграммы кислорода! Пересчет на марганцовку — умножением на 7.

То есть, для воды равнинных рек — 35 мг на литр. Для болотной воды, со всей ее растворенной торфяной органикой — до 700 мг на литр. Вода ледников и артезианская имеет почти нулевую собственную окисляемость. 

 

Какая именно у вас вода — смотрите сами, никто заранее сказать не может, универсальных величин нет. Только ориентироваться между «речной водой» и «болотной».

 

Как отделить нужное количество марганцовки в походных условиях? Очевидно, можно разделить на граммы еще дома. Грамм — это очень много! Потом — ну, допустим, высыпать весь грамм дорожкой, и разделять. Или запаять граммы в трубочки для коктейлей.

 

2. Другие окислители, относительно марганцовки по весу. Окисляющая способность выражается в грамм-экв, то есть вес окислителя, нужный для окисления 1 моль вещества. Чем меньше, тем лучше соотношение польза/вес.

 

Г-экв марганцовки 53, принимаем его за 1.

2а. Перикись водорода имеет г-экв 34, казалось бы, круто. Но это — чистая перекись, в природе не встречается. 3% раствор в 33 раза слабее, стало быть 1000. К марганцовке 3% раствор перекиси — в 20 раз слабее.

2б. Гидроперит имеет г-экв 100, к марганцовке — в два раза слабее. Тоже неплохо.

2в. Йод имеет г-экв 126, то есть в 2.5 слабее марганцовки. Но это — кристаллический йод. А аптечный 3% раствор еще в 33 раза слабее, в итоге он относительно марганцовки слабее в 80 раз. 

2г. Гипохлорит натрия имеет г-экв 37 (в нейтральной среде), но в 10% растворе — 370. Относительно марганцовки — 7 раз.

3. Кстати, всю окисляемость водопроводной воды удаляют хлорированием еще на станциях водоподготовки. Раньше — прямо газообразным хлором. С этого года в Москве перешли на гипохлорит — запустили крупный узел генерации гипохлорита. Это удобно, гипохлорит генерируется простым электролизом раствора соли, его не нужно возить и хранить — сразу в дело. 

Хлорирование городской воды — типичный пример обеззараживания окислителем. Потому что: 

Первичная фильтрация обязательно применяется.

Нужное количество окислителя постоянно рассчитывается на лету, через пробоотбор. То есть больше-меньше они постоянно следят, в зависимости от состояния речной воды.

Необходимое время для реакции — это время, пока вода течет в трубах, уж точно более получаса.

В итоге — запаха хлора в водопроводной воде почти нет, вреда нет, а пригодность для питья — есть. 

Это к тому, что обработка хлорными окислителями считается полностью безопасной, если ее выполнять правильно.

Написать эту статью меня побудил случай. Вчера я пошел в обычный магазин (ашан) и купил там в садово-огородном отделе марганцовку. В пакетиках по 10г. Сколько хочешь. Целая коробка ее лежала — бери не хочу. По 37р за пакетик, недешево конечно. Зато без ограничений. Это случилось в Меге-Теплый стан. Правильно говорили, что марганцовку покупали в количествах в магазинах для огородников. опубликовано 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание- мы вместе изменяем мир! ©

Источник: www.livejournal.com/magazine/838758.html