Voda prekriva 361 miliona km2 Zemljine površine. Ceni se da na Zemlji ukupno ima oko milijardu i po km3 vode. Mora i okeani zauzimaju nešto više od dve trećine Zemljišne površine, a u njima se nalazi 97% rezerve vode. Led na polovima sadrži oko 50 miliona km2 vode, dok se svega pola miliona km5 nalazi na kopnu, u jezerima i rekama. Za sada su veoma ograničene količine koje čovek bez većih tehničkih i materijalnih napora može da koristi. Na raspolaganju za ove svrhe stoji samo 25 do 35 hiljada kubnih kilometara vode. U atmosferi se nalazi oko 13.000 do 17.000 km3 vode.
Upadljivo je da se najveće količine vode nalaze u morima i okeanima. Zauzimajući veliko prostranstvo po površini, a takođe dostižući i velike dubine, morska voda je nailazila na prirodne naslage rastvorljivih soli i tako dobijala slan ukus i ograničene mogućnosti, naročito u savremenoj civilizaciji. Ona se ne može koristiti za piće i za poljoprivredne svrhe. Sasvim je ograničena mogućnost korišćenja morske vode i u industriji. No, ne treba gubiti iz vida druga korisna svojstva rezervi morske vode. Ona, pod uticajem sunčevih radijacija, delimično isparava u vidu destilata i, strujanjem vazduha obezbeđuje nadoknadu rezervi atmosferske vode, omogućujući time egzistenciju živog sveta i na velikim odstojanjima od obala mora i okeana. Ova izuzetna uloga morske vode od posebnog je značaja za zemljoradnju i druge forme biljnog sveta, a indirektno se i čitava fauna temelji na ovim biološkim fenomenima.
U morskoj vodi postoji veoma složen ekosistem, u kome preovlađuju pioniri živog sveta, proizvođači organskih materija oslobađajući kiseonik — nezamenljive sirovine za biološke i industrijske procese, a takođe i regulator stvorenog ugljendioksida.
U krajnjoj nuždi, morska voda se može koristiti i za piće — posle eliminacije nepotrebnih količina soli. Potrebno je pronaći ekonomične puteve za dobijanje pijaće vode iz morske, a što nije neostvarljivo. Mogu se koristiti prirodni zakoni: sunčeva toplota, vetrovi, dnevne temperaturne oscilacije i mogućnost relativno lake konverzije u različita agregatna stanja.
Sadržaj
I DEO
1.1. VODA U PRIRODI
1.2. KRUŽENJE VODE U PRIRODI
1.3. ULOGA VODE U BIOSFERI
1.4. POSLEDICE KONTAMINACIJE VODE
1.4.1. Trbušni tifus
1.4.2. Epidemije kolere
1.4.3. Paratifusne epidemije
1.4.4. Epidemije dizenterije
1.4.5. Leptospiroze
1.4.6. Bruceloze
1.4.7. Tularemija
1.4.8. Virusne bolesti koje se prenose vodom
1.4.9. Parazitarne bolesti
1.4.10. Dužina opstanka mikroorganizama u vodi
1.4.11. Uticaj mineralnog sastava vode na zdravlje
2. KARAKTERISTIKE PRIRODNIH VODA
2.1. FIZIČKE KARAKTERISTIKE VODE ZA PIĆE
Temperatura vode
Mutnoća vode
Boja vode
2.2. HEMIJSKE KARAKTERISTIKE VODE ZA PIĆE
Jod u vodi
2.3. MIKROBIOLOŠKE KARAKTERISTIKE VODE
2.3.1. Bakterijske osobine vode za piće
2.3.2. Koliformne klice
2.3.3. Ponašanje koliformnih klica prema povišenoj temperaturi
2.3.4. Ponašanje E-Coli prema pH
2.3.5. Značaj sulforeducirajućih bakterija
2.3.6. Značaj mikroorganizama iz roda Pseudomonas
2.4 KARAKTERISTIKE VODE ZA PIĆE
3. IZVORIŠTA ZA SNABDEVANJE VODOM
3.1. PLANIRANJE I PROJEKTOVANJE
3.1.1. Planiranje
3.1.2. Pripremm radovi
3.1.3. Projektni program
3.1.4. Izbor izvorišta
3.1.5. Idejni projekat
3.1.6. Glavni projekat
3.1.7. Zadatak sanitarnih organa u navedenim fazama rada
3.2. ZAHVATNI OBJEKTI
3.2.1. Kaptaža atmosferskih voda
3.2.2. Proračun cisterne i slivne površine
3.2.3. Kaptaža podzemnih voda
3.2.3.1. Kaptaža izvora
3.2.3.2. Kaptaža slivnog izvora
3.2.3.3. Kaptaža podvirnog izvora
3.2.3.4. Kaptaža morske vrulje
3.2.3.5. Kaptaža vode bunarima
3.2.3.6. Bušeni bunari
3.2.3.7. Kopani bunari
3.2.3.8. Pobijeni cevni bunari
3.3. KAPTAŽA ZAHVAT POVRŠINSKIH VODA
4. ZAGAĐIVANJE I ZAŠTITA PRIRODNIH VODA
4.1. IZVORI ZAGAĐIVANJA PRIRODNIH VODA
4.1.1. Zagađivanje od strane agrikulture
4.1.2. Zagađivanje sa uličnih površina
4.2. ZAGAĐIVANJE HEMIJSKIM SUPSTANCAMA
4.2.1. Zagađivanje vode nitratima
4.2.2. Sumporvodonik u vodi
4.2.3. Zagađenje olovom
4.2.4. Zagađenje arsenom
4.2.5. Zagađenje kadmijumom
4.2.6. Zagađenje živom
4.2.7. Mangan u vodi
4.2.8. Hrom
4.2.9. Zagađenje selenijumom
4.2.10. Zagađenja vode naftom i naftinim derivatima
4.2.10.1. Ekološki uticaj
4.2.10.2. Zagađenje vode za piće
4.2.10.3. Detekcija nafte u vodi
4.2.11. Fenol u vodi
4.2.12. Zagađenje radioaktivnim materijama
4.2.13. Zagađenje vode tenzidima
4.2.13.1. Toksičnost tenzida
4.2.14. Polihlorovani aromatični ugljovodonici u vodi
4.2.15. Polihlorovani ugljovodonici u vodi
4.2.16. Polihlorovani bifenili
4.2.17. Dejstvo polihlorovanih ugljovodonika na organizam
4.3. ZAGAĐIVANJE VODE BIOLOŠKIM AGENSIMA
4.3.1. Alge u vodi
4.3.2. Uticaj na kvalitet vode
4.3.3. Toksičnost algi za ribe
4.3.4. Uticaj na fizikalne osobine vode
4.3.5. Hranljive materije koje podstiču razvoj algi
4.3.6. Uticaj algi na filtre za prečišćavanje vode
4.3.7. Uzimanje uzoraka i identifikacija
4.3.8. Mere u borbi protiv bujanja algi
4.3.9. Primena aktivnog uglja
4.4. ZAŠTITA VODA
4.4.1. Najvažniji propisi o zaštiti voda
4.4.2. Samoupravne interesne zajednice
4.5. ZONE SANITARNE ZAŠTITE IZVORIŠTA ZA SNABDEVANJE VODOM
4.5.1. Prva-neposredna zaštitna zona (zona strogog režima)
4.5.2. Druga-uža zaštitna zona (zona ograničenja)
4.5.3. Treća-šira zaštitna zona (zona nadzora)
4.5.4. Sanitarna zaštita otvorenih zahvata vode
4.5.5. Zaštitne zone kod retencija
4.5.6. Zone sanitarne zaštite podzemnih voda
4.5.7. Zaštitna zona oko kopanih bunara
4.5.8. Zaštita prirodnih izvora
4.5.9. Zaštitne zone kod dubokih zahvata vode
4.6. SANITARNI NADZOR NAD PROJEKTOVANJEM I IZGRADNJOM OBJEKATA ZA PREČIŠĆAVANJE I DEZINFEKCIJU VODE
II DEO
TEHNOLOŠKI PROCESI PREČIŠĆAVANJA VODE ZA PIĆE
CILJEVI I METODE PREČIŠĆAVANJA
1. TALOŽENJE BEZ PRIMENE KOAGULACIJE
2. MIKROFILTRI
3. TALOŽENJE SA PRIMENOM KOAGULACIJE
3.1. Koagulacija
3.1.1. Teorija koagulacije
3.1.2. Sredstva za koagulaciju
3.2. Mešanje i flokulacija
3.3. Taloženje
4. FILTRACIJA VODE
4.1. Osnovni pojmovi
4.2. Vrste filtara
4.2.1. Spori peščani filtri
4.2.2. Brzi peščani filtri — gravitacioni
4.2.2.1. Primena peska za filter
4.2.2.2. Određivanje gubitka pritiska kroz peščani sloj
4.2.3. Brzi peščani filtri — pod pritiskom
4.2.4. Dijatomejski filtri
4.2.5. Automatski gravitacioni peščani filtar
5. IZDVAJANJE GVOŽĐA I MANGANA I DRUGI NAČINI PREČIŠĆAVANJA VODE
5.1. Izdvajanje gvožđa i mangana iz vode
5.1.1. Poreklo gvožđa i mangana u prirodnim vodama
5.1.2. Oksidacija vazdušnim kiseonikom
5.1.3. Oksidacija hlorom
5.1.4. Oksidacija kalijumpermanganatom
5.1.5. Oksidacija ozonom
5.1.6. Oksidacija hlordioksidom
5.1.7. Primena bakra kao katalizatora
5.1.8. Primena jonske izmene
5.2. Tehnološki postupci i uređaji za izdvajanje gvožđa i mangana iz vode
5.2.1. Izbor tehnološkog postupka
5.2.2. Uređaji za izdvajanje gvožđa i mangana iz vode
5.2.3. Uređaji za odstranjivanje hidroksida gvožđa i mangana
5.2.4. Problemi u vezi odstranjivanja gvožđa i mangana iz vode
5.3. Dekarbonizacija vode
5.4. Koagulaciona filtracija
6. DEZINFEKCIJA VODE
6.1. Osnovni pojmovi
6.1.1. Uloga vode u prenošenju zaraznih bolesti
6.1.2. Hidrične epidemije
6.1.3. Prevencija hidričnih epidemija
6.1.4. Bakteriološke osobine prirodnih voda i ocena kvaliteta vode za piće
6.1.5. Cilj dezinfekcije vode
6.2. Hlor i hlorni preparati u primeni kod dezinfekcije vode
6.2.1. Elementarni hlor
6.2.1.1. Osobine hlora
6.2.1.2. Dobijanje hlora
6.2.1.3. Hlorne boce
6.2.2. Hlorni preparati
6.2.2.1. Kalcijumhipohlorit Ca(OCl)2 (kaporit-hiperit)
6.2.2.2. Kalcijumhlorid-hipohlorit CaCl(OCl) (hlorni kreč)
6.2.2.3. Natrijumhipohlorit NaOCl (žavelova voda)
6.2.2.4. Hloramini
6.2.3. Dezinfekcija vode
6.2.3.1. Mehanizam hlorisanja
6.2.4. Hlorni broj, rezidualni hlor i doza hlora
6.2.5. Izbor mesta za hlorisanje
6.2.5.1. Naknadno hlorisanje
6.2.5.2. Ručno hlorisanje vode
6.2.5.3. Hlorisanje vode u boci
6.2.5.4. Hlorisanje vode kopanih bunara
6.2.5.5. Super hlorisanje vode
6.2.6. Dehlorisanje vode
6.2.7. Hloraminisanje vode i hlorisanje na tački prevoja
6.2.8. Dezinfekcija vodnih objekata
6.2.8.1. Dezinfekcija vodovodne mreže
6.2.8.2. Dezinfekcija rezervoara, bazena i sudova
6.2.8.3. Dezinfekcija kopanih bunara
6.2.9. Uređaji za hlorisanje vode
6.2.9.1. Hlorna stanica
6.2.9.2. Gasni hlorator
6.2.9.3. Instrukcije za rukovaoce gasnim hloratorima
6.2.9.4. Hipohlorinatori
6.2.10. Rezervni uređaj za hlorisanje
6.2.11. Kontrola procesa dezinfekcije vode
6.2.11.1. Određivanje aktivnosti hlornih preparata
6.2.11.2. Bakteriološki pregled vode
6.2.11.3. Kontrola rezidualnog hlora
6.2.11.4. Određivanje hlornog broja (potreba vode za hlorom)
6.2.11.5. Proračun potrebnih količina sredstava za dezinfekciju
6.2.11.6. Spravljanje rastvora različitih koncentracija
6.2.11.7. Spravijanje reagensa ortotolidina
6.2.11.8. Spravlianje reagensa skroba
6.2.12. Zaštita na radu
6.2.12.1. Hlorne boce i lagerovanje hlora
6.2.12.2. Lagerovanje i čuvanje hlornih preparata
6.2.12.3. Elektrohemijski detektor hlora
6.2.12.4. Ostale mere obezbeđenja
6.2.12.5. Lična zaštitna sredstva
6.2.12.6. Pružanje prve pomoći
6.3. OZONIZACIJA VODE
6.3.1. Osobine ozona
6.3.2. Dobijanje ozona
6.3.3. Mešanje ozona sa vodom
6.4. Dezinfekcija vode hlordioksidom
7. FLUORIZACIJA VODE ZA PIĆE
7.1. Fluor i prevencija zubnog kvara
7.2. Fluor i oštećenje zuba
7.3. Toksični efekat većih doza fluora
7.3.1. Hronično trovanje fluorom
7.3.2. Regulacija metabolizma fluora
7.3.3. Sekrecija fluora putem znoja
7.4. Dozatori fluora i kontrola fluorisanja
7.4.1. Jedinjenja fluora koja se koriste za obogaćivanje vode fluorovim jonom
7.4.2. Mere sigurnosti
7.4.3. Prva pomoć
8. PROBLEMI ZAGAĐIVANJA VODA RADIOAKTIVNIM MATERIJAMA I METODE ZA NJIHOVU DEKONTAMINACIJU
8.1. Osnovni pojmovi
8.1.1. Osobine radioaktivnih materija
8.1.2. Jedinice za merenje aktivnosti
8.1.3. Osnovni zakon radioaktivnog raspada
8.1.4. Vreme poluraspada (t 1/2)
8.1.5. Priroda radioaktivnog zračenja
8.1.6. Metode detekcije i merenje radijacija
8.1.6.1. Efekti nuklearnih radijacija
8.1.6.2. Detektor nuklearnih radijacija
8.1.6.3. Scintilacioni detektor
8.1.6.4. Džepni dozimetar sa kvarcnim vlaknom
8.1.7. Osnove zaštite od radioaktivnog zračenja
8.1.7.1. Zaštita od kontaminacije
8.1.7.2. Zaštita od spoljašnjeg zračenja
8.1.7.3. Zaštita od α — zračenja
8.1.7.4. Zaštita od β — zračenja
8.1.7.5. Zaštita od γ — zračenja
8.1.8. Primena radioaktivnih izotopa
8.1.9. Radiohemijska i radioizotopska laboratorija
8.1.9.1. Mesto za skladište materijala
8.1.9.2. Mesto za brojačke uređaje
8.1.9.3. Garderoba
8.1.9.4. O milikiri laboratorijama
8.1.9.5. O laboratorijama na nivou C i C
8.1.9.6. α — laboratorije
8.2. Radiološka kontaminacija i dekontaminacija vode
8.2.1. Kontaminacija od nuklearnih bombi
8.2.2. Radioaktivni otpaci iz nuklearnih reaktora
8.2.3. Radioaktivni otpaci iz zdravstvenih ustanova i drugih institucija
8.2.4. Osnovne karakteristike radioaktivnih materijala
8.2.5. Maksimalno dozvoljene koncentracije radioaktivnih izotopa u vodi za piće
8.2.6. Problemi kontaminacije vode za piće radioaktivnim materijama u slučaju nuklearnog rata
8.2.7. Radiološka dekontaminacija vode
8.2.8. Efikasnost konvencionalnih-klasičnih postrojenja za prečišćavanje voda
8.2.8.1. Koagulacija sa taloženjem
8.2.5.2. Peščana filtracija
8.2.9. Efikasnost modificirane tehnike za prečišćavanje vode za piće
8.2.9.1. Fosfatna koagulacija
8.2.9.2. Elektrodializa sa permselektivnim membranama
8.2.9.3. Metalni prah
8.2.9.4. Glinoviti materijal
8.2.9.5. Jonska izmena
8.2.9.6. Omekšavanje vode
8.2.9.7. Destilacija
8.2.10. Ponašanje i uticaj radioizotopa na procese prečišćavanja kanalskih voda
8.2.11. Dejstvo radijacije na biološki život filtra i mulja
8.2.12. Zaključak
8.2.12.1. Koagulacija
8.2.12.2. Filtracija
8.2.12.3. Omekšavanje vode postupkom kreč-soda
8.2.12.4. Jonska izmena
8.2.12.5. Fosfatna koagulacija
8.2.12.6. Elektrodializa
8.2.12.7. Metalni prah
8.2.12.8. Glineni materijali
8.2.12.9. Destilacija
8.2.12.10. Uklanjanje mešanih radioniklida
III DEO
SNABDEVANJE VODOM U VANREDNIM PRILIKAMA
1. ULOGA I ZNAČAJ VODE
1.1. Izvori zagađenja vode
1.2. Organizacija snabdevanja vodom
1.3. Dnevne norme utroška vode
1.4. Higijenske norme kvaliteta vode
1.5. Zone sanitarne zaštite
2. POPRAVKA KVALITETA VODE
2.1. Klasični uređaji
3. UREĐAJI ZA RADIOLOŠKU, HEMIJSKU I BIOLOŠKU DEKONTAMINACIJU VODE
4. IMPROVIZOVANI UREĐAJI
4.1. Peščani filtar
4.2. Filtar od drvenog uglja i peska
4.3. Bure-filtar sa tkaninom i ugljem
4.4. Bure-filtar od tkanine
4.5. Filtar-porcija
4.6. Boca sa nategom
4.7. Bure sa plovkom i crevom
Sadržaj
6. Dezinfekcija vode
6.1. Osnovni pojmovi
6.1.1. Uloga vode u prenošenju zaraznih bolesti
Voda u životu čoveka igra veoma važnu ulogu, pre svega kao neophodna životna namirnica. Voda za piće, pored svojih normalnih neorganskih sastojaka (čija je maksimalna količina ograničena higijenskim normama) i rastvorenih gasova, sme da sadrži izvesnu malu i tačno ograničenu količinu stranih materija, uglavnom redukujućih. Sem toga, voda za piće može sadržavati i izvesnu količinu mikroorganizama. Neki od ovih, na primer saprofiti, su bezopasni po zdravlje. Pored saprofita, u vodi se mogu nalaziti i bakterije i virusi, koji su dokaz zagađenja vode fekalnim materijama i koji mogu biti uzročnici zaraznih oboljenja.
Danas su dobio poznati uloga i značaj vode u širenju crevnih i nekih drugih zaraznih i parazitarnih bolesti koje se javljaju u obliku tzv. hidričnih epidemija. Hidrične epidemije se šire i prenose vodenim putem na prostorno ograničenom području i u relativno kratkom vremenskom periodu. Mada imaju specifična obeležja, po kojima se raspoznaju od epidemija nastalih na neki drugi način, hidrične epidemije je ponekad teško razlikovati od kontaktnih i alimentarnih, pa se pretpostavlja da se one pojavljuju mnogo češće nego što se misli.
Značaj vode u prenošenju i širenju crvenih i nekih drugih zaraznih i parazitarnih bolesti ispoljava se u dva vida: kvalitativnom i kvantitativnom. U prvom slučaju, voda, zagađena uzročnicima bolesti, predstavlja vektor-put prenošenja i širenja zaraze. U drugom slučaju, nedovoljne količine vode otežavaju ili čak i onemogućavaju održavanje opšte i lične higijene, što stvara povoljne uslove za pojavu i širenje bolesti.
Prema današnjim načelima epidemiologije (nauke koja se bavi izučavanjem nastanka i sprečavanjem epidemija), za pojavu neke epidemije potrebno je da bude ispunjeno pet uslova, tzv. epidemioloških faktora, a to su:
- izvor zaraze
- put prenošenja i širenja
- ulazna mesta u organizam
- virulencija bakterija i
- predispozicija organizma
Navedenih pet epidemioloških faktora mogu se slikovito predstaviti u obliku zatvorenog lanca u kojem svaki od ovih faktora čini po jedan prsten. Ispadanje bilo kojeg prstena iz ovoga lanca onemogućiće pojavu zarazne bolesti. U konkretnom slučaju, kod hidričnih epidemija, izvor zaraze je bolestan ili zaražen čovek, put prenošenja je voda, a ulazno mesto u organizam čoveka su usta.
Znači, izvor zaraze ne mora biti samo bolestan čovek, već to može biti i zaražen čovek. Poznato je da kod nekih oboljenja čovek može biti zarazan već u doba inkubacije, tj. u periodu u kojem se još nisu pojavili znaci bolesti. Osim toga, čovek posle prebolele neke bolesti često, još kraće ili duže vreme, izbacuje zarazne klice, a ponekad to može činiti i doživotno. Ovakve osobe zovu se ‚‚kliconoše‚‚. One ne smeju raditi na vodovodnim objektima, gde bi uvek mogle da zaraze vodu, koja može, u tom slučaju, postati put prenošenja i širenja masovnog oboljenja.
Da bi voda predstavljala put prenošenja i širenja zaraznih i parazitarnih bolesti, potrebno je:
- da bude zagađena uzročnicima ovih bolesti, tj. da patogeni mikroorganizmi i paraziti dospu u vodu,
- da uzročnici ovih bolesti, koji su dospeli u vodu, ostanu u njoj izvesno vreme u životu i da sačuvaju svoju virulenciju — sposobnost da izazovu oboljenje kada nanovo dospeju u organizam čoveka, i
- da virulentni mikroorganizmi i paraziti iz zagađene vode prodru u ljudski organizam.
Voda, kao put prenošenja i širenja zaraze, nema isti epidemiološki značaj za sve zarazne i parazitarne bolesti koje se prenose vodom. Vodeni put prenošenja i širenja svojstven je, pre svega, crevnim zaraznim bolestima (trbušni tifus, paratifus, bacilarna i amebna dizenterija, kolera, zarazna virusna žutica, dečija paraliza) i nekim drugim zaraznim i parazitarnim oboljenjima. Retko se zapaža vodeni put prenošenja i širenja zaraze kod onih bolesti kod kojih nije osnovni fekalno-oralni mehanizam prenošenja, kao što su: tularemija, sakagija, zarazni virusni konjuktivitis i dr.. Vodeni faktor igra izvesnu ulogu i u širenju bruceloza, a poslednjih godina otkriveni su i slučajevi tuberkuloze kod koje je voda bila put širenja i prenošenja zaraze.
Uzročnici zaraznih i parazitarnih bolesti koje se prenose i šire vodenim putem najčešće dospevaju u vodu direktno sa ekskretima izvora zaraze (bolesnika, rekonvalescenata i zdravih kliconoša), a mnogo rede indirektno. Direktan način zaražavanja vode karakterističan je za crevne zarazne i parazitarne bolesti. Za antropozoonoze i druge bolesti koje se prenose i šire vodom, karakterističan je indirektan način zaražavanja, najčešće spiranjem nečistoća sa zagađenih površina atmosferskim vodama.
Patogeni mikroorganizmi i paraziti mogu prodreti u vodu za piće na više načina: putem drenaže sa površine, kaptiranjem vode nizvodno od uliva otpadnih voda u recipijent, mešanjem izvorske sa površinskim vodama, prodorom otpadnih voda u samu kaptažu — usled tehničkih oštećenja, stvaranjem negativnih pritisaka u mreži i uvlačenjem fekalnih voda u slučaju oštećenja cevi, ukrštanjem vodovodnih Cevi sa kanalizacionim (kojom prilikom se iste mogu oštetiti usled korozije), kod dvostrukog snabdevanja vodom, u slučaju raznih popravki mreže i sl.
Voda, pod određenim uslovima, može predstavljati privremeno boravište za neke patogene mikroorganizme i parazite; može predstavljati sredinu u kojoj se ovi kraće ili duže vreme mogu održati u životu i zadržati svoju virulenciju, a neki čak i razmnožavati. Njihov boravak u vodi je, po pravilu, kratkotrajan, jer ih uništavaju apatogeni mikroorganizmi, zoo i fitoplanktoni (mikroorganizmi koji igraju veoma važnu ulogu u samoprečišćavanju biološki zagađenih voda), onda, nepovoljni fizički faktori (temperatura, sunčeva svetlost, rastvorene soli i dr.), kao i drugi faktori koji su nepovoljni za život patogenih mikroorganizama.
Brojna ispitivanja su pokazala da većina patogenih mikroorganizama ugine u vodi već posle nekoliko dana, jer voda za njih predstavlja novu sredinu koja se bitno razlikuje od sredine na koju su naviknu u. Osetljivi patogeni mikroorganizmi propadaju gotovo trenutno čim dospeju u vodu. Nasuprot njima, manje osetljivi patogeni mikroorganizmi prilagođavaju se novonastalim uslovima, tako da se u vodi mogu održati u životu duže vreme. Tako je dokazano da uzročnici trbušnog tifusa, paratifusa, dizenterije i nekih drugih crevnih zaraznih bolesti mogu, pod povoljnim uslovima, živeti u vodi i nekoliko meseci, iako u većini slučajeva masovno izumiru u toku prve dve nedelje.
Od uzročnika najčešćih crevnih zaraznih bolesti za život u vodi je najbolje prilagođen vibrion kolere, zatim tifusno-paratifusna grupa uzročnika.
Većina uzročnika zaraznih i parazitarnih bolesti koje se prenose i šire vodenim putem prodire u organizam čoveka zaraženom vodom kroz usta (uzročnici svih crevnih zaraznih bolesti
kod kojih je karakterističan fekalno-oralni mehanizam zaraze). Samo neki uzročnici prodiru u organizam čoveka kroz kožu i vidljive sluzokože (leptospiroze, šistosome, virus infektivnog konjuktivitisa i neki drugi).
6.1.2. Hidrične epidemije
Hidrične epidemije su masovne pojave zaraznih bolesti. One se prenose i šire vodenim putem na prostorno ograničenom području i u relativno kratkom vremenskom periodu. Ove epidemije imaju specifična obeležija, po kojima se razlikuju od epidemija nastalih na drugi način. I pored ovoga, ponekad ih je teško razlikovati od kontaktnih i alimentarnih epidemija.
Hidrične epidemije se karakterišu naglim početkom i masovnim brojem obolelih, uz prethodne, pretežno učestale, akutne prolive, tzv. »vodene bolesti«. Ove epidemije karakteriše nagli prestanak posle otklanjanja uzroka nastajanja, prostorna ograničenost samo na one osobe koje su koristile zagađenu vodu, nezavisnost pojave epidemija od godišnjeg doba i česta pojava tzv. »kontaktnog repa« posle prestanka epidemije, koji predstavljaju slučajeve kontaktnih infekcija. Ove epidemije često imaju polietiološki karakter, odnosno istovremeno se javljaju dve ili više zaraznih bolesti koje se prenose vodom i, ponekad, produženi inkubacioni period nekih crevnih zaraznih bolesti.
Za hidrdčne epidemije virusnog hepatitisa nije karakteristična pojava tzv. »vodene bolesti« kao kod hidričnih epidemija bakterijske prirode.
Hidrične epidemije se razlikuju po težini oboljenja, prostornom opsegu, dužini trajanja i toku epidemiološkog procesa.
Težina oboljenja zavisi prvenstveno od vrste zaraze i bioloških osobina uzročnika zarazne bolesti.
Prostorni opseg hidričnih epidemija zavisi od bioloških osobina uzročnika zarazne bolesti, intenziteta zagađenja vode, vrste i količine zagađenog objekta i broja osoba koje su koristile zaraženu vodu. Tako, ove epidemije mogu biti porodične, kućne, bunarske, male — prostorno ograničene na mala naselja i velike — koje zahvataju naselja gradskog tipa, ili čak više naselja koja se snabdevaju vodom iz zajedničkog regionalnog vodovoda.
Prema toku i dužini trajanja, hidrične epidemije mogu biti akutne, ili »eksplozivne«, progresivne, ili hronične, i intermitentne. Dužina trajanja i tok hidričnih epidemija zavise prvenstveno od načina, vrste, stepena i dužine zagađenja vode.
Pojava hidričnih epidemija je posledica nepravilnog rešenja tretiranja sirove vode, suprotno osnovnim principima higijene i sanitarne tehnike. Ova vrsta epidemija javlja se i kod nas i na strani — gde god je pitanje kondicioniranja vode (posebno dezinfekcije) ostalo nerešeno.
U poslednje vreme, zaštiti izvorišta i kontroli javnih vodovodnih objekata, naročito kontroli velikih javnih gradskih i regionalnih vodovoda, kao i kontroli bakteriološke ispravnosti vode, posvećuje se posebna pažnja, pa se hidrične epidemije većih razmera retko javljaju. Hidrične epidemije manjih razmera su češća pojava, jer je u većini slučajeva sanitarno-tehničko stanje lokalnih i manjih vodovoua nezadovoljavajuće.
6.1.3. Prevencija hidričnih epidemija
Efikasna prevencija crvenih zaraznih bolesti može se postići samo sprečavanjem fekalno-oralnog mehanizma širenja zaraze, odnosno prekidanjem puta prenošenja i širenja zaraze.
Racionalna higijenska dispozicija otpadnih materija je osnovni faktor u borbi protiv crevnih zaraznih bolesti i jedna od najvažnijih mera u prevenciji hidričnih epidemija, jer se na taj način onemogućava kontaminacija čovekove okoline. Obezbeđenje dovoljnih količina higijenski ispravne vode za piće i druge potrebe, pre svega lzgradnjom higijenskih vodovoda, igra takođe veliku ulogu u prevenciji hidričnih epidemija.
6.1.4. Bakteriološke osobine prirodnih voda i ocena kvaliteta vode za piće
Da bi se utvrdila ispravnost vode za piće u bakteriološkom pogledu, voda se mora podvrgnuti bakteriološkom ispitivanju.
Pri ovome treba imati na umu da svaka bakteriološka analiza daje samo trenutnu sliku. Usled toga, može se desiti da neka voda u suvim periodima ima mali broj klica, ali, zbog nedovoljnog zaštitnog područja ili loše izvedene kaptaže, može pri jakim kišama i visokim vodostajima biti jako zagađena i sadržati veliki broj bakterija. Naročito je sumnjivo kada je broj klica promenljiv. Za ocenu higijenske ispravnosti vode merodavni su i rezultati stručnog pregleda terena. Ako se pri pregledu terena ne nađu nikakvi znaci koji bi ukazivali na mogućnost zagađivanja, a bakteriološka ispitivanja posle kritičnih perioda (jakih padavina) pokažu povoljne rezultate, tada se može smatrati da je ta voda u bakteriološkom pogledu ispravna.
Kvalitet vode u sanitarno-epidemiološkom pogledu ocenuje se po prisustvu bakterija u njoj koje svedoče o zagađenosti vode fekalnim vodama i koje ukazuju na mogućnost sadržaja u njoj patogenih bakterija. Zato su stanđardima o vodi u celom svetu crevne bakterije uzete kao kriterijum za ocenu bakteriološkog kvaliteta vode.
Broj bakterija u vodi izražava se koli titrom i koli indeksom. Koli titar je najmanja zapremina vode izražena u ml3 u kojoj se sadrži jedna crvena bakterija.
Koli indeks je broj crevnih bakterija u jednom litru vode.
Da bi se preračunao koli titar u koli indeks i obratno, potrebno je 1000 podeliti sa koli titrom, odnosno koli indeksom:
Ki = 1000 / Kt; Kt = — 1000 / Ki
Prema čl. 6. Pravilnika o higijensko-tehničkim merama za zaštitu voda za piće ) voda za piće, uzeta iz javnog izvorišta zatvorenog tipa, mora odgovarati sledećim bakteriološkim zahtevima:
1. prečišćena voda ne sme sadržavati koliformne klice u 100 ml vode,
2. prirodna voda ne sme sadržati više od 10 koliformnih klica u 100 ml vode, određenih kao najverovatniji broj.
Voda za piće ne sme sadržavati bakterije iz roda Proteus i Str. Faecalis u ma kojim količinama.
Voda za piće iz otvorenih bunara i drugih otvorenih javnih izvorišta, koja se bez prethodnog prečišćavanja upotrebljava za piće, može sadržavati i veći broj koliformnih klica iz tačke 2, stav 1. ovog člana, pod uslovom da je nalaz terenskog pregleda objekta povoljan, da u fizičko-hemijskom pogledu voda odgovara uslovima propisanim ovim pravilnikom i da ne sadrži klice fekalnog porekla (E. Coli — Eikman 44°C, Streptococcus Faecalis, Welchia perfringens bakteriofagi).
Ukupan broj svih živih klica u 1 ml prečišćene vode ne sme biti veći od 10, kod prirodne vode uzete iz zatvorenih izvorišta — od 100, a iz otvorenih javnih izvorišta — od 300. Ovaj broj određuje se po metodi brojanja kolonija u hranljivoj agarnoj ploči, posle kultivisanja za vreme 48 časova na temperaturi od 35°C do 37°C.«
Voda za koju se utvrdi da je makar i privremeno neispravna u bakteriološkom pogledu mora se stalno dezinfikovati, dok se za vodu koja je stalno neispravna to samo po sebi razume.
6.1.5. Cilj dezinfekcije vode
Higijenski ispravna voda za piće, pored ostalih zahteva higijene, znači, mora biti oslobođena od uzročnika zaraznih bolesti.
Ranije opisani postupci kondicioniranja vode, naročito taloženje i filtracija, pored poboljšanja njenih organo-leptičkih osobina, značajno umanjuju količinu mikroorganizama koji se sadrže u vodi, ali ne garantuju njihovo potpuno udaljavanje. Čak i pri besprekornom radu postrojenja za prečišćavanje vode, kroz filtre će proći jedan deo bakterija koje se u vodi nalaze. Za konačno uništavanje mikroorganizama u vodi primenjuje se postupak dezinfekcije vode, koji je i najefikasnija mera u prevenciji hidričnih epidemija.
Dezinfekciji se podrvrgava voda koja je već prošla ostale faze prečišćavanja — koagulaciju, taloženje, filtraciju, jer u izbistrenoj vodi nema čestica lebdećih materija koje bi mogle zaštiti bakterije od delovanja dezinfekcionog sredstva.
Dezinfekcija vode ima za cilj da uništi ili inaktiviše patogene i fakultativno patogene asporogene mikroorganizme. U pojedinim slučajevima dezinfekcija vode se vrši kao jedina i samostalna mera njenog kondicioniranja, na primer kod iskorišćavanja podzemnih voda, nepouzdanih u pogledu bakteriološke ispravnosti.
Dezinfekcija vode sprovodi se kao preventivna mera u cilju sprečavanja zaraznih bolesti, a izvodi se obavezno u sledećim slučajevima:
- ako stanje vodnog objekta i njegova lokacija predstavljaju potencijalnu opasnost od zagađivanja, bez obzira na trenutno zadovoljavajući bakteriološki kvalitet vode,
- ako su u pitanju kraške vode koje se smatraju »primarno zagađenim«, jer površinske vode na kraškom području lako dospevaju u podzemlje,
- ako je voda predviđena za transport i uskladištenje (rezervu), kako bi se sačuvala od naknadnog zagađenja,
- pre puštanja u eksploataciju novih objekata i posle izvedenih opravki,
- posle elementarnih nepogoda.
Treba imati u vidu da se uspešna dezinfekcija vode može izvršiti samo u bistroj vodi. I neznatno zamućena voda ometa proces dezinfekcije x ne garantuje dobijanje bakteriološki ispravne vode.
6.2. Hlor i hlorni preparati u primeni kod dezinfekcije vode
Od sredstva za dezinfekciju se traži da udovolji nizu zahteva koji se pred njega postavljaju, a to su:
- da je sposobno da uništi ili inaktiviše patogene mikroorganizme u vodi koja se dezinfikuje,
- da je sposobno da svoj baktericidni uticaj izvrši u okviru raspoloživog vremena za dezinfekciju, a u uslovima većih varijacija temperature vode.
- da u odgovarajućim koncentracijama ne izazove toksičnost vode ili joj da neprijatan ukus i miris,
- da je jeftino, sigurno, podesno za rukovanje i da se može lako nabaviti,
- da je moguće brzo i lako određivanje njegove koncentracije u vodi,
- da je sposobno da obezbeđuje bakteriološku ispravnost vode kroz duži vremenski period, čime je štiti od naknadnih zagađenja.
Sama metoda dezinfekcije treba da je prikladna i da ne zahteva skupe i glomazne instalacije i visoku stručnost za rukovanje njome.
Svima ovim zahtevima još uvek, kao jak dezinfektant, najviše odgovaraju elementarni hlor i njegovi preparati koji se lako nabavljaju i transportuju, pa je moguće i obezbeđenje njihovih zaliha za duži vremenski period.
Na široku primenu hlora i njegovih preparata za dezinfekciju vode uticalo je i to što se njihovim dodavanjem vodi postižu i drugi poželjni efekti, kao:
- dodavan pre koagulacije, hlor smanjuje potrošnju koagulanata, povećava efekat istaložavanja suspendovanih materija, smanjuje količinu mulja na filtrima;
- dodat u višku, u dozvoljenim granicama, hlor obezbeđuje vodu od nasnadne kontaminacije;
- u kombinaciji sa amonijakom, produžava vreme dezinfekcije;
- u kombinaciji sa bakarnim sulfatom, uništava i sprečava razmnožavanje zelenih algi, koje, kada su prisutne u većoj količini, mogu blokirati filtarske uređaje;
- kod gvožđevitih podzemnih voda hlor se koristi kao sredstvo za oksidaciju gvožđa i mangana;
- u kombinaciji sa amonijakom i amonijumhloridom sprečava pojavu neprijatnih mirisa i ukusa vode.
Sve ovo odnosi se i na preparate hlora, a njihova efikasnost srazmerna je sadržaju aktivnog hlora u njima.
Industrija proizvodi hlorni gas i više hlornih preparata organskog i neorganskog karaktera, različitih trgovačkih naziva i sa različitim sadržajem hlora. Raspoloživi alctivni hlor hlornih preparata, izražen ekvivalentnim količinama Cl2, merilo je njihove oksidacione moći.
U tabeli br. 15 navedeni su hlorni preparati koji se, pored elementarnog hlora, najviše upotrebljavaju kao sredstva za dezinfekciju vode. U istoj tabeli naveden je i procentualni sadržaj aktivnog hlora ovih preparata.
| Vrsta jedinjenja | Hemijska formula | Trgovački naziv | Sadržaj raspoloživog hlora | Napomena |
| Elementarni hlor | Cl2 | Hlorni gas | 100% | Nabavlja se u tečnom stanju |
| Kalcijumhipohlorit Ca(OCl); | Kaporit | 70% Hiperit HTH”) | 70% | High Test Chlorine (amer. naziv) |
| Hlordioksid | ClO2 | — | 50% | Razara i spore bakterije |
| Kalcijumhlorid hipohlorit | CaCl(OCl) | Hlorni kreč | 25—35% | Relativno nestabilan |
| Natrijumhipo-hlorit | NaOCl+H2 | žavelova voda | 10—12% voda | Samo u tečnom stanju |
| Neorganski hloramini | NH3Cl | Amonijum hloramini | 25% | Stvara se pri pH 6—8 |
| – | NHCL NC13 | – | Stvara se pri pH 5—6 | Stvara se pri pH<5 |
Pored navedenih preparata za dezinfekciju vode, upotrebljavaju se i organski hloramini, kao »pantocid«, hloramin »T«, halamid i dr., sa sadržajem aktivnog hlora oko 25%, a karakteristika im je sporije i dugotrajnije delovanje.
6.2.1. Elementarni hlor
Hlor spada u grupu halogenih elemenata (VII grupa periodnog sistema), pored fluora, broma i joda. Otkriven je 1774. godine i na njega otpada 0,2% Zemljine kore. Smatra se da ga čovečiji organizam sadrži oko 0,25%, a morska voda oko 2%. U prirodi se kao slobodan javlja jedino u vulkanskim gasovima.
Prema literaturnim podacima, prva primena hlora kao dezinfekcionog sredstva datira dz 1854. godine, kada je Britanska kraljevska komisija preporučila »prašak za beljenje« (hlorni kreč), kao sredstvo za dezinfekciju otpadnih voda. Međutim, početak primene hlornih jedinjenja za dezinfekciju vode počinje 1908. godine, kada je G. JOHNSTON upotrebio hlorni kreč za dezinfekciju vode u Čikagu. Iste godine ovaj postupak je primenjen na vodovodu u JERSEY CITY, a 1912. godine na vodovodu Nijagare.
Slika 25 — Rastvorljivost hlora u vodi
Izostavljeno iz prikaza
Čistoća proizvoda (99%), stabilnost u tečnom stanju, efikasnost delovanja i niske cene hlora brzo su doprineli korišćenju ovog dezinficijensa, najpre u mnogim vodovodima SAD, a kasnije i u drugim delovima sveta.
6.2.1.1. Osobine hlora
Pri normalnoj temperaturi i pritisku, hlor je zelenkastožut gas, 2,49 puta teži od vazduha, vrlo karakterističnog neugodnog mirisa, po čemu se lako otkriva u vazduhu. Po fiziološkim efektima spada u gasove zagušljivce i nagriza sluzokožu organa za disanje. Lako se rastvara u vodi. Zavisnost rastvorljivosti hlora u vodi od temperature i pritiska prikazana je na dijagramu (slika 35).
Reaguje se većinom elemenata u prisustvu vlage, dok su bez njenog prisustva na hlor otporni plemeniti metali, bakar i gvožđe. Ova osobina se koristi za transport hlora u tečnom stanju u čeličnim bocama.
Ostale osobine hlora prikazane su u tabeli 16.
Na temperaturi od 18°C hlor prelazi u tečno stanje već pri pritisku od 6,5 atm., dok je na 0°C potreban pritisak od samo 4 atm. Jedan litar tečnog hlora daje pri 0°C i normalnom pritisku 457 litara gasa.
| Molekulska težina | 70,9 | – |
| Tačka topljenja | — 101°C | – |
| Tačka ključanja (pri 760 mmHg) | — 34°C | – |
| Tačka mržnjenja | —102,4°C | – |
| Specifična težina | Hlor gas | 3.214 g/l |
| – | Hlor tečan | 1.467 g/cm3 |
| MDK vrednost | 1 ppm (3 mg/m3) | |
| Trag mirisa | 0,02 – | 0,05 ppm |
| Relativna gustina gasa (vazduh = 1 ) | 2,45 | – |
Na slici 36 prikazana je zavisnost pritiska gasovitog hlora od temperature, a na sl. 37 zavisnost specifične težine tečnog hlora od pritiska i temperature.
Slika 36 — Zavisnost pritiska gasovitog hlora od temperature
Izostavljeno iz prikaza
6.2.1.2. Dobijanje hlora
Industrijski, tehnički hlor se dobija elektrolizom jakog rastvora kuhinjske soli. Postupak se zasniva na tome da u vodenom rastvoru natrijumhlorid disocira na jone natrijuma i hlora:
NaCl ↔ Na+ + Cl-
Međutim, i voda malim delom disocira na katjone vodonika i hidroksilne anione:
H2O ↔ H+ + OH-
Proces se izvodi u elektrolizerima, gde je jedna elektroda (katoda) od žive. Na anodi se izdvajaju atomi hlora, koji odmah prelaze u stanje molekula, a na katodi se izdvajaju atomi vodonika, koji takođe odmah prelaze u stanje molekula. Hlor i vodonik se komprimuju i čuvaju za dalju upotrebu. Istovremeno se povećava koncentracija jona natrijuma, koji odmah reaguje sa vodom, stvarajući rastvor natrijumhidroksida:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ovako dobijeni natrijum-hidroksid ima koncentraciju od 45 do 50% i može se koristiti u praksi bez daljeg uparavanja.
Hlor ima veliki tehnički značaj i veliku primenu u procesnoj industriji. Koristi se kao sredstvo za beljenje, za proizvodnju polivinilhlorida, sredstava za zaštitu bilja, hlorovodonične kiseline, dobijanje liloroforma i tetrahlorugljenika, a, usled ekonomičnosti i velike efikasnosti, i kao veoma pogodno sredstvo za dezinfekciju vode.
6.2.1.3. Hlorne boce
Gasni hlor se transportuje u čeličnim sudovima pod pritiskom (obično 10 atmosfera), pri čemu je tečan. Sudovi su različitih veličina, a proveravaju se na pritisak svake druge godine. Pored toga, svaki sud ima svoj karton i na sebi nosi odgovarajuću oznaku.
Kod dužeg lagerovanja punih hlornih boca, dejstvom hlora na metal, može se osovina ventila čvrsto stegnuti i na taj način otežati njegovo otvaranje. U ovom slučaju potrebno je telo ventila zagrejati toplom vodom, vodeći računa da sama boca ne dođe u dodir sa toplom vodom. Najbolje je postaviti bocu u kosi položaj (45°) ili samo ventil obaviti krpom natopljenom toplom vodom, posle čega će se on lako odvijati.
Tamo gde se sprovodi kontinualno hlorisanje (gradski vodovodi), potrebno je obezbediti zalihu hlora za vreme od 3 do 6 meseci, jer često može doći do zastoja kod proizvodnje ili transporta, što bi moglo da dovede do prekida u hlorisanju.
Tamo gde se vrši povremeno ili sezonsko hlorisanje (baseni za plivanje), treba nabaviti približno potrebnu količinu hlora za celu sezonu, izbegavajući nagomilovanje rezervi za narednu godinu. Na kraju sezone neutrošene boce hlora treba ustupiti drugom korisniku.
Hlorne boce treba trošiti po redu prispeđa, a prazne boce lagerovati odvojeno od punih. Pri manipulaciji sa njima u pogonu i skladištu treba se služiti kolicima sa gumenim točkovima. Zabranjeno je bacanje, kotrljanje i tumbanje boca.
Količina elementarnog hlora koja se pri sobnoj temperaturi uzima za hlorisanje iz hlorne boce je ograničena i iznosi 0,9 do 1,2% od težine sadržaja hlora u boci na sat. Oduzimanje hlora iz boce prilikom hlorisanja treba da se vrši, kako su iskustva pokazala, prema sledećoj tabeli:
| Sadržaj hlora u boci u kg | Utrošak hlor-gasa u kg/h |
| 50 | 0,50 |
| 100 | 1,20 |
| 150 | 1,80 |
| 450 | 6,00 |
| 1.000 | 9,00 |
Ukoliko se iz boce uzima više hlora, na boci se stvara led, jer ekspanzijom, hlor isparava na račun toplote okoline. Stvoreni led je toplotni izolator koji još više smanjuje isparavanje hlora iz boce. Zato, kada je potrebna potrošnja veće količine hlora, potrebno je više hlornih boca vezati jednom cevi u bateriju i priključiti na dovod za hlorator, čime se ova nezgoda izbegava.
Korisno je da se boce, koje su u eksploataciji, stave na vagu i da se beleži utrošak hlora na osnovu razlike u težini.
6.2.2. Hlorni preparati
Za manje vodovodne objekte (do 15 l/s), kao što je već napomenuto, mnogo češće se, kao sredstvo za dezinfekciju, koriste hlorni preparati. Njihova baktericidna moć i efikasnost dezinfekcije zavise od sadržaja aktivnog hlora, a kreću se u širim granicama.
Rukovanje i manipulacija hipohloritima nisu skopčani s velikim opasnostima u odnosu na rukovanje gasovitim hlorom i hlordioksidom.
6.2.2.1. Kalcijumhipohlorit Ca(OCl)2 (Kaporit — hiperit)
Kalcijumhipuhlorit, nazvan još i kaporit, ili hiperit, je beo prah, lako rastvorljiv u vodi (200 gr/1 vode). On sadrži 60—70% aktivnog hlora. Može se dobiti mešanjem rastvora natrijumhipohlorita sa rastvorom kalcijumhlorida. Specijalnim postupcima hlorovanja kreča, industrija proizvodi više vrsta kalcijumhipohlorita, većinom pod zaštićenim imenima i sa različitim sadržajem aktivnog hlora. Američki proizvod nosi naziv »HTH« (High Test Chlorine) i sadrži oko 70% aktivnog hlora.
Slika 37 — Specifična težina tečnog hlora u zavisnosti od pritiska i temperature
Izostavljeno iz prikaza
Kalcijumhipohlorit je 5—10 puta stabilniji od hlornog kreča i u odnosu na Morni kreč daje vrlo kvalitetan rastvor sa vrlo malo ili bez taloga.
Lako prima iz vazduha vlagu i ugljenu kiselinu, pa ga treba čuvati u manjim pakovanjima, dobro zatvorenog i zaštićenog od temperature, vlage, svetlosti i ugljendioksiđa, jer ovi faktori utiču na njegovu stabilnost.
6.2.2.2. Kalcijumhlorid-hipohlorit (CaCl (OCl) (Hlorni kreč)
Hlorni kreč je, ako se ispravno čuva, beličasto-plavo-sivkast suv prah, oštrog mirisa na hlor. Obično sadrži oko 25 do 35% aktivnog hlora. Ova količina aktivnog hlora zavisi od kvaliteta proizvoda, a naročito od načina na koji se čuva, jer je, budući da je u njemu hlor labavo vezan, veoma nestabilno jedinjenje.
Pri lošem čuvanju raspada se po jednoj od jednačina:
1. 2CaCl (OCl) + CO2 = CaCl2 + CaCO, + Cl2O
2. 2CaCl (OCl) + 4H2CO3 = 2HOCl + 2Ca (HCO3)2 + 2HCl
3. 2CaCl (OCl) + 4H2O = 2HOCl + 2Ca (OH)2 + 2HCl
Pošto je veoma higroskopan, treba ga čuvati u dobro zatvorenim sudovima i n manjim pakovanjima u pogodnoj ambalaži (PVC kese, kese kaširane plastmasom), a na prohladnim mestima ga treba zaštititi od vlage, ugljenđioksiđa i svetlosti.
Na njegovu stabilnost nepovoljno utiču kiseline, kao i soli gvožđa, nikla, molibdena i dr., koje se, usled nečistoće sirovina, mogu zadržati u gotovom proizvodu.
I u slučaju ispravnog čuvanja, treba računati da hlorni kreč vremenom gubi hlor 0,2—0,5% mesečno. Preko leta i u slučaju lošeg čuvanja, hlorni kreč može, praktično, da izgubi skoro potpuno svoju aktivnost.
Hlorni kreč je jeftino i sigurno dezinfekciono sredstvo, te je kao takvo našlo široku primenu u industriji, zdravstvu (dezinficijens, dezodorans), kao i u dezinfekciji vode.
Spravljanje rastvora hlornog kreča
Hlorni kreč se dobro rastvara u vodi, ali, za razliku od kaporita, ostavlja talog kalcijuhidroksida — Ca (OH)2.
Određenoj količini hlornog kreča (u zavisnosti od toga koliko je potrebno rastvora) dodaje se postepeno, uz stalno mešanje, ukupno 5 puta više vode (na 1 kg hlornog kreča doda se 5 litara vode). Treba pustiti da odstoji 15 minuta, a potom u drugi sud odliti bistru tečnost. Sa zaostalim talogom ponoviti postupak na isti način. Posle narednih 15 minuta, opet odliti bistar rastvor i sastaviti ga sa ranije izdvojenim, uz dobro mešanje. Posle kraćeg
stajanja, rastvor kroz višestruku gazu procediti, a potom razblažiti vodom do željene koncentracije, obično 1%. (Postupak za pravljenje rastvora različitih koncentracija opisan je u prilogu.)
Napominjemo da se hlorni kreč prethodno mora prevesti u kašu, a tek onda, dodavanjem vode, razblaživati. Takođe se napominje da se za mesnu industrijsku upotrebu koristi tečni hlorni kreč, koji se dobija uvođenjem elementarnog hlora u krečno mleko. On je veoma slabe koncentracije i sadrži oko 3% aktivnog hlora, pa mu je zbog neekonomične manipulacije primena za dezinfekciju vode ograničena.
6.2.2.3. Natrijumhipohlorit — NaOCl (Žavelova voda)
Žavelova voda (NaOCl + H2O) — Eeau de Javelle — dobila je ime po mestu Javelle, kraj Pariza, gde se dobijala uvođenjem hlora u rastvor kalijumkarbonata-potaše (K2CO3). Tek kasnije Labaracque je uveo postupak uvođenjem hlora u sodu (NaOH), pa se ona zove i Labarakova voda (Eau de Labaracque).
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaOCl + H2O
Žavelova voda je većinom sporedni proizvod nekih industrija i sadrži 10 do 12% aktivnog hlora. Nabavlja se u plastičnim buradima u tečnom stanju i najviše se koristi za dezinfekciju u manjim vodovodima.
Žavelova voda takođe spada u nestabilna jedinjenja, pa prilikom upotrebe treba voditi računa o njenom čuvanju i starosti.
6.2.2.4. Hloramini
Hloramini su hlorni preparati sa sadržajem iznad 25% aktivnog hlora. Oni su stabilniji od hipohlorita, te se lakše i bolje čuvaju. Kao baktericidi, sporije deluju te imaju tzv. »produženo dejstvo«, tj. i posle završenog procesa hlorisanja izvesno vreme se zadržava relativno stalan nivo rezidualnog hlora, zbog čega imaju prednost nad hipohloritima (vidi hlorisanje na tački prevoja). Ima ih više vrsta (komerciialna imena su im uglavnom zaštićena), a po strukturi su hloramidi i hlorimidi. Tako su poznati hloramini: pantocid (halazone), sukcinhloramin, hloramin »B«, hloramin »T«, poznat još kao halamid, i dr.
6.2.3. Dezinfekcija vode
Elementarni hlor i njegovi preparati se, blagodareći nizu pogodnih osobina, već godinama primenjuju za dezinfekciju vode kod nas i u svetu, kao najefikasnija i najekonomičnija sredstva.
Slika 38 — Uticaj temperature na efekat hlorisanja
Izostavljeno iz prikaza
Faktori koji utiču na efekat dezinfekcije hlorom. Baktericidnost hlora i njegovih preparata može se shematski predstaviti ovako:
Hlordioksid (ClO2) → hlor (gas) Cl2 → kalcijumhipohlorit (kaporit — HTH) → Kalcijumhloridhipohlorit (hlorni kreč) → natrijumhipohlorit (žavelova voda) → hloramini.
Stepen baktericidnosti opada idući sleva nadesno.
Pored sadržaja aktivnog hlora, na efekat dezinfekcije utiču i drugi faktori, kao što su:
- Različita otpornost mikroorganizama na hlor. Tako, na pr., dok je za uginuće izazivača trbušnog tifusa dovoljna doza hlora od 0,1 mg/l vode, za virus poliomielitisa potrebna je 10 puta veća doza.
- Na nižim temperaturama baktericidnost hlora je manja. Po nekim autorima je na 10°C za isti efekat potrebna 2 puta veća količina hlora nego za dezinfekciju na 20°C.
- Meteorološki uslovi utiču, takođe, na efekat dezinfekcije. Sunčeva svetlost (ultraljubičasti zraci) ubrzava proces, ali isto tako dovodi do gubitka hlora iz vode. Vetar takođe deluje na iščezavanje hlora iz vode.
- Mutnoća vode umnogome smanjuje efikasnost hlorisanja, pa je potrebno vodu pre hlorisanja izbistriti. Ovo se objašnjava time što su bakterije do izvesne mere zaštićene prisutnim česticama suspendovanog materijala, čime se ometa brzo i efikasno delovanje hlora na opnu mikroorganizama, kroz koju hipohlorasta kiselina, inače, lako prolazi.
- pH — vrednost vode je od znatnog uticaja na dezinfekciju. Optimalna vrednost pH vode za hlorisanje treba da se kreće u granicama od slabo kisele do neutralne sredine, jer u slučaju povećanja pH-vrednosti dolazi do disocijacije hipohloraste kiseline.
HOCl = H+ + OCl-
Sadržaj hlora i hipohloraste kiseline, kao i efekat dezinfekcije u zavisnosti od pH-vrednosti vode prikazani su u tabelama 18, 19 i 20.
Sadržaj hlora u zavisnosti od pH (20°C) po H. H. Trahtman-u
| pH — vrednost | 5,3 | 6,8 | 8,0 |
| % Cl2 od dodatog hlora | 78,0—86,6 | 68,0—79,0 | 63,3—69,0 |
.
| pH vode | Sadržaj HOCl |
| 5,0 | 100% |
| 7,5 | 50% |
| 10,0 | 0 |
.
| pH — vrednost | Dezinfekcioni efekat Cl2 |
| 6,8 | 100% |
| 7,2 | 84% |
| 8,0 | 55% |
Ako se prihvati mišljenje da je hipohlorasta kiselina glavni faktor dezinfekcije, onda treba težiti takvom postupku hlorisanja koji omogućava održavanje hipohloraste kiseline u što većoj koncentraciji, a to se, kao što se vidi, postiže održavanjem pH-vrednosti vode u granicama slabo kisele sredine (tabela 19), kada je i dezinfekcioni efekat najveći (tabela 20).
6.2.3.1. Mehanizam hlorisanja
Na destruktivno delovanje hlora naročito su osetljivi mikroorganizmi, jer ne podnose ni najmanje količine hlora na koje ljudski organizam ne reaguje. Uopšte uzeto, ukoliko su mikroorganizmi i njihovi oblici na višem stupnju razvoja, oni su utoliko otporniji na dejstvo hlora.
Dejstvo hlora na bakterije ispoljava se već posle kontakta sa vodom od jednog minuta. Utvrđeno je da hlor, prolazeći kroz opne mikroorganizama, napada i razara enzimski sistem ćelija. Smatra se da hlor blokira aktivnost fermenta disanja (triazofosfordehidrogenaze) koji je nađen u svim živim ćelijama. Osim toga, razorno deluje i na protoplazmu ćelija, vezujući se za amino grupe i amino kiseline.
Dinamika mehanizma i biohemizma baktericidnog delovanja hlora još nije dovoljno razjašnjena i ima više teorija koje dezinfekciju vode hlorom objašnjavaju sa podjednakom verovatnoćom.
Po nekima, dezinfekciona moć se pripisuje kiseoniku »in statu nascendi«, koji se stvara kao rezultat velikog afiniteta hlora prema vodoniku, pri čemu se delimično razlaže voda:
2Cl2 + 2H2O = 4HCl + O2
Na osnovu najnovijih ispitivanja (Molte), preovlađuje mišljenje da je hipohlorasta kiselina (HOCl), koja nastaje pri hlorisanju, najaktivnije jedinjenje, pa bi, po ovome, ispravnije bilo govoriti o dezinfekciji vode hipohlorastom kiselinom, a ranije mišljenje o dezinfekciji hlorom i kiseonikom »in statu nascendi« napustiti. Dejstvo hipohloraste kiseline objašnjava se time što se ona, kao elektropozitivna, brže i čvršće veže za elektronegativne molekule bakterije, čime se omogućava veći efekat delovanja hlora na enzime dehidrogenaze, koji se denaturišu i onemogućavaju život bakterija.
Nastajanje hipohloraste kiseline prikazuje se kako sledi:
Cl2 + H2O = HCl + HClO = 2 HCl + O
Iz reakcije se vidi da je hipohlorasta kiselina vrlo nepostojano jedinjenje, pa se raspada (naročito delovanjem sunčeve svetlosti) na hlorovodoničnu kiselinu i kiseonik. Ona se raspada i u slučaju da su prisutne materije koje se lako oksidišu, pa se i ovim objašnjava oksidaciono delovanje hlora u vodi.
6.2.4. Hlorni broj, rezidualni hlor i doza hlora
Prilikom dodavanja hlora i hlornih preparata vodi, usled reakcije do koje pri tom dolazi, izvesna količina hlora utrošiće se na oksidaciju organskih materija, uključujući tu i mikroorganizme, kao i na oksidaciju gvožđa i mangana. Kolika će ova potrošnja biti zavisi od prirode i sadržaja ovih materija u vodi i osobina vode, jer ista voda u raznim prilikama i različitim godišnjim dobima neće trošiti istu količinu hlora.
Posle završetka reakcije i uspostavljanja ravnoteže, u vodi će ostati izvesna količina rezidualnog hlora.
Količina hlora koju voda utroši do pojave rezidualnog hlora, izražena u mg/l, naziva se hlorni broj*). Vrednost hlornog broja je različita za pojedine vrste voda, a za istu vodu varira u zavisnosti od godišnjeg doba i drugih uslova.
Rezidualni hlor je vrednost hlora (izražena u mg/l) koja je ostala neutrošena, kao višak, nakon reakcije hlora sa organskim i neorganskim jedinjenjima i mikroorganizmima.
Ako u vodi ima amonijaka ili nekih drugih azotnih jedinjenja, slobodni hlor reaguje sa njima stvarajući adiciona i supstituciona jedinjenja i hloramine. I hloramini imaju dezinfekcionu moć, ali je ona kod njih produžena, a u pogledu brzine i efikasnosti i sporija i manja. Tako se rezidualni hlor javlja u dva oblika: kao slobodni aktivni rezidualni hlor i kao vezani aktivni rezidualni hlor (hloramini).
Znači, ukupni rezidualni hlor je zbir obe vrednosti rezidualnog hlora (slobodnog i vezanog). Njegov sadržaj u ispravno hlorisanoj vodi za piće treba da iznosi 0,2 — 0,5 mg/1 posle delovanja od 1/2 časa.
Prema iskustvu u Beogradskom vodovodu (K. Vasiljević), orijentaciono bi se mogao preporučiti nivo slobodnog aktivnog rezidualnog hlora prema određenim vrednostima utroška kalijumpermanganata:
| Utrošak KMnO4 | Slobodni aktivni rezidualni |
| u mg/l | hlor u mg/l |
| 4 — 5 | 0,2 |
| 5 — 6 | 0,3 |
| preko 6 | 0,4 |
*) Postupak određivanja hlornog broja opisan je u prilogu.
Ustanovljeno je da uobičajena koncentracija slobodnog aktivnog rezidualnog hlora nije potpuna zaštita od sekundarnog zagađenja. Pouzdanost dezinfekcije može se proveriti tek nakon izvršenih bakterioloških analiza vode.
Doza hlora predstavlja vrednost aktivnog hlora, izraženog u mg/l, koju voda utroši za sopstvenu potrebu i potrebnog reziduala. Znači, doza hlora je zbir vrednosti hlornog broja i rezidualnog hlora (slobodnog i vezanog) izražen u mg/l vode. Na primer, ako imamo vodu čiji je hlorni broj utvrđen na 0,5 mg/l, a usvojeni rezidual 0,3 mg/l, aoza hlora iznosiće 0,8 mg Cl2/1 vode.
6.2.5. Izbor mesta za hlorisanje
Da bi se odredilo pravo mesto na kojem će se hlor ili hlorni preparat dodavati vodi, potrebno je imati veliko iskustvo i poznavati kako hemijske, fizičke, organoleptičke i bakterioološke osobine vode, tako i tehnički postupak i samo postrojenje, te se ovaj problem javlja kao veoma složen.
Postoji više mesta na objektima i distribucionom sistemu gde se može dodavati hlor. Pored normalnog hlorisanja i doziranja određene količine hlornog rastvora, u zavisnosti od osobina vode i drugih uslova, primenjuje se više varijanti:
- Predhlorisanje je postupak dodavanja hlora pre koagulacije, kada voda sadrži veće količine organskih materija, koje dejstvuju kao zaštitni koloidi i sprečavaju taloženje. Postupak se isto tako primenjuje ako je voda obojena i zagađena materijama koje vodi daju miris i ukus, kao i kad voda sadrži velike količine algi.
- Parcijalno hlorisanje se vrši dodavanjem hlora na više mesta i u raznim fazama prečišćavanja. Primenjuje se kod velikih postrojenja sa većim brojem punktova za prečišćavanje.
- Posthlorisanje podrazumeva dodavanje hlora posle filtratracije vode. Ovaj postupak se najviše primenjuje i najekonomičniji je, jer se voda u prethodnim etapama prečišćavanja izbistri i delimično oslobodi mikroorganizama.
- Hlorisanje kod rezervoara je slično prethodnom postupku. Ovde se voda hloriše na ulasku ili izlasku iz rezervoara. Bez obzira o kojem se postupku radi, mora se voditi računa da se hlor doda u dovoljnoj količini, da se obezbedi vreme kontakta hlora sa vodom od oko pola časa (kontaktno vreme) i da se posle ovog vremena na terminalnim ograncima mreže nađe sadržaj reziduala od oko 0,2 mg/l.
6.2.5.1. Naknadno hlorisanje
Ovaj način hlorisanja posebno se ističe jer ima za cilj da održi slobodni hlor u celoj vodovodnoj mreži, a naročito se primenjuje kod veoma dugih i razgranatih mreža, i u slučajevima kada voda ima dosta gvožđa i mangana, i dr..
Mikroorganizmi tipa koli bakterija mogu dospeti u vodovodnu mrežu preko otvora rezervoara, pri zameni i remontu delova mreže, usled čestih promena pritiska u mreži i pojave vakuuma, ukrštanjem po pogonima sa dvostrukim napajanjem itd.
Najbolja odbrana od ovakvih slučajeva je stalni sanitarni nadzor nad objektima, izvođenje dezinfekcije pri remontu i stalno održavanje pritiska u celoj mreži, uz uslov da je mreža dobro i pravilno dimenzionisana. Pored ovoga, voda mora uvek, u svim delovima mreže, sadržavati izvesnu količinu slobodnog hlora, koji je štiti od naknadne zagađenosti. To je cilj naknadnog hlorisanja.
Hlor je veoma aktivna supstanca; on se jedini sa mnogim materijama, prisutnim u vodovodnim cevima. Između ostalih, to su gvožđe i mangan, kao i produkti korozije, mutnoća i dr.. Sasvim je jasno da je kod gvožđevitih voda i nečistih cevi nemoguće dozirati toliku količinu hlora koja bi garantovala potreban rezidual i pružala vodi obezbeđenje od naknadnog zagađenja. Poznati su primeri dodavanja velikih količina hlora koji se u ovakvim slučajevima gubi na veoma kratkoj udaljenosti od mesta dodavanja. Odsustvo makar i malih količina hlora ukazuje na mogućnost iznenadnog zagađenja. Da bi se i najudaljeniji potrošači snabdevali bakteriološki ispravnom vodom (koja sadrži potreban hlorni reziduum), ne sme se dozvoliti da ga najbliži potrošači imaju u tolikoj meri koja vodu čini praktično neupotrebljivom za piće.
Slika 39 — Uticaj pH vrednosti na efekat hlorisanja
Izostavljeno iz prikaza
Iz ovih razloga vrši se naknadno hlorisanje duž vodovodne mreže, u tzv. hlornim podstanicama.
Posebno je važno održavati mrežu i celokupni distribucioni sistem čistim, pa je potrebno mrežu sistematski ispirati.
Poseban postupak dezinfekcije vode je superhlorisanje, o čemu će biti reči kasnije.
6.2.5.2. Ručno hlorisanje vode
U vanrednim prilikama, kojih je u poslednje vreme često bilo u našoj zemlji, kao što su zemljotresi, poplave i sl., potrebno je razmotriti mogućnosti i organizovati snabdevanje stanovništva higijenski ispravnom vodom za piće. U ovakvim slučajevima treba primeniti postupke za dezinfekciju vode van vodovodnih postrojenja i bez primene standardnih uređaja za prečišćavanje i dezinfekciju.
Pored uobičajenog prokuvavanja vode i primene tableta za dezinfekciju vode, lučnim hlorisanjem vode može se obezbediti njen bakteriološki kvalitet, pod uslovom da voda nije zamućena i da se ovaj posao obavlja savesno. U ovom poslu pada velika odgovornost na radnike koji rade na snabdevanju vodom, a posebno na zdravstvene i sanitarne organe.
Ručno hlorisanje treba primeniti samo u slučajevima kada nikakav drugi način nije moguć.
Da bi se pri dezinfekciji postigao željeni efekat, potrebno je da sadržaj slobodnog rezidualnog hlora u vodi posle kontaktnog vremena od pola časa iznosi 0,2 do 0,5 mg/l.
Ukoliko je voda bistra i bez većeg sadržaja organskih i neorganskih redukujućih materija, ovo se obično postiže dodavanjem doza sa sadržajem aktivnog hlora od oko 1 mg/l, a u slučaju dodavanja preparata hloramina, doze treba da sadrže 2 mg/l aktivnog hlora — zbog produženog i sporijeg delovanja hloramina.
Pri ručnom hlorisanju, računato za 1 m3 vode, normalno se dodaju sledeće doze hlornih preparata (tabela 22):
U zavisnosti od zapremine suda, a prema gornjoj tabeli, uzima se potrebna količina hlornog preparata, rastvara u vodi
| Naziv preparata | Hemijska formula | Sadržaj aktivnog hlora u % | Potrebna količina u gr |
| Žavelova voda | (natrajumhipohloiit) NaOCl | 10—12 | 10 |
| Hlorni kreč | (kalcijumhlorid-hipohlorit)CaCl (OCl) | 25 — 35 | 5 |
| Kalcijumhipohlorit | Ca (OCl)2(kaporit-hiperit) | 60 — 70 | 1,5 |
| Hloramini | (halamid, halazone) | 25 | 8 |
i procedi (ukoliko nije u pitanju žavelova voda). Tako spremljen rastvor sipa se u vodu koju treba hlorisati i čistom drvenom motkom meša da bi se hlorni preparati homogeno raspodelio. Najbolje je rastvor hlornog preparata uliti u sud još u toku samog punjenja, čime se ubrzava mešanje hlora, a u slučaju transporta ovih sudova obezbeđuje se i potrebno vreme retencije (kontaktno vreme).
Posle desetak minuta, kada se utroši oko 75% hlora, treba na sudu otvoriti slavinu, da »voda proteče«, kako bi se i ona dezinfikovala. Zatim se na uobičajeni način proveri količina rezidualnog hlora. Ukoliko se pokaže da ovoga nema dovoljno, treba dodati još jednu manju količinu hlornog preparata i posle deset minuta nanovo kontrolisati rezidualni hlor. Ukoliko se isti nađe u utvrđenim vrednostima posle kontaktnog vremena od pola časa, voda se sme dati na korišćenje.
6.2.5.3. Hlorisanje vode u boci
Ovakav način hlorisanja podrazumeva hlorisanje vode za individualnu upotrebu i većinom se vrši hloraminskim tabletama (pantocid), ili tabletama joda, koje su obično tako izrađene da jedna tableta sadrži dozu aktivnog hlora, odnosno joda, koja je dovoljna za dezinfekciju jednog litra bistre vode. Ukoliko je voda makar i malo izmenjenih organoleptičkih osobina, dodaje se dvostruka doza. Po dodatku tablete, sud se zatvori i povremeno mućka da bi se tableta rastvorila u vodi i hlor u njoj homogeno raspodelio. Posle kontaktnog vremena od pola časa, po slabom i karakterističnom mirisu konstatovati sadržaj reziduala i vodu bez bojazni upotrebiti za piće.
U nedostatku ovih tableta, voda se može hlorisati i dodavanjem 1% rastvora hlornih preparata. Na 1 litar vode treba dodati količinu 1% rastvora hlornih preparata, prema tabeli 23.
| Hlorni preparat | Hemijske formule | Potreban broj kapi 1% rastvora na 1 litar vode |
| Ževalova voda | ||
| (Natrijumhipohlorit) | NaOCl | 20 |
| Hlorni kreč | CaCl (OCl) | 10 |
| Kalcijumhipohlorit | ||
| (kaporit-hiperit-HT H) | Ca (OCl)2 | 3 |
| Hloramini | 16 |
S ovim preparatima postupak je isti kao i u prethodnom slučaju.
6.2.5.4. Hlorisanje vođe kopanih bunara
Ručno hlorisanje vode u kopanom bunaru nije preporučljivo, jer je nedovoijno pouzdano zbog stalnog priticanja novih količina vode.
Hlorisanje kopanog bunara ručno vrši se na sličan način kao i hlorisanje vode u sudovima.
Najpre se proračuna zapremina vode u bunaru. Spuštanjem motke ili konopca, izmeri se visina vodenog sloja (h) i prečnik bunara (D). Na primer, ako je prečnik bunara 1,20 m, a visina vodenog sloja 2,00 m, zapremina vode (V) u tom bunaru iznosiće:
V = D2 Π / 4 h = 1,22 3,14 2 / 4 = 2,26 m3 = 2.260 litara
Izračunatoj zapremini vode u bunaru u litrima dodaje se sada količina hlornog preparata prema ranije navedenim tabelama.
Preporučuje se da se kod hlorisanja vode u bunaru dodaje nešto veća količina hlornog preparata, s obzirom na potrošnju i stalni dotok vode. Ako se bunar koristi preko celog dana, hlorisanje treba više puta ponoviti.
Hlorisanje treba vršiti na oko i čas pre upotrebe vode, s tim što je potrebno vodu u toku hlorisanja stalno mešati sudom za zahvatanje, na koji se način i sam istovremeno dezinfikuje.
6.2.5.5. Superhlorisanje vode
Pod superhlorisanjem vode podrazumeva se dezinfikovanje vode većim količinama hlora, obično desetrostrukom dozom od one koja se upotrebljava u normalnim uslovima.
Superhlorisanje se izvodi uvek kada se pretpostavlja da uobičajene koncentracije hlora nisu u stanju da zaštite vodu od mogućih naknadnih zagađenja. Ovaj postupak se primenjuje u sledećim slučajevima:
- u slučajevima vanrednih prilika (rat, poplava, zemljotres) koje diktiraju potrebu za brzim i sigurnim dezinfikovanjem vode,
- kada u zoni sanitarnog osmatranja (kolektiv ili naselje) vlada epidemija crvenih zaraznih bolesti,
- kada se predviđa da će voda pre upotrebe duže da stoji (takođe i pri njenom transportu),
- ukoliko se posumnja da je voda namerno ili slučajno bakteriološki zagađena,
- ako postoje podaci ili se sumnja da je voda zagađena mikroorganizmima otpornim na uobičajene doze hlora (sporogene bakterije, amebne ciste i dr.),
- u ratnim uslovima, kada postoji opasnost upotrebe NBH napadnih sredstava i
- za razaranje neprijatnih ukusa i mirisa koji su izazvani masovnim razvićem mikroorganizama, ili zagađivanjem vode otpadnim vodama sa sadržajem fenolnih i krezolnih jedinjenja.
Kod supernlorisanja postupak je isti kao kod normalnog hlorisanja, s tim što se kontrolom rezidualnog hlora nakon 10 minuta kontaktnog vremena njegova vrednost mora ustanoviti u količini od iznad i mg/l. Ukoliko se u tom trenutku dokaže odsustvo ili znatno niži sadržaj rezidualnog hlora, dodaje se dopunska količina hlornog preparata u visini prethodne doze. Ovakav postupak se ponavlja sve dok se ne nađe sadržaj rezidualnog hlora veći od 1 mg/l.
Razume se da i pri superhlorisanju kontakt hlora sa vodom treba da iznosi oko 1/2 časa, posle čega se voda može upotrebiti. Ako se neposredno pre upotrebe konstatuje znatna količina rezidualnog hlora, vodu treba dehlorisati, jer je kod većih doza hlora miris vode neprijatan, te voda nije pitka.
Suvišna količina hlora mora se otkloniti i zato što potrošači, izbegavajući vodu »koja se jako oseća na hlor«, mogu piti vodu koja može biti zagađena. Pored toga, povišene doze hlora naročito nepovoljno utiču na osobe sa obolelim gornjim disajnim putevima.
6.2.6. Dehlorisanje vode
Pod dehlorisanjem vode podrazumevamo postupak uklanjanja viška aktivnog hlora iz vode. Važno je zapamtiti da se voda sme dehlorisati tek neposredno pred upotrebu od strane korisnika.
Suvišni hlor se može otkloniti na više načina: provetravanjem, filtriranjem kroz drveni ili aktivni ugalj, ili doziranjem tačno određenih količina sumpordioksida (SO2). Međutim, najefiikasniji postupak dehlorisanja je primena natrijumtiosulfata. Količina potrebnog dehloransa može se podesiti tako da posle dehlorisanja u vodi ostane tačno određena količina aktivnog hlora, koja štiti vodu od naknadne kontaminacije.
Natrijumtiosulfat je postojan beo kristalan prah, specifične težine 1,7. lako rastvorljiv u vodi.
Pri dehlorisanju vode natrijumtiosulfat se najpre rastvori u vodi i dobro izmeša, a zatim dodaje superhlorisanoj vodi.
Primena natrijumtiosulfata za dehlorisanje vode počiva na njegovim redukcionim osobinama, jer se on pod dejstvom hlora lako oksidiše do sumporne kiseline:
Na2S2O3 + 5H2O + 4Cl2 = 2H2SO4 + 2 NaCl + 6HCl
Preporučljivo je vršiti sukcesivno dehlorisanje dodavanjem manjih doza, tako da posle dehlorisanja ostane u vodi rezidualnog hlora u granicama od 0,2 do 0,5 mg/l.
Slika 40 — Izgled uređaja za dehlorisanje
Izostavljeno iz prikaza
Pri dehlorisanju treba imati u vidu da je za 1 mg hlora, koji treba udaljiti iz vode, potrebno utrošiti 0,9 mg kristalnog natrijumtiosulfata sa 5 molekula vode.
Doziranje natrijumtiosulfata superhlorisanoj vodi vrši se pomoću posebnih uređaja — dehidratora. Jedan ovakav uređaj prikazan je na slici 40.
Treba izbegavati suviše velike doze jer tada voda postaje sapunjava ukusa usled stvaranja tetrationata.
6.2.7. Hloraminisanje vode i hlorisanje na tački prevoja
Dezinfekcija vode elementarnim hlorom i hipohloritima je pouzdan i jeftin postupak. Međutim, u zavisnosti od kvaliteta vode, uslova hlorisanja i drugih okolnosti, ovaj postupak ispoljava, u manjem ili većem stepenu, izvesne nedostatke:
- Relativno brzi gubitak slobođnog hlora. Kod otvorenih rezervoara i basena za plivanje, na suncu, u toku 75 minuta iščezne sav slobodni aktivni hlor.
- Specifičan neprijatan miris na hlor. Ovaj miris, u zavisnosti od individualne osetljivosti, oseća se u koncentraciji slobodnog hlora od 0,2 do 0,5 mg/l.
- Neprijatan miris po hlorfenolu i hlorkrezolu. U slučaju prisustva u vodi fenolnih i krezolnih spojeva, međureakcijom hlora sa njima dolazi clo pojave neprijatnog mirisa i ukusa.
- Potreba za dehlorisanjem. Ako postoji potreba da se vrši superhlorisanje, voda se pre upotrebe mora dehlorisati.
Svi pomenuti nedostaci u manjoj ili većoj meri se otklanjaju hlorisanjem uz preamonizaciju, odnosno prethodnim dodavanjem vodi amonijaka ili amonijačnih soli, koje sa hlorom grade hloramine.
Postoje organski i neorganski hloramini. Za njih je karakteristično da sporije otpuštaju aktivan hlor, zbog čega teže i sporije reaguju sa drugim materijama (čak i do 100 puta). Oni u početku baktericidno deluju usporeno, ali krajnji efekat je sasvim zadovoljavajući. Od 1,5 mg/l hloraminskog hlora u otvorenom basenu, na suncu, posle 75 minuta ostaje 1,3 mg/l hlora, dok se primenom drugih hlornih preparata, pod ovim uslovima, sav hlor izgubi.
Najbolji rezultati hloraminisanja postižu se ako je odnos amonijak : hlor = 4:1. Treba napomenuti da ovaj odnos umnogome zavisi od kvaliteta vode, pa ga treba prethodno eksperimentalno utvrditi. Ovo zbog toga što uvođenjem u vodu viška amonijaka opada baktericidna moć hlora. U velikom broju slučajeva, i pri običnom hlorisanju dolazi do nastajanja hloramina, te se često u praksi i proces dezinfekcije obavlja zahvaljujući njima.
Dezinfikovanje vode hloraminima počiva na principu dejstva kako vezanog, tako i slobodnog aktivnog hlora. Dozvoljena doza hloramina u vodi za piće iznosi 0,6 — 1,0 mg/l vezanog hlora, odnosno dva puta više nego slobodnog aktivnog hlora, a da se ne oseti miris i ukus vode na hlor.
Dopuštena koncentracija hloramina u basenima za kupanje iznosi 0,7 — 1,5 mg/l rezidualnog hlora, a da ne dođe do upale očiju. Ako je u pitanju slobodan aktivan hlor, već i doza od 0,5 mg/l izaziva pomenute nadražaje.
S obzirom da hloramini uništavaju neugodne mirise, kao i da imaju produženo baktericidno delovanje, otpuštajući hlor sporo i postepeno, postupak hloraminisanja ili hlorisanja uz preamonizaciju je naročito pogodan za dezinfekciju vode koja duže stoji (baseni za kupanje, rezervoari vode za piće, individualno hlorisanje), ili pak duže cirkuliše u vodovodnoj mreži. Iz takvih razloga, hloramini sprečavaju razvoj viših mikroorganizama u vodovodnim uređajima. Sporije otpuštanje aktivnog hlora iz hlormina, odnosno sporiji gubitak slobodnog aktivnog hlora, obezbeđuje manju opasnost od sekundarnih zagađenja vode, pa je hloraminima pogodno dezinfikovati i vodu koja se transportuje. Jednostavnije rečeno, hloraminisanjem se postiže »konzerviranje aktivnog hlora« za duže vreme.
Postupak hlorisanja vode na tački prevoja datira iz 1930. godine. Međutim, praktično se primenjuje od 1940. godine.
Suština ove metode počiva na principu baktericidnog delovanja kako slobodnog, tako i vezanog, manje aktivnog hlora i njome se omogućava iznalaženje optimalne doze hlora za sigurnu dezinfekciju vode u procesu hlorisanja.
Princip dezinfekcije sa rezidualnim aktivnim slobodnim hlorom sastoji se u doziranju količina hlora koje su dovoljne za oksidaciju organskih materija, gvožđe, mangana i dr., a takođe i za oksidaciju amonijaka, koji se često nalazi u izvorskoj vodi, tako da višak hlora koji preostane i dalje predstavlja aktivnu komponentu u vidu slobodnog rezidualnog hlora, a ne u obliku manje aktivnog vezanog rezidualnog hlora i hloramina. Određivanje doze hlora postiže se eksperimentalnim putem: dodavanjem sve većih količina hlora, dok »OTA« proba ne pokaže da se rezidualni hlor javlja kao slobodan, a ne kao vezan.
Ako hlorišemo vodu koja sadrži amonijak ili njegove soli, zapažamo da sadržaj rezidualnog hlora ne raste proporcionalno sa dodatim dozama hlora. U početku, sadržaj vezanog rezidualnog hlora raste i dostiže maksimum, da bi daljim povećanjem doze hlora kriva vezanog rezidualnog hlora počela da opada, dostižući minimum. U ovoj tački dolazi do potpune oksidacije hloramina. Ova tačka se nazira tačkom prevoja, a kriva hlorisanja »rezidual kriva«. Posle tačke prevoja, oko 90% hlora javlja se kao slobodni rezidualni hlor, a samo manja količina ostaje u vidu vezanog rezidualnog hlora.
Tačka prevoja bi se mogla definisati kao tačka na krivoj hlorisanja vode, koja sadrži amonijak ili amonijumove soli, i na kojoj je naglo opala koncentracija rezidualnog hlora — usled njegovog utroška na oksidaciju amonijaka — posle koje se najveći deo viška hlora ( oko 90%) pojavljuje u vidu slobodnog rezidualnog hlora, srazmerno zamenjujući veću koncentraciju manje aktivnog vezanog rezidualnog hlora.
Ceo postupak se može grafički prikazati kroz četiri faze (slika 41).
Primećuje se da se kriva na sl. 41. deli na četiri faze, koje su zastupljene različitim dozama hlora unutar kojih vladaju razni uslovi i u kojima se odigravaju razne reakcije.
Prva faza (O — A) pri malim dozama hlora (0 — 0,12 mg/l) karakteriše uslove u kojima se sav hlor potroši na oksidaciju sa organskim materijama; u njoj se rezidualni hlor ne obrazuje. U odsustvu rezidualnog hlora neće se moći obavljati dezinfekcija.
To je faza okisidacije organskih materija.
Slika 41 — Hlorisanje u tački prevoja
Izostavljeno iz prikaza
Druga faza (A—B) pokazuje dejstvo umerenih doza hlora (0,12—0,53 mg/l) na amonijak, pri čemu se stvaraju hloramini, što se može prikazati jednačinom:
2 NH3 + 2 Cl2 = 2 NH2Cl + 2 HCl
To je faza stvaranja hloramina i organskih jedinjenja hlora. Hloramini i deo stvorenih organskih jedinjenja hlora međusobno reaguju sa reagensom ortotolidinom, jer obrazuju rezidualni hlor, čija je koncentracija utoliko veća ukoliko su veće doze hlora. Ova faza je karakteristična za raniju praksu hlorisanja, kada se količina od 0,1 do 0,2 mg/l rezidualnog hlora smatrala dovoljnom, nezavisno od toga bio on u obliku vezanog ili slobodnog rezidualnog hlora.
Treća faza (B—C) pri dozama od 0,53 do 0,70 mg/l karakteriše tačku prevoja »C«.
U ovoj fazi, do ove tačke povećane doze hlora, dovode do povišene hemijske aktivnosti, koje prvenstveno vode ka oksidaciji hloramina i organskih jedinjenja, prema jednačini:
2 NH2Cl + Cl2 = N2 + 4 HCl
Drugim rečima, porast hemijskih aktivnosti koje su prouzrokovane većim dozama hlora, vode dubljim hemijskim promenama, povećavajući utrošak hlora ili potrebu za njim.
Treća faza je, dakle, faza oksidacije hloramina i organskih jedinjenja hlora.
Četvrta faza odražava uslove koji preovlađuju posle treće faze. U četvrtoj fazi svako dalje povećanje doza hlora izaziva povećanje koncentracije slobodnog rezidualnog hlora (C—D). Takođe, u ovoj fazi može egzistirati i izvesna količina vezanog rezidualnog hlora (C—E) u obliku jedinjenja nerazgrađenih rezidualnim slobodnim hlorom.
Znači, četvrta faza je faza stvaranja slobodnog rezidualnog hlora i delimično vezanog rezidualnog hlora u obliku stabilnih hlornih jedinjenja.
Cilj hlorisanja slobodnim rezidualnim hlorom (hlorisanje na tački prevoja) je određivanje takvih doza hlora koje su dovoljne za formiranje slobodnog rezidualnog hlora. Tako, ako se koristi voda čiji bi kvalitet odgovarao opisanom slučaju (sl. 28), može se upotrebiti doza od 0,8 mg/l hlora. Na dijagramu se vidi da bi se u tom slučaju obrazovala količina slobodnog rezidualnog hlora od 0,2 mg/l, što je sasvim dovoljno za obezbeđenje vode od njenog sekundarnog zagađenja.
Rezidualni slobodni hlor, obrazovan posle tačke prevoja, nije u molekularnom obliku i ne reaguje kao gas, izuzev u slučajevima kada je vrednost pH vode 5,0 ili manje od 5,0, u kojima deo hlora ostaje u vodi u obliku molekula.
Voda sa vrednošću pH od 5,0 do 6,0 reaguje sa hlorom, obrazujući hlorovodoničnu i hipohlorastu kiselinu:
Cl2 + H2O = HOCl + HCl
Hlorovodonična kiselina se neutrališe samom tvrdoćom vode, a hipohlorasta se često jonizuje obrazujući jone hipohlorita:
HOCl ↔ H+ + OCl
Ravnoteža ove povratne reakcije zavisi, kao što je već ranije navedeno, od pH vrednosti hlorisane vode.
6.2.8. Dezinfekcija vodnih objekata
Za obezbeđenje bakteriološke ispravnosti vode nije dovoljno samo vršiti njenu dezinfekciju kontinualnim doziranjem hlora, već se sama mreža i celokupni distribucioni sistem moraju održavati u čistom stanju i povremeno dezinfikovati.
6.2.8.1. Dezinfekcija vodovodne mreže
Održavanje čistoće vodovodne mreže otežano je zbog toga što se na mreži neprestano obavljaju neki radovi: priključuju se novi delovi, zamenjuju cevi kod kvarova, itd. Sve su to preduslovi za unošenje nečistoća u mrežu, koje se posle teško odstranjuju.
Kod nas ne postoji standardna procedura o postupku kod polaganja novih dovoda, koja bi obezbeđivala potpunu zaštitu od unošenja nečistoća u cevovode. Iz ovih razloga, kod polaganja novih dovoda potrebno je voditi računa:
- Unutrašnjost cevi, koje se ugrađuju, treba da bude očišćena od mehaničkih nečistoća.
- Kod polaganja cevi u rovove treba sprečiti ulazak u njih i najmanjih količina zemlje i blata. Ovo zato što se kasnijim ispiranjem otklanjaju samo pahuljičasti talozi, te se ispiranje ne može primeniti za otklanjanje težeg materijala.
- Potrebno je sprečiti ulazak vode iz rovova u cevi koje se polažu, bilo crpljenjem vode iz rovova ili stavljanjem čepova na krajeve cevi. Čepovi se stavljaju i na poslednjem nastavku pri prekidu rada (noć, praznik), čime se sprečava ulazak nečistoća u cev u toku prekida rada, kao i životinja, koje u cevima kasnije uginu.
Bez obzira na sve preduzete mere, čistoća cevi ne može biti potpuno zagarantovana. S druge strane, hlor kao veoma aktivno sredstvo, jedini se sa mnogim materijama u vodovodnim cevima, te je i iz ovih razloga potrebno iste sistematski ispirati i dezinfikovati.
Ispiranje vodovodne mreže treba izvoditi planski, deo po deo, i to svakih šest meseci. Time se, bar donekle, odstranjuju nečistoće i talozi na zidovima, koji najčešće vezuju hlor. Efikasnost ispiranja mreže može se povećati istovremenim puštanjem vode i uduvavanjem u mrežu komprimovanog vazduha.
Ispiranje je završeno onda kada iz cevi počne da ističe bistra voda. Posle obavljenog ispiranja. pristupa se dezinfekciji. Dezinfekcija cevovoda izvodi se ubacivanjem hlora, najčešće hipohlorita, u deo cevovoda koji je ograničen zatvaračima, i to
preko hidranata ili zatvarača. Dezinfekcija mreže može se izvoditi i dodavanjem hlora pomoću naročitog uređaja sa hlorinatorom. Ponekad se praktikuje da se za vreme samog polaganja cevovoda u njega ubace dovoljne količine dezinfekcionog sredstva, koje sa vodom daje rastvor pogodne koncentracije. Pri ovom postupku treba koristiti kaporit, a ne hlorni kreč koji ostavlja velike količine taloga.
Najčešće se za dezinfekciju glavnih dovoda i mreže koriste sledeći preparati: natrijumhipohlorit (žavelova voda), kalcijumhipohlorit (kaporit) i hlorni kreč, ali u znatno jačoj koncentraciji od one koja je uobićajena za normalno hlorisanje. U zavisnosti od slučaja, preporučuje se 10 — 100 puta jača koncentracija.
Prilikom dezinfekcije mreže, uključujući tu javne česme i kućne instalacije, obavezno je prethodno, na pogodan način (razglasna stanica, plakati i sl.), upozoriti potrošače da će se u određenom vremenu vršiti dezinfekcija i da u tom vremenu ne upotrebljavaju vodu. Posebno na javne česme i sva točeća mesta treba istaći upozorenja.
Neophodno je celu mrežu napuniti rastvorom hlornog preparata. Prilikom punjenja, potrebno je redom otvarati slavine i sačekati da se pojavi hlor, što se konstatuje »OTO« probom, a zatim ih zatvoriti.
Ovako napunjenu mrežu treba ostaviti da stoji 24 časa. Posle isteklog vremena, potrebno je otvoriti sva točeća mesta i ispuste, uz potiskivanje čiste vode u cevni sistem, kako bi se izvršilo ispiranje viška hlora.
Pri ovom ispiranju, treba pratiti rezidualni hlor na točećim mestima i ispiranje nastaviti sve dok se njegova vrednost ne svede na 0,3 — 0,5 mg/l. Tada sistem pustiti u normalnu eksploataciju, uz jednovremeno puštanje u rad hlorinatora. Dezinfekcija mreže može se izvoditi i po delovima.
Što se tiče postupka dezinfekcije kod kvarova na dovodima, treba imati u vidu da je ovde bitan faktor vreme, jer se mora voditi računa o vremenu isključenja dela potrošača lii pogona, a to znači da se dezinfekcija ugrađenog dovoda mora izvesti veoma brzo. U ovakvim slučajevima, najbolje je pripremiti rastvor hlornog preparata sa koncentracijom aktivnog hlora do 200 mg/l i njim okvasiti ili isprati delove cevi koje će se ugraditi, kao i one delove koji su okvašeni vodom iz rova. Pri tome treba obratiti najveću pažnju da se spreči ulazak prljave vode u cev. Posle završenih radova na otklanjanje kvarova, potrebno je izvršiti ispiranje na najbližem hidrantu.
Posle dezinfekcije, uzima se potreban broj uzoraka vode i odnosi na bakteriološku analizu, koja će potvrditi njen uspeh, odnosno neuspeh, od čega će zavisiti davanje odobrenja za upotrebu vode od strane sanitarnih organa. U slučaju neuspeha, postupak se mora ponoviti.
6.2.8.2. Dezinfekcija rezervoara, basena i sudova
Pored redovnog ispiranja i dezinfikovanja mreže, treba sačiniti i program pranja i dezinfekcije rezervoara.
Novoizgrađene rezervoare treba pre puštanja u normalnu eksploataciju pažljivo oprati od ostataka prljavštine, i to pod, bočne zidove i tavanicu, a potom izvršiti njihovu dezinfekciju. Po potrebi, rezervoare očistiti četkom i vodenim mlazom.
Dezinfekcija rezervoara, basena i sudova vrši se istim preparatima koji se upotrebljavaju za dezinfekciju mreže, a može se izvesti na tri načina:
- Rezervoar se ispuni sa malo vode (do visine 30 cm), pa se u ovu vodu sipa dovoljno hlornog preparata tako da rastvor čini 100 do 200 puta jaču dozu od one koja se primenjuje pri standardnom hlorisanju. Ovakvim rastvorom se prskaju zidovi i tavanica. Za ovu svrhu mogu poslužiti molerske četke i pogodne pumpe za prskanje. Vreme delovanja ovakvog rastvora mora biti najmanje 30 minuta.
- Rezervoar se puni vodom. U toku punjenja dodaje se hlorni preparat tako da koncentracija hlora napunjenog rezervoara iznosi najmanje 10 mg/l. Ovako napunjen rezervoar ostavi se da stoji oko 12 časova.
- Najpogodniji način za dezinfekciju rezervoara je primena, za ove svrhe posebno prilagođenog, hlorinatora, opremljenog injektorskim uređajem.
Postupak se zasniva na tome što injektorski uređaj, napajajući se vodom pod pritiskom, stvara na određenom mestu, usled promene brzine i pritiska, vakuum i iz hlorinatora ili nekog suda usisava hlorni preparat. Snaga vakuuma biće utoliko veća ukoliko je razlika brzina i pritiska veća. Izlazni deo injektora snabdeven je odvodom hlornog rastvora, na čijem se kraju ugrađuje mlaznica radi zahvatanja šireg polja dezinfekcije.
Čim se otvori slavina za vodu, u injektoru (na određenom mestu), usled promene u pritiscima, dolazi do stvaranja vakuuma i nastaje uvlačenje hlornog preparata iz hlorinatora ili suda, čija se koncentracija može podesiti preko ventila za doziranje. Hlorni preparat se preko cevi odvodi u injektor; tamo se meša sa vodom i posebnom cevi sprovodi na mlaznicu koja ga raspršava na zidove, vršeći na taj način dezinfekciju.
U slučaju nedostataka hlorinatora, može se koristiti običan sud u koji se stavlja hlorni preparat, s tim što se, umesto preko slavine, dovod hlornog rastvora ubacuje direktno u sud. Ukoliko se omogući da se u ovaj isti sud posebnim dovodom ponovo prikuplja hlorni rastvor, koji se sa zidova basena sliva na njegov najniži deo, moguće je putem recirkulacije ovaj rastvor opet koristiti, jer u njemu ima još dosta hlora, pa je ovaj postupak, pored toga što je efikasniji, još i ekonomski opravdaniji.
Vod hlornog rastvora ne treba da je previše dug, zbog stvaranja otpora u njemu i smanjenja pritiska. Hlorni rastvor, dolazeći pod pritiskom na zidove, prodire i do najsitnijih šupljina u zidovima, te je ovakav način dezinfekcije i zbog ovoga vrlo efikasan.
Kada se želi prekinuti sa radom, potrebno je samo zatvoriti dovod vode, posle čega, usled gubitka vakuuma, prestaje i dotok hlornog preparata preko injektora.
Koncentracija hlora u rastvoru za ovakav način dezinfekcije treba da iznosi do 200 mg/l.
Rezervoari sa komorama dezinfikuju se sukcesivno, kako ne bi dolazilo do prekida u snabdevanju vodom.
Za redovno — rutinsko održavanje rezervoara treba sačiniti plan, i to tako da se svaka komora opere i dezinfikuje jedanput godišnje, a po potrebi i češće.
Razume se da radnici, koji izvode dezinfekciju, moraju biti stručni i opremljeni zaštitnim sredstvima (gas-maske, gumene čizme, gumene kecelje, gumene rukavice i dr.).
Sve ove mere doprinose očuvanju kvaliteta vode u distribucionom sistemu, a mogućnosti njene kontaminacije svode na najmanju moguću meru, što omogućava snabdevanje potrošača ispravnom vodom za piće.
6.2.8.3. Dezinfekcija kopanih bunara
Kopani bunari se koriste za zadovoljenje potreba manjeg broja potrošača. Posle završetka radova na izgradnji bunara pristupa. se čišćenju zida, crpljenju vode i uređenju dna stavljanjem sloja šljunka debljine 25 — 50 cm, a potom se izvodi dezinfekcija bunara.
Dezinfekcija bunara pre početka njegove eksploatacije je obavezna i ona se izvodi na sledeći način:
Zid bunara se čisti oštrom četkom, natopljenom rastvorom hipohlorita. Zatim se ispere. Posle ovoga, na svaki m3 vode dodaje se oko 300 grama hlornog kreča, prethodno razmućenog, ili 600 grama žavelove vode, odnosno 75 grama kaporita. Vodu treba dobro izmešati. Posle dejstva hlornog preparata od najmanje jednog časa, bunar se isprazni. Kada voda ponovo »nadođe«, odnosno kada se bunar napuni vodom, dodati nanovo istu količinu hlornog preparata. Ovako suprehlorisanu vodu ostaviti da stoji 12 — 24 časa. Ova voda se sada ponovo isprazni, i time je dezinfekcija bunara izvršena.
Da se voda ne bi ponovo crpila iz bunara, može se čekati, ili vršiti njeno dehlorisanje sve dok vrednost rezidualnog hlora ne padne na 0,5 mg/l.
Dva do tri dana posle dezinfekcije, iz bunara se uzima uzorak vode za bakteriološku analizu. Ako analiza dokaže prisustvo zaraznih klica, i pored toga što je uzorak uzet stručno i aseptično, znak je da:
- dezinfekcija nije izvedena dovoljno stručno;
- hlorni preparat nije aktivan;
- u bunar prodire neko zagađenje.
Uže, koje nosi kofu, treba da je toliko dugačko da doseže do 0,4 metra iznad dna. Dobar bunar mora u sušnom periodu imati vodeni stub od 1 metra, kako se voda pri zahvatanju kofom ne bi mutila.
Bunar treba da se čisti, pere i dezinfikuje u toku eksploatacije svake 2 — 3 godine.
6.2.9. Uređaji za hlorisanje vode
Doziranje hlora u vodu, u cilju dezinfekcije, mora biti pouzdano, kontrolisano i ravnomerno. Uređaji kojima se postiže ravnomerno doziranje hlora 1 njegovo kontinualno dodavanje vodi nazivaju se opštim imenom hlorinatori.
Znači, zadatak hlorinatora je da uvek, u jednakim i precizno određenim količinama, dozira svakog momenta u vodu koja se dezinfikuje hlorni rastvor određene koncentracije.
Za hlorinatore postoji više naziva. Uobičajeno je da se hlorinatori koji kao sredstvo za hlorisanje koriste gasoviti hlor nazivaju gasni hloratori, a hlorinatori koji kao sredstvo za hlorisanje koriste rastvore hipohlorita, hipohlorinatori.
Gasni hloratori se koriste za dezinfekciju većih količina vode (iznad 15 — 20 1/s), i uopšte tamo gde je veća potrošnja hlora, dok se hipohlorinatori primenjuju za manje objekte i lokalne vodovode.
6.2.9.1. Hlorna stanica
Za montažu i smeštaj hlorinatora predviđa se posebno odeljenje. Gasni hloratori obavezno moraju biti smešteni u posebnom odeljenju.
Stanica za hlorisanje, pored hlornog odeljenja, treba da ima posebnu prostoriju za smeštaj rezervnih hemikalija, sobu za dežurnog i sanitarni čvor. Telefonom, ili na drugi način, treba da je povezana sa direkcijom.
Hlorno odeljenje je veličine 3,0 x 2,0 m i u njega se hlorne boce unose spolja iii iz jedne predprostorije. Osnova i presek hlornog odeljenja dati su na sl. 42.
U hlornom odeljenju se predviđa montaža dva hloratora, od kojih je jedan u radu, a drugi služi kao pogonska rezerva.
Na hlornom odeljenju vrata i prozor se ne ugrađuju na istom zidu — radi obezbeđenja prirodnog provetravanja. Pod je
betonski ili sa podnim pločicama, a zidovi takođe sa pločicama, do visine 1,20 m.
U podu, na istoj strani gde su smešteni hloratori, ugrađuje se kanalizacioni odvod 0 6/4” od PVC materijala za prihvatanje prelivne vode.
Slika 42 — Osnova i presek hlornog odeljenja
Izostavljeno iz prikaza
Voda se pod pritiskom dovodi u hlorno odeljenje pocinkovanim cevima Ө 3/4” do visine 1,0 m od poda, ostavljajući na rastojanju od 1,20 m dva priključka sa slavinama preko kojih se hloratori napajaju. Minimalni pritisak u vodovodnoj mreži u hlornom odeljenju treba da iznosi 1 atm, Minimalna količina vode za rad gasnog hloratora treba da iznosi 300—400 1/dan po svakom kg utrošenog hlora.
Za obezbeđenje veštačke ventilacije, ugrađuje se ventilator kojim se obezbeđuje izmena vazduha u hlornom odeljenju od oko 50 puta na čas. Ventilator se postavlja na visini od 0,50 m od plafona, a usisna cev 0,20 m od poda. Usisna cev je izvedena od PVC materijala Ө 200 — 300 mm. Na spoljnoj strani ventilatora postavlja se plastična žaluzina, a prekidač se postavlja kod ulaznih vrata, izvan hlornog odeljenja.
Ventilator treba da je izrađen od plastične mase (PVC ili polipropilena). Ova dva materijala su otporna na široko područje gasova i temperature. PVC je temperaturno postojan od +5 do +45°C, a polipropilen od —15 do + 1003C.
Ventilator je priključen na elektromotor 220 — 380 V u zatvorenoj izvedbi.
Za zagrevanje hlornog odeljenja, gde treba da vlada temperatura od oko 18°C, koristi se radijator ili električna grejalica sa šamotnim grejačima, čiji se priključak izvodi preko šuko utikača.
Grejno telo se postavlja tako da hlorator bude topliji za 1 — 2°C od hlorne boce, čime se obezbeđuje pravilno strujanje hlora i sprečava mogućnost začepljenja dovoda. Hloratori i same boce postavljaju se tako da ne budu okrenuti direktno sunčevoj svetlosti.
U hlornom odeljenju se ne smeju držati zapaljivi predmeti i predmeti podložni koroziji (alat, materijal i dr.).
Gas-maske treba držati na ulasku u hlorno odeljenje, u koje ne treba ulaziti bez stvarne potrebe. Kontrolu rada aparata vršiti kroz zastakljenu pregradu. U istom cilju, svetlosni izvor se postavlja nasuprot hloratora.
Hlorno odeljenje treba da je snabdeveno sondom za detekciju hlora*).
6.2.9.2. Gasni hlorator
Funkcija koju treba da obavlja gasni hlorator je veoma delikatna. Njegov zadatak je da vrši doziranje tačno određene količine gasovitog hlora, da spravlja njegovu mešavinu sa vodom i da ovaj rastvor ubacuje na određeno mesto.
Funkcija jednog gasnog hloratora prikazana je na sl. 43. Hlorna boca (1) preko svoga ventila (2) vezana je za gasni hlorator preko ulaznog ventila (3) fleksibilnom bakarnom cevi (4). Na ulazu u aparat hlor se, prolazeći kroz filtar (6), oslobađa eventualnih mehaničkih nečistoća, registrujući pritisak hlora u boci na manometru visokog pritiska (5).
Reducir-ventil (7) umanjuje pritisak hlornog gasa koji dolazi iz hlorne boce.
Ovaj pritisak se reducira obično na 1 atm., a očitava se na manometru niskog pritiska (9). Ventilom za fino regulisanje (8) dozira se potrebna količina gasovitog hlora. Skala na kapilarnom dozatoru (11) pokazuje protok hlornog gasa, jer se pritisak gasa u široj staklenoj cevi, u kojoj se nalazi tetrahlorugljenik, održava na nivo ove tečnosti u kapilarnoj cevi.
1 boca za hlor
2 ventil na boci
3 ventil za isključivanje hlora
4 dovod hlornog gasa
5 manometar za visoki pritisak ‘6 filter za hlor
7 redukcioni ventil (hlora)
8 ventil za regulisanje protoka
9 manometar za nizak pritisak
10 ispusni ventil (hlora)
11 merač količine protoka hlora
12 spojna cev
13 povratni ventil
14 izduvna cev
15 staklena pesuda za mešanje
16 ploča-nosač elemenata
17 mlaznica (injektor)
18 manometar za vodu
19 ventil za regulisanje vode
20 redukcioni ventil za vodu
21 hvatač nečistoće (vode)
22 dovod vode
23 odvod hlornog rastvora
Slika 43 — Shema gasnog hloratora
Izostavljeno iz prikaza
Slika 44 — Gravitaciono hlorisanje
Izostavljeno iz prikaza
Fleksibilnom bakarnom cevi (12) hlor dolazi do trokrakog ventila (10), koji se otvara samo u slučaju kada iz bilo kojih razloga želimo da ispustimo hlor iz aparata.
Dalje, preko povratnog ventila (13) gasoviti hlor dolazi u posudu za mešanje (15). Ovo bi bio tzv. gasni deo hloratora.
S druge strane, preko ventila od 1/2” (19) dovodi se voda pod pritiskom, koja se preko filtera (21) oslobađa eventualnih nečistoća. U ventilu za smanjenje pritiska (20) pritisak vode iz mreže se reducira (obično na 1,5 — 3 atm.). Ovaj pritisak se očitava na manometru za vodu (18). Preko specijalnog injektora (17) voda dolazi u posudu za mešanje (15), stvarajući u njoj, na nivou vodenog ogledala, vakuum koji uvlači hlorni gas u injektor. Hlorni gas se još u samom injektoru meša sa vodom, praveći u posudi za mešanje rastvor hlora i vode, koji se plastičnim cevovodom (23) odvodi na mesto gde se vrši doziranje.
Doziranje hlornog rastvora
Postoji više načina hlorisanja, koji se, u osnovi, mogu svesti na tri osnovna postupka:
- gravitaciono — »slobodno« hlorisanje,
- hlorisanje na usisnoj cevi crpke i
- hlorisanje na potisnom cevovodu (hlorisanje pod pritiskom).
Svi ostali slučajevi, na koje se u praksi može naići, samo su varijante ovih postupaka.
- Gravitaciono hlorisanje. Gravitacioni postupak hlorisanja gasnim hloratorom je najčešće primenjen u praksi, i to u slučajevima gde imamo stalan dotok vode. U ovom slučaju, odvod hlornog rastvora odvodi se do mesta hlorisanja, koje se odabira tako da stvara stalno i jednokratno mešanje hlornog rastvora sa vodom koja dotiče, kao i da se postigne maksimalno kontaktno vreme. Najpovoljnije mesto primene hlora, u ovom slučaju, je na samom dotoku vode u rezervoar čiste vode, kontrolni bunar i sl., u koje se odvod hlornog rastvora uronjava do 0,5 m od dna (sl. 44)
- Hlorisanje na usisnoj cevi crpke. U praksi se priključak gasnih hloratora ispred crpke izbegava gde god je to moguće. Ovo usled toga što se na ovaj način može radno kolo crpke oštetiti koncentrovanim rastvorom hlora. Ako se ne može postići konstantno razblaženje hlora do 0,5 mg/l, ovaj postupak ne treba uopšte primenjivati, već tražiti druga rešenja. Ovakvi slučajevi montaže sreću se uglavnom kod vodovoda manjih kapaciteta, sa hidroforima, gde se primenjuju hipohlorinatori.
- Hlorisanje na potisnom cevovodu (hlorisanje pod pritiskom).
Ovaj postupak hlorisanja često se u praksi primenjuje. Ponekad je i jedini mogući način hlorisanja vode.
U slučaju hlorisanja pod pritiskom, postavlja se problem: na koji način dozirati hlorni rastvor u jedan cevovod koji se već nalazi pod pritiskom. Ovaj problem rešava se ugradnjom posebne opreme koja omogućava stvaranje nadpritiska, tako da se u injektorskom uređaju stvara vakuum koji povlači hlorni rastvor i istovremeno ga ubacuje u potisni cevovod (sl. 45).
Ovu opremu sačinjavaju injektorska crpka, injektor, kiselootporni kosi ventil, priključna armatura i potrebne cevi, dok se u sam gasni hlorator ugrađuje tzv. kompenzaciona posuda.
Injektorska crpka ima zadatak da, napajajući se sama iz potisnog cevovoda, podigne pritisak za oko 50% od onoga koji vlada u cevovodu, usled čega će se u injektoru izazvati vakuum koji će uvlačiti hlorni rastvor. Za ovo je potrebno upotrebiti crpku malog kapaciteta (oko 1 l/s), a veće snage dizanja.
Injektor je poseban uređaj u kojem se stvara vakuum. Sa unutrašnje strane treba da je zaštićen od agresivnog delovanja hlornog rastvora, a sa spoljne strane ojačan i predviđen za jače pritiske. U njemu je ugrađen povratni ventil, koji sprečava povratak vode u slučaju prestanka rađa crpki.
Kiselo-otporni ventil predviđen je za slučaj potrebe isključenja instalacije iz pogona u vreme popravki i drugih intervencija, bez obustavljanja snabdevanja vodom. Izrađen je od kiselo-otpornog CrNiMo čelika. Izdržava pogonski pritisak do 16 atm.
Kompenzaciona posuda se posebno dodaje hloratoru i povezuje sa celim sistemom. U slučaju da injektor vuče više hlornog rastvora nego što se u posudi za mešanje napravi, da ne bi došlo do uvlačenja vazduha, dodaje se voda iz kompenzacione posude. U obrnutom slučaju, višak vode, preko kompenzacione posude, odlazi u preliv.
Slika 45 — Shema instalacije za hlorisanje pod pritiskom
Izostavljeno iz prikaza
Injektorska pumpa se ankeruje na betonsko postolje i spregnuto vezuje sa glavnom crpkom na isto strujno kolo. Na ovakav način postiže se jednovremeno puštanje u rad obe crpke, kao i njihovo jednovremeno zaustavljanje. Injektorska crpka se napaja vodom iz potisnog cevovoda preko pocinkovanih cevi Ө 6/4”. Ovaj dovod se postavlja na potisni cevovod tako da se dovoljno uronjava u samu cev, kako bi se izbegli vodeni udari. Na njega se postavlja ventil, koji omogućuje isključenje injektorske crpke iz pogona bez ometanja snabdevanja.
Injektorska crpka, sada pod većim pritiskom, kroz pocinkovanu cev Ө 5/4” potiskuje vodu u injektor. Sa ovoga voda, posebnom pocinkovanom cevi Ө 1/2”, odvodi se voda za napajanje gasnog hloratora, a drugim krakom se napaja kompenzaciona prelivna posuda. Iz prelivne posude, posebnim odvodom, višak vode se sprovodi u kanalizaciju.
Odvod hlornog rastvora vezan je za odvod iz kompenzacione posude, koji se preko jednog povratnog ventila spaja sa injektorskim uređajem. Injektor je preko kiselo-otpornog ventila vezan za potisni cevovod. Na ovom mestu u potisni cevovod se, do sredine ose cevi, ubacuje plastična zarezana cev da bi se izbeglo koroziono oštećenje zidova cevovoda. Zarez ove cevi treba okrenuti u smeru kretanja vode u potisnom cevovodu.
Snagom injektorske crpke, u injektoru nastaje vakuum pomoću koga se hloru i rastvor usisava u glavni cevovod.
U slučaju prekida u radu glavne crpke, nastaje i prekid u radu injektorske crpke, pošto su vezane za isto strujno kolo, te usisivanje hlornog rastvora prestaje. Pošto hlorator i dalje radi, hlorni rastvor će preko prelivne kompenzacione posude odlaziti u kanalizaciju sve dok se hlorator ne isključi iz pogona. Ukoliko je u hlorator ugrađen elektromagnetni ventil, sa prestankom rada crpki automatski se prekida doziranje hlora.
Na ovaj način postiže se hlorisanje koje je sinhronizovano sa radom glavne crpke.
Opisana su dva osnovna postupka hlorisanja. (O hlorisanju na uisnoj cevi biće reči u poglavlju o hipohlorinatorima.) Proizvođači daju detaljna uputstva o montaži, rukovanju i održavanju, pa to i neće biti predmet razmatranja na ovom mestu.
Važno je napomenuti da svi dovodi i spojevi na hlorinatoru moraju dobro da zaptivaju, što se mora proveriti pri puštanju hloratora u rad i, s vremena na vreme, u toku samog rada. Ovo se vrši drvenim ili staklenim štapićem na koji je namotano malo vate. Vata se natopi amonijakom. štapićem se prelazi polako i redom, počev od ventila na boci, pa preko svih spojeva na hlorinatoru. U slučaju isticanja hlora, hlor reaguje sa amonijakom stvarajući amonijumhlorid, koji se javlja u obliku lako vidljivog belog dima, a prema sledećoj reakciji:
4NH4OH + 2 Cl2 → 2 H2O + O2 + 4 NH4Cl (beli dim)
Pojava belog dima znak je da hlorator na tom mestu propušta hlor, te grešku treba odmah otkloniti. Ovo se najčešće postiže jačim stezanjem navrtki, ili zamenom zaptivke.
Isto tako, pri izboru mesta za postavljanje hloratora, treba voditi računa da ono bude naspram vrata kroz koja se može pratiti njihov rad, ali tako da ne budu izloženi direktnoj sunčevoj svetlosti. Pri montaži samo jednog aparata, u hlornom odeljenju mesto treba tako odabrati da se ostavi dovoljno prostora za postavljanje rezervnog uređaja.
6.2.9.3. Instrukcije za rukovaoce gasnim hloratorima
Svi gasni hloratori za hlorisanje koriste elementarni hlor iz čeličnih boca, koji je u većim koncentracijama veoma otrovan, pa je pri manipulaciji sa njima potrebno ovo uvek imati na umu. Za sve gasne hloratore važe neka zajednička pravila, kojih se rukovalac mora pridržavati, i samo u slučaju pridržavanja ovih pravila, aparat će besprekorno funkcionisati i neće zahtevati česte intervencije:
- U hlornom odeljenju neophodno je da vlada sobna temperatura (18 — 20°C).
- Pri montaži aparata sa amonijakom kontrolisati spojeve na nepropustljivost.
- Pri manipulaciji sa aparatom uvek upotrebljavati odgovarajuće ključeve.
- Uvek raditi sa dva ključa, od kojih jedan služi za pridržavanje.
- Mesta koja propuštaju hlor obično se saniraju jačim stezanjem navrtke. Ukoliko ovo ne uspe, zameniti zaptivku.
- Ventile za reduciranje pritiska doterati i svaka dalja manipulacija sa njima je suvišna.
- Ventilom za doziranje rukovati veoma pažljivo.
- Pri skidanju pojedinih delova sa aparata, sprečiti ulazak vazduha (vlage) u aparat postavljanjem u otvore odgovarajućih čepova.
- Hlornu bocu, pre unošenja u hlorno odeljenje, »izduvati« u pravcu vetra, kako bi sa jednom količinom gasa otišle i eventualne nečistoće.
- Novu hlornu bocu uneti u hlorno odeljenje jedan dan ranije, radi temperiranja.
- Grejno telo u hlornom odeljenju postaviti tako da temperatura aparata bude veća za oko 2° C od temperature hlorne boce. U protivnom dolazi do začepljenja aparata.
- Iz hlorne boce (u odnosu na njen sadržaj) oduzimati najviše 1,2% Cl2/h. U protivnom dolazi do začepljenja aparata.
- Prilikom puštanja aparata u rad, najpre pustiti vodu, a posle 5 minuta hlor.
- Prilikom zaustavljanja aparata, najpre zaustaviti hlor, a posle 5 minuta vodu.
- U slučaju da se hlorna boca teže otvara, glavu ventila obaviti krpom, prethodno natopljenu toplom vodom.
- Svetlosni izvor u hlornom odeljenju postaviti tako da se kroz zastakljena vrata može pratiti rad aparata.
- U hlorno odeljenje ne ulaziti bez stvarne potrebe i u njega zabraniti pristup licima koja ne rukuju hloratorom.
- Pre ulaska u hlorno odeljenje uključiti ventilator čiji se prekidač nalazi sa spoljne strane.
- Ispred hlornog odeljenja držati ispravne gas-maske za hlor.
- U hlornom odeljenju ne držati alat i materijal podložan koroziji.
- Hlorne boce u upotrebi fiksirati za zid i obezbediti ih od pada.
- Stalno kontrolisani rezidualni hlor. Njegovo odsustvo ukazuje na zastoj aparata, promenu kvaliteta vode ili iznenadno zagađenje vode.
- Hlorne boce držati na vagi. U slučaju potrebe za većom količinom hlora (tačka 12), više boca vezati u bateriju.
- Smenu predati ispravno, uz potpis i upoznavanje novog radnika sa potrebnim elementima.
- U cilju zaštite od korozije, aparat povremeno spolja premazivati mineralnim uljem.
- Jednom godišnje izvršiti reviziju i pregled aparata.
- Pri vraćanju popravljenog — odgušćenog dela, isti dobro osušiti.
- Jedanput u 6 meseci otvoriti filtar za hlor i isti oprati u tetrahlorugljeniku ili blagom rastvoru sone kiseline.
- Opravku aparata poveriti samo stručnim licima. U slučaju potrebe i većih kvarova obratiti se proizvođaču.
- Novog rukovaoca upoznati sa principom rada i osnovnim karakteristikama hlornog uređaja i predočiti mu najčešće greške u radu i način njihovog otklanjanja.
- Reagens ortolidin je jak otrov. Držati ga na sigurnom mestu, zaštićenom do svetlosti.
- Trajnost reagensa je oko 6 meseci.
NAPOMENA: Pre montaže aparata i njegovog puštanja u rad pažljivo pročitati uputstvo proizvođača.
6.2.9.4. Hipohlorinatori
Hipohlorinatori su uređaji za dezinfekciju vode, koji kao sredstvo za hlorisanje koriste hlorne preparate (hipohlorite), najčešće natrijumhipohlorit-žavelovu vodu (NaOCl) sa sadržajem aktivnog hlora 10 — 12%, kalcijuhlorid-hipohlorit (CaClOCl) — hlorni kreč sa sadržajem aktivnog hlora 25 — 35% i kalcijumhipohlorit — kaporit [Ca (OCl)2] sa sadržajem aktivnog hlora preko 60%.
Ovih uređaja ima više tipova, a za sve je karakteristično da su predviđeni za slučaj dezinfekcije gde potrošnja vode za piće i protok otpadne vode nisu veliki.
Smeštaju se u posebna hlorna odeljenja u kojima nije neophodno preduzeti sve mere obezbeđenja kao u slučaju gasnih hloratora, jer je agresivnost primenjenih hemikalija u ovom slučaju znatno manja. U slučajevima kada ne postoji hlorno odeljenje i
kada bi njegova izgradnja zahtevala znatne izdatke, hipohlorinatori se izuzetno mogu postaviti pored samih crpki i hidrofora, u bunarsku kućicu i sl. Bez obzira gde se hipohlorinator smestio, u prostoriji je potrebno održavati temperaturu iznad +5°C.
Slika 46 — Izgled hipohlorinatora
Hipohlorinatori se mogu montirati za sva tri slučaja hlorisanja (gravitaciono, na usisnom vodu i hlorisanje pod pritiskom), s tim što se njihova montaža dozvoljava na usisnom vodu crpke, jer koncentracija doziranog hlornog rastvora nije takva da bi mogla oštetiti radno kolo crpke i na taj način onesposobiti je za rad.
Hipohlorinatori se sastoje iz dva osnovna dela: dozatora i rezervoara hlornog rastvora, a rade se od plastičnog materijala otpornog na agresivno delovanje hlora u veličinama zapremine rezervoara do 500 l (sl. 46).
Izbor tipa i veličine hipohloratora, kao i mesta i načina njegovog ugrađivanja vrši projektant, odnosno stručnjak za sanitarnu tehniku, a u zavisnosti od kapaciteta vodovodnog objekta i načina snabdevanja vodom. Pravilan izbor hipohloratora ima značajan uticaj na ispravno sprovođenje postupka hlorisanja u praksi.
Hlorisanje gravitacionim postupkom
Odabrani tip hipohlorinatora postavlja se na najpogodnije mesto. Od ovog mesta do mesta doziranja rastvora hipohlorita postavlja se plastični odvodnik, izveden sa što manjim brojem lukova, vodeći računa da isti bude u padu prema mestu aplikacije hlora. U svakom slučaju treba voditi računa da trasa između hipohlorinatora i mesta primene hlora bude što kraća, a odvodnik zaštićen od mogućih mehaničkih oštećenja. Mesto primene, kao što je rečeno i pri opisu gasnog hloratora, treba odabrati tako da se omogući intenzivno mešanje vode sa rastvorom hipohlorita i maksimalno kontaktno vreme.
Hlorisanje ispred crpke — na usisnoj cevi
U slučaju hlorisanja ispred crpke, hipohlorinator se postavlja u neposrednoj blizini crpke (sl. 47).
Uređaj je moguće priključiti na više crpki istovremeno, i to povezivanjem odvodnika rastvora hipohlorita posebno za svaku crpku, što se radi preko posebnog razvođa ili direktnim vezama sa slavinama za doziranje.
Na propusni ventil, koji je ugrađen u usisnu cev, postavlja se plastični jednosmerni ventil (E) u vertikalnom položaju. Odvodom rastvora hipohlorita ovaj ventil se spaja sa slavinom za doziranje na dozatoru.
Na ovaj način postiže se automatski rad hipohlorinatora. Kada se podesi doziranje hlora pomoću dozatorske slavine (što se uspostavlja kontrolom rezidualnog hlora), hipohlorinator će se sam uključiti u rad čim crpka počne da radi, jer će snagom vakuuma, koji se stvara u usisnoj cevi, rastvor hipohlorita biti usisavan. Zaustavljanjem crpke, hipohlorinator će se sam zaustaviti, jer će minimalni pritisak, koji vlada u usisnoj cevi, biti dovoljan da u vreme mirovanja crpke deluje na povratni ventil, isključujući uređaj iz pogona.
Hlorisanje hipohloritom na potisnom cevovodu identično je slučaju hlorisanja pod pritiskom hlornim gasom.
Slika 47 — Hlorisanje na usisnoj cevi
Izostavljeno iz prikaza
Instrukcije za rukovaoce hipohlorinatorima
Domaća industrija proizvodi više vrsta hipohlorinatora. Svi ovi uređaji kao sredstvo za hlorisanje koriste natrijumhipohlorit, ili neki drugi hlorni preparat, i svi imaju čitav niz zajedničkih osobina, pa se preporuke rukovaocu, koje se ovde navode, odnose na sve hipohlorinatore, nezavisno od toga koji se tip eksploatiše.
Da bi hipohlorinator pravilno funkcionisao i da bi se izbegle nezgode u radu, neophodno je u praksi pridržavati se sledećih pravila:
- Pri spravljanju hlornog rastvora, po mogućstvu, upotrebiti što mekšu vodu, čime se izbegava stvaranje taloga i smanjuje mogućnost začepljenja.
- U rezervoaru, odnosno dozatoru, uvek mora biti tečnosti (hlornog rastvora ili vode), jer u protivnom pumpa vuče vazduh, što može prouzrokovati njeno oštećenje.
- Rezervoar mora biti dobro zaptiven. U protivnom, hlorni rastvor se preliva iz dozatora.
- Povremeno kontrolisati propusnost slavina. Po potrebi, slavine rasklopiti, očistiti i oprati u blagom rastvoru sone kiseline.
- Kontrolisati ispravnost protivstrujnog ventila. Po potrebi, zameniti zaptivnu gumicu.
- U slučaju izvesnih oštećenja-naprslina, odnosna se mesta mogu sanirati PVC lepkom.
- Hipohlorinator treba držati zaštićen od direktne sunčeve svetlosti i u temperaturnim granicama od +5 do +45°C.
- Na instalacijama za hlorisanje pod pritiskom češće kontrolisati ispravnost injektora.
- Gde god je moguće, koristiti što slabije koncentracije hlornog rastvora; time se smanjuje mogućnost zagušenja i postiže ispravnije doziranje.
- Povremeno vršiti ispuštanje taloga iz hlornog rezervoara.
- Pre predaje smene, rezervoar napuniti hlornim rastvorom.
- Novog rukovaoca upoznati sa principom rada i osnovnim karakteristikama uređaja, predočiti mu najčešće kvarove i način njihovog otklanjanja.
- Pri radu sa hipohloritima, koristiti zaštitne naočare i zaštitno odelo.
- Kontrolu rezidualnog hlora vršiti svakog sata i ubeležavati nađene rezultate. Po potrebi, izvršiti korekciju doziranja.
- Indikator za određivanje rezidualnog hlora (ortotolidin) je jak otrov, te mora biti vidno obeležen znakom upozorenja. Iz tog razloga je potrebno njim pažljivo rukovati. Treba ga čuvati na sigurnom mestu.
- Indikator ortotolidin držati na tamnom mestu. Njegova trajnost je oko 6 meseci, posle čega ga treba zameniti.
- U slučaju većih kvarova uređaja, obraćati se proizvođaču.
Domaći hipohlorinatori su dosta jednostavne konstrukcije, manje-više automatizovani. Izrađeni su od nezapaljive plastične mase, koja je otporna na agresivno delovanje hlora. Pri kontroli njihovog rada i opsluživanja zahteva se minimalno učešće radne snage, pa je pod uslovima pravilnog rukovanja i održavanja obezbeđen njihov višegodišnji rad.
6.2.10. Rezervni uređaj za hlorisanje
Iznenadne okolnosti mogu dovesti do rada hlorinatora. Zbog nemogućnosti da se njegova popravka obavi trenutno, usled nedostatka rezervnih delova i sl., neophodno je posedovati rezervni hlorinator, koji se u slučaju potrebe odmah uključuje u rad. Rezervni hlorinator treba da postoji svuda gde se ne dozvoljava prekid u snabdevanju vodom. Ako ne postoji rezervni uređaj, hlorisanje će biti prekinuto, što dovodi do rizika da patogene bakterije prodru u distribucioni sistem.
Za manje vodovodne kapacitete dovoljan je jedan rezervni uređaj. Za veće vodovode potrebno je obezbediti više gasnih hloratora.
Ne preporučuje se premeštanje delova sa jednog uređaja na drugi, već treba blagovremeno obezbediti rezervne delove. Poželjno je povremeno puštanje rezervnih uređaja u rad i njihovo naizmenično korišćenje.
6.2.11. Kontrola procesa dezinfekcije vode
Kontrola procesa dezinfekcije vode obuhvata kontrolu aktivnosti hlornih preparata, bakteriološki pregled vode, kao i laboratorijsku i pogonsku kontrolu rezidualnog hlora.
6.2.11.1. Određivanje aktivnosti hlornih preparata
Poznato je da hlorni preparati vremenom gube svoju aktivnost, pa kako njihova dezinfekciona moć zavisi od sadržaja aktivnog hlora u njima, to je potrebno povremeno ovaj sadržaj proveravati.
Metoda titracije sa natrijumtiosulfatom Princip — Princip ove metode zasniva se na sposobnosti hlora i hipohloraste kiseline da u kiseloj sredini oslobađaju jod iz kalijumjodida prema reakciji:
Cl2 + 2KJ = 2KCl + J°
Oslobođeni jod se određuje titracijom sa natrijumtiosulfatom prema reakciji:
J2 + 2Na2S2O3 = 2NaJ + Na2S4O6
Skrob služi kao indikator. Izvođenje — Napravi se jednoprocentni rastvor hlornog preparata koji se ispituje. Potom se odmeri 1 gr hlornog preparata, stavi u hemijski čist sud i rastvori u 100 ml destilisane vode. Ovoj količini preparata prvo se doda malo vode i pomoću staklenog štapića sve dobro promeša. Zatim se, uz stalno mešanje, dolije preostala količina vode. Rastvor se ostavi da se istaloži, a zatim profiltrira.
Od profiltriranog 1% rastvora odmeri se 1 ml u Erlenmayerovu bocu, ili bočicu od 100 ml, i dolije do 50 ml destilisane vode. Zakiseli se sa 1 ml razblažene sumporne kiseline, doda se 1 ml desetoprocentnog rastvora — ili 20—30 kristalića (oko 0,1 g) kalijumjodida — i 1 ml 1% rastvora skroba, a na kraju titrira sa 0,7% rastvorom natrijumtiosulfata dok se ne izgubi plava boja. Natrijumtiosulfat se dodaje kap po kap iz graduisane pipete; voda se dobro meša čistim staklenim štapićem ili mućka posle svake kapi.
Broj utrošenih mililitara natrijumtiosulfata pomnožen sa 10 pokazuje procenat aktivnog hlora u hlornom preparatu. Na primer, ako je pri titriranju do obezbojenja utrošeno 2,6 ml natrijumtiosulfata, onda ispitivani hlorni preparat sadrži
2,6 x 10 = 26% aktivnog hlora
Na isti način se postupa i pri ispitivanju žavelove vode, s tim što se 1 ml žavelove vode razblažuje sa 99 ml destilisane vode.
Sadržaj aktivnog hlora u tabletama za hlorisanje vode određuje se na taj način što se umesto 1 ml jednoprocentnog rastvora hlornog preparata uzima 1 tableta, koja se rastvori u 50 ml destilisane vode, posle čega se aktivni hlor određuje na gore opisani način. Broj mililitara natrijumtiosulfata utrošen za titriranje pokazuje koliko mg aktivnog hlora sadrži ispitivana tableta.
Ako je, na primer, utrošeno 2,4 ml natrijumtiosulfata za titriranje, znači da jedna tableta sadrži 2,4 aktivnog hlora.
U nedostatku destilisane vode, može se koristiti bistra, bezbojna i prokuvana voda, koja se pre upotrebe ohladi. Umesto kalijumjodida i skroba mogu se kod određivanja aktivnog hlora u hlornom kreču, parakaporitu, žavelovoj vodi i hloraminima dodati 4 tablete kalijumjodid-skroba, odnosno 8 tableta parakaporita. Pre stavljanja, tablete se dobro isitne.
Aktivnost hlornog preparata se može ispitati i na sledeći način: u Erlenmayer-ovu posudu od 200 ml u 40 ml destilisane vode rastvoriti 0,5 do 1 g kalijujodida, dodati 1 ml sumporne ili fosforne kiseline i pipetom uliti 5—10 ml bistrog 1% rastvora hlornog preparata. Sadržaj u Erlenmayer-ovoj posudi promešati i ostaviti 5 minuta na mračnom mestu, a potom titrirati sa n/10 rastvorom natrijutiosulfata*) sve do pojave slabo žute boje. Posle dodati 1 ml 1% rastvora skroba i nastaviti titriranje do obezbojenja.
Izračunavanje — Na primer, pri titraciji 10 ml 1% rastvora hlornog preparata (100 mg supstance) utrošeno je 7,8 ml n/10 rastvora Na2S2O3.
1 ml u/10 Na2S2O3 odgovara 3,55 mg Cl2
3,55 x 7,8 = 27,69
Znači, sadržaj aktivnog hlora u ispitivanom preparatu iznosi 27,7%.
Za titriranje, u cilju preciznijeg rada, može se upotrebiti i n/100 rastvor natrijumtiosulfata, u kom slučaju svaki utrošeni ml n/100 Na2S2O3 odgovara 0,355 mg Cl2.
Aktivnost hlornih preparata treba ispitati pre njihove primene za dezinfekciju, a uvek posle njihovog dužeg stajanja i u slučaju sumnje da su svoju aktivnost izgubili.
6.2.11.2. Bakteriološki pregled vode
Bakteriološka analiza tretirane vode je siguran pokazatelj efekta dezinfekcije. Ovu analizu obično obavljaju nadležne zdravstvene ustanove (zavodi za zdravstvenu zaštitu).
Uzimanje uzoraka vode za bakteriološku analizu
Uzorak vode za bakteriološku analizu mora biti uzet stručno, jer svaka nepravilnost u ovom radu utiče na ishod rezultata analize.
Uzimanje uzoraka mora biti strogo aseptično, pri čemu se moraju izbeći sva zagađenja do kojih može doći u toku otvaranja i zatvaranja boca i drugog manipulisanja.
Uzorci vode za bakteriološku analizu uzimaju se u odgovarajuće sterilne boce. Zapremina boce zavisi od prirode vode.
Za vodu koja se prečišćava, kontroliše i koja je poznata, uzima se sterilna voda od 200 ml. Zapušači treba da su od brušenog stakla i zajedno sa grlićem zaštićeni kapcima od debljeg papira koji se pričvršćuje kanapom ili gumicom.
Voda se može uzimati sa raznih mesta.
a) Pri uzimanju vode iz cevi (česme), mesto izliva (slavina) mora biti 1 — 2 minuta opaljeno većom gužvom vate, koja je stavlja na štapić i natapa špiritusom. Zatim se pusti da voda ističe 3 — 5 minuta, kako bi se cev ohladila i kako bi istekla količina vode koja se nalazi u odvodnoj cevi. Zatvarač boce se pažljivo izvadi (ne skidajući sa njega kapicu od hartije) i pridrži, sa okrenutim donjim krajem naniže, nipošto ne dodirujući otvor boce. Otvor boce se takođe opali i podmetne ispod česme. Kada se boca napuni do 2/3 zapremine, njen otvor se ponovo opali i odmah zatvori zatvaračem, bez dodirivanja ivice. Zatvarač i grlić boce se nanovo zaštite kapicom. *)
Bocu ne treba nikada puniti do vrha, da nivo vode ne bi dodirivao donju površinu zatvarača i da bi se boca mogla bolje promućkati pre zasejavanja.
b) Pri uzimanju uzoraka površinskih voda i prirodnih voda iz kopanih bunara, cisterni i rezervoara, ukoliko bakteriološka laboratorija ne raspolaže specijalnom napravom, mogu poslužiti i sterline boce, zapremine 500 ml. Boce se prethodno opterete tegovima i podese za tu svrhu; njihov grlić se vezuje kanapom dovoljne dužine.
Voda se uzima na taj način što se boca prethodno aseptično otvori, spusti 30—40 cm ispod nivoa vode, držeći slobodan kraj kanapa u ruci. Mora se voditi računa o tome da prilikom spuštanja boce kanap i boca ne dodiruju nikakve predmete (na pr. zidove bunara). Bocu treba napuniti i spustiti na 30—40 cm ispod površine vode, ili na isto toliko odstojanje od dna. Ovo zbog toga što u površinskom sloju vode proces oksidacije i ultraljubičasti zraci delimično uništavaju mikroorganizme, dok mulj sa dna može sadržavati raznovrsne anaerobne bakterije, tako da sve to ometa pravilno istraživanje i može dovesti do pogrešnih rezultata. Zbog toga je ponekad, kada se ne zna dubina, potrebno sprovesti prethodno merenje visine sloja vode. Pri ovome se koristi sterilni kanap, markiran za označavanje dubine, za čiji je kraj vezan sterilisan teg. Pošto se napunjena boca izvadi, iz nje se odlije malo vode, a otvor pažljivo zatvori.
Upozorenje — Pri uzimanju uzoraka vode za bakteriološku analizu, potrebno je u bocu pre uzorka dodati na svakih 170 ml zapremine po 0,1 ml 3% rastvora natrijumtiosulfata. Ukoliko ovo nije učinjeno, pre upućivanja uzoraka na analizu jasno naznačiti da li je voda hlorisana ili ne i da li je uzorku dodat rastvor natrijumtiosulfata. Na primer: »voda hlorisana — dodat anti-hlor« »voda hlorisana — nije dodat anti-hlor«, »voda nije hlorisana«. Ukoliko su uzorci vode za bakteriološku analizu uzeti bez dodatka natrijumtiosulfata, ili su uzorci dostavljeni bez podataka o hlorisanju, bakteriološka laboratorija je dužna da pre bakteriološke obrade istraži u uzorcima prisustvo hlora. Ako se u vodi dokaže hlor, treba ga prethodno vezati.
Najtačnija ocena bakteriološke ispravnosti hlorisanih voda dobija se kada se bakteriološka analiza vrši sistematski — pre i posle hlorisanja.
Krajnju ocenu o higijenskoj ispravnosti vode za piće daje lekar specijalista — higijeničar, epidemiolog, bakteriolog, a na osnovu podataka lokalne inspekcije objekta za snabdevanje vodom i izvršenog hemijskog, bakteriološkog i biološkog pregleda.
Prenošenje uzoraka vode za bakteriološku analizu Rezultati bakteriološke analize umnogome zavise od načina i brzine dostavljanja uzoraka, odnosno od vremena koje protekne
od uzimanja uzoraka do početka vršenja analize. Ovo zbog toga što se broj pojedinih vrsta bakterija povećava prilikom prenošenja uzoraka na višim temperaturama (iznad 20UC), dok se broj nekih ne menja ili se smanjuje. Zbog toga se bakteriološki pregled mora obaviti što je moguće pre. Kako je to ponekad neizvodljivo, treba nastojati da se uzorci transportuju pri temperaturi koja onemogućava dalji razvoj bakterija (4—6˚C). Uzorke treba transportovati u posebnim sandučićima, napravljenim od materijala koji slabo sprovode toplotu i u koje se (između boca sa uzorcima), radi održavanja niske temperature, stavlja još i jedan sa strugotinom.
Vreme transporta treba da iznosi 6—8 časova pri višim temperaturama, a ako su uzorci ohlađeni na opisani način, vreme od uzimanja uzorka do početka vršenja analize može da iznosi 24 časa.
6.2.11.3. Kontrola rezidualnog hlora
Uveden u vodu, hlor reaguje sa organskim i drugim materijama. Zato je pri hlorisanju neophodno dodati dovoljnu količinu hlora, kako bi posle reakcije sa organskim i drugim materijama još uvek ostala izvesna količina hlora za uništavanje bakterija i zaštitu vode od naknadnog zagađenja. Ovaj višak hlora u vodi naziva se reziduaini hlor. On može biti prisutan kao rezidualni slobodni hlor, koji ima najjače i najbrže dezinfekciono dejstvo, zatim kao rezidualni vezani hlor — vezan sa amonijakom, kada gradi manje aktivne hloramine, i, na kraju, on može biti apsorbovan organskim materijama, pri čemu gradi, po pravilu, slabo aktivna hlorna jedinjenja koja imaju slabu ili nikakvu dezinfekcionu moć.
U svakom slučaju, rezidualni hior, nakon kontaktnog vremena sa vodom od 1/2 časa, predstavlja višak hlora posle izvršene oksidacije i dezinfekcije i znak je da je dezinfekcija izvršena. Zato kontrola i merenje sadržaja rezidualnog hlora u vodi, posle njegovog delovanja od oko 1/2 časa, predstavlja, u stvari, i kontrolu procesa dezinfekcije.
Postoji više metoda i postupaka za određivanje rezidualnog hlora u vodi, a njihova primena zavisi, pre svega, od uslova pod kojima se ispitivanje vrši, od tehničke opremljenosti, mogućnosti i zahteva preciznosti. Neke od ovih metoda biće ovde opisane.
Kvalitativno određivanje rezidualnog hlora
Slobodni hlor ima osobinu da obezboji jako razblažen rastvor metiloranža.
Za kvalitativno određivanje rezidualnog hlora potrebno je.
- metiloranž 0,02%, rastvoren u destilisanoj vodi,
- natrijumtiosulfat (Na2S2O3).
Postupak za rad je sledeći. U 200 ml vode koja se ispituje doda se 0,1 ml rastvora metaloranža 0,02%. U drugi uzorak od 200 ml vode koja se ispituje doda se 1 ml 1% rastvora Na2S2O3, a zatim 0,1 ml metiloranža 0,02%.
Ako je boja prvog uzorka, upoređena sa bojom drugog, koji je dehlorisan, postala svetlija ili se uzorak obezbojio, u njemu je prisutan hlor.
Kvantitativno određivanje rezidualnog hlora
Organoleptička metoda
Određivanje rezidualnog hlora organoleptičkim putem je samo orijentaciono. Koristi se za otkrivanje rezidualnog hlora posle individualnog hiorisanja. Slab miris vode na hlor označava količinu rezidualnog hlora od oko 0,5 mg/l, dok intenzivan miris na hlor ukazuje da je voda superhlorisana. Ova metoda nije pouzdana, te ovo treba imati na umu.
Volumetrijska metoda
Slobodni hlor i hipohlorasta kiselina u kiseloj sredini oslobađaju jod iz kalijumjodida. Kločina hlora se određuje titracijom pomoću natrijumtiosulfata, uz potrebu skroba kao indikatora. Na ovom principu bazira sva metoda.
Potrebni reaktivi za rad po ovoj metodi su:
- 25% rastvor fosforne kiseline (H3PO4),
- kristalni kalijumjodid (KJ),
- 1% svež rastvor skroba,
- n/100 rastvor natrijumtiosulfata (Na2S2O3).
U 500 ml vode koja se ispituje, odmah po uzimanju uzorka, doda se 1 gr kalijumjodida i 10 ml 25% rastvora fosforne kiseline. Posle stajanja od 10 minuta, dodaje se skrobni rastvor kao indikator, pa se titrira sa n/100 rastvorom natrijumtiosulfata — do obezbeđenja obezbojenosti.
Svakom utrošenom mililitru n/100 Na2S2O3 odgovara 0,355 mg/l slobodnog hlora.
Osetljivost ove metode je 0,1 mg/l Cl2.
Kolorimetrijske metode
Određivanje rezidualnog hlora metodom kolorimetrije zasniva se na posmatranju obojenosti koje nastaju pri reakciji hlora sa izvesnim materijama čiji je intenzitet obojenja ekvivalentan sadržaju hlora.
Ortotolidin-arsenitna metoda (OTA proba)
Pošto se rezidualni hlor u vodi može nalaziti u slobodnom i vezanom obliku i pri izvođenju procesa hlorisanja, važno je znati da li je rezidualni hior prisutan u vodi u obliku slobodnog hlora ili u obliku manje aktivnog vezanog hlora.
Da bi se to utvrdilo, postoje dve metode. Prva metoda je Palina, koja kao indikator koristi dietil — p — fenilen diamin reagens u obliku rastvorljivih tableta, a druga je ortotolidin-arsenitna metoda (OTA proba), koja se mnogo češće primenjuje.
Pomoću OTA probe moguće je odrediti sadržaj rezidualnog slobodnog hlora u vodi, kao i količinu vezanog rezidualnog hlora u slučaju kada je u vodi prisutan amonijak, ili pak ako vršimo hloraminisanje vode. Dalje, OTA proba omogućuje da se u vodi odredi ukupna količina rezidualnog hlora — slobodnog i vezanog zajedno ukoliko oba ova oblika učestvuju u procesu dezinfekcije. Na kraju, ovom metodom moguće je utvrditi greške pri određivanju rezidualnog hlora u vodi, do kojih dolazi usled prisustva drugih materija, kao: nitrata, mangana i dr. (tzv. ometajuće materije).
Princip i opis OTA metode — Pri uvođenju indikatora ortotolidina u vodu koja sadrži hlor, javlja se zelenožuta nijansa, čiji intenzitet zavisi od količine prisutnog rezidualnog hlora (OTA metoda je kolorimetrijska metoda).
Rezidualni slobodni hlor reaguje sa ortotolidinom praktično trenutno i da bi se obrazovalo obojenjenije potrebno više od 15 sekundi.
Rezidualni vezani hlor reaguje sa ortotolidinom postepeno i relativno sporo, tako da je za potpuno dobijanje nijanse potrebno vreme od 5 minuta pri temperaturi od 21°C.
S tim u vezi, trenutno prisustvo ili odsustvo svetlucavo-žućkaste nijanse u ispitivanom uzorku ukazuje na prisustvo, odnosno odsustvo slobodnog rezidualnog hlora. Intenzitet ove žućkaste nijanse, koja se tako reći javlja trenutno, moguće je odrediti, a samim tim i količinu slobodnog rezidualnog hlora. Ovo se postiže na taj način što se UZORKU vode (epruveta A) dodaje rastvor ortotolidina, a odmah zatim reagens natrijumarsenit. Zadatak natrijumarsenita je da kao redukciono sredstvo neutralizuje vezani rezidualni hlor, ali tako da slobodni rezidualni hlor ima vremena da, reagujući trenutno sa ortotolidinom, stvori žuto obojenje. Sam reagens (natrijumarsenit) ne utiče na intenzitet obojenja, te se ono može izmeriti upoređivanjun sa obojenim standardima.
Ortotolidin reaguje takođe i sa nitritima i drugim ometajućim materijama, dajući pseudo obojenje. Da bi se ovakve greške kompenzovale, u poseban uzorak vode koja se ispituje (epruveta B) dodaje se reagens natrijumarsenit koji će neutralisati sav rezidualni hlor. Posle toga, u ovaj uzorak dodajemo indikator ortotolidin koji reaguje sa materijama koje mogu dati pseudo boju.
Uzorak vode u epruveti A takođe daje pseudo boju u slučaju prisustva »ometajućih materija«, ali on ima i boju koja dolazi od slobodnog rezidualnog hlora ( vezani rezidualni hlor neutralisan je natrijumarsenitom). Zato, razlika u stepenu obojenja uzoraka A i B daje koncentraciju rezidualnog slobodnog hlora.
Reagens ortotolidin dodajemo takođe i u treću epruvetu (epruveta OT). Dobijena boja očitava se posle vremena od 5 minuta i rezultat je reakcije ortotolidina sa slobodnim rezidualnim hlorom, vezanim rezidualnim hlorom i ostalim materijama.
Na ovaj način opisana OTA proba u epruveti A daje nijansu koja se dobija reakcijom ortotolidina sa slobodnim rezidualnim hlorom i ostalim materijama, razlika u nijansama epruveta A i B daje obojenje izazvano slobodnim rezidualnim hlorom, a razlika u epruvetama OT i A pokazuje koncentraciju vezanog rezidualnog hlora.
Potrebna oprema i reaktivi — Za izvođenje OTA probe potrebno je sledeće:
- Reagens ortotolidin,
- 0,5% arsenitni reagens (0,5 gr natrijumarsenita na 100 ml destilisane vode),
- Tejlorov analizator sa etalonskom pokretnom obojenom skalom za rezidualni hlor (oznaka 1.300 Fl), ili Hellige-komparator sa obojenim etalonima za rezidualni hlor (oznaka 230.027 za veličine rezidualnog hlora od 0,0 do 1,0 mg/l i 230.028 za veličine od 0,1 do 0,5 mg rezidualnog Cl2 1),
- Odgovarajuće Neslerove epruvete (4 komada).
Izvođenje probe
- Uzorak vode treba da je uzet bar 10 minuta posle kontakta hlora i vode.
- Uzeti 4 epruvete (u zavisnosti od toga koji se komparator koristi) i označiti ih sa OT, A, B1 i B2.
- U epruvetu sa oznakom OT stavlja se 1 ml rastvora ortotolidina i dopuni do oznake sa uzorkom vode koja se ispituje. Epruvetu ostaviti na stranu i posle 5 minuta nastalo obojenje upoređivati sa etalonima.
- U epruvetu sa oznakom A stavlja se 1 ml rastvora ortotolidina, dopuni do oznake sa uzorkom vode koja se ispituje, a zatim brzo dodati 1 ml indikatora natrijumarsenita i promućkati, Epruvetu ostaviti na stranu radi upoređivanja posle 5 minuta.
- U epruvete B1 i B2 stavlja se po 1 ml indikatora natrijum-arsenita. Napune se do oznake uzorkom vode koja se ispituje, a potom u svaku dodati po 1 ml rastvora ortotolidina i promućkati (obratno od 4). Nijansa koja se obrazuje u ovim epruvetama vezana je samo za prisustvo stranih materijala, jer je hlor odstranjen arsenitnim reagensom koji se uvodi pre ortotolidina. Zato ove epruvete služe za optičku kompenzaciju pseudo boje u epruvetama OT i A. Na ovaj način kompenzuju se i greške usled zamućenja i prirodnog obojenja vode.
- Epruveta A stavlja se u komparator i upoređuje sa bojom. Vrednost epruvete A uzima se kao vrednost slobodnog rezidualnog hlora u mg/l.
- Sa epruvetom OT, posle tačno 5 minuta, postupa se na isti način kao pod 6; dobijena vrednost uzima se kao vrednost ukupnog rezidualnog hlora u mg/l.
- Razlika vrednosti epruvete OT i epruvete A uzima se kao vrednost vezanog rezidualnog hlora.
- Ako se želi još saznati i brojno značenje pseudo boje, u komparator se stavlja epruveta Bi. Međutim, ova boja obično ne odgovara nijansama na etalonima, pa je za ovo ispravnije koristiti metod optičke kompenzacije.
Mere predostroinosti
Izvesna količina vezanog rezidualnog hlora reaguje sa ortotolidinom u vremenu manjem od 15 sekundi, dakle pre nego što se u ispitivani uzorak uvede natrijumarsenit koji će ga neutralisati. Zato je neispravno ovu vrednost smatrati kao tačnu za slobodni rezidualni hlor. Ova poteškoća može se svesti na minimum putem prethodnog hlađenja uzorka vode skoro do tačke mržnjenja, tj. stavljanjem uzoika pre ispitivanja na led. Niska temperatura značajno usporava reakciju vezanog rezidualnog hlora.
Pored ovoga, mangan, nitriti i druge ometajuće materije mogu reagovati sporije, pa se zato epruveta još jednom ispituje posle 5 minuta, što je za epruvetu OT obavezno.
Rezultati
Pretpostavimo da nađena vrednost epruvete A iznosi 0,15 mg/l, a vrednost epruvete OT 0,4 mg/l. U ovom slučaju rezultati su sledeći:
OT = 0,4 mg/l rezidualnog hlora ukupno,
A = 0,15 mg/l slobodnog rezidualnog hlora,
OT-A = 0,40 — 0,15 = 0,25 mg/l vezanog rezidualnog hlora.
Ako se praktikuje hlorisanje sa slobodnim rezidualnim hlorom ili hlorisanje na tački prevoja, ovi rezultati ukazuju da je potrebno povećati bazu hlora radi oksidacije amonijaka i drugih materija koje obrazuju vezani rezidualni hlor, tako da sav rezidualni hlor bude slobodan. Na primer, povećana doza može iznositi za vrednost OT-0,7 mg/l i za vrednost A — 07 mg/l. Tada je:
OT = 0,7 mg/l rezidualnog hlora ukupno,
A = 0-7 mg/l slobodnog rezidualnog hlora,
OT-A = 0,7 — 0,7 = 0 mg/l vezanog rezidualnog hlora.
Obična ortotolidinska metoda (OTO proba)
Iz opisa ortotolidinarsenitne metode vidi se da je ona dosta komplikovana, pa je njeno izvođenje ponekad i otežano u pogonskim, a naročito u terenskim uslovima.
Za svakodnevnu pogonsku kontrolu rezidualnog hlora na crpnoj stanici i terenu služi obična ortotolidinska metoda (OTO proba), koja po tačnosti odgovara opisanom delu epruvete OT mnogo komplikovanije OTA metode.
Ova metoda počiva na istom principu, tj. na osobini reagensa ortotolidina da u međusobnoj reakciji sa hlorom daje zelenkastožuto do narandžastog obojenja, čiji intenzitet zavisi od količine hlora.
Izvođenje probe
- Pre uzimanja uzorka, pustiti da voda otiče nekoliko minuta.
- Ukoliko nije bilo obezbeđeno kontaktno vreme hlora i vode od 10 minuta, uzorak treba da ovo vreme odstoji.
- U epruvetu se doda 10 ml ispitivane vode i 1 ml reagensa ortotolidina. Epruveta se postavlja u komparator radi upoređenja. Iza nje se postavlja epruveta sa uzorkom vode u koju se ne dodaje ortotolidin i koja služi za kompenzaciju grešaka vezanih sa prirodnom bojom i mutnoćom vode.
- Odmah posle dodavanja reagensa ortotolidina, upoređuje se nastalo obojenje sa etalonima i utvrđuje nađeni rezultat.
- Posle proteklog vremena od 5 minuta, nanovo se vrši upoređenje i utvrđuje nađeni rezultat.
Rezultat dobijen u tački 4 (pod uslovom da je upoređenje izvršeno u roku do 13 sekundi) približno odgovara vrednosti slobodnog rezidualnog hlora, a pod tačkom 5 ukupnom rezidualnom hloru. Razlika ova dva rezultata odgovara vrednosti vezanog rezidualnog hlora.
Znači, OTO metoda kompenzuje pogreške vezane za prirodnu boju i mutnoću vode i daje približno podatak o slobodnom rezidualnom hloru (tačka 4), ali ne dozvoljava da se odredi i pseudo boja izazvana ometajućim materijama.
U svakom slučaju, značajno je da ova proba potpuno odgovara i da je, kao najjednostavnija, našla najširu primenu.
Hlor-komparator MN-2
Pri primeni OTA i OTO metoda za određivanje rezidualnog hlora za kolorimetnjsko upoređivanje nastalih obojenja služimo se instrumentima — komparatorima, kojih ima više tipova i vrsta.
U našoj zemlji proizvodi se samo jedan tip komparatora, poznat kao hlor-komparator MN-2. (sl. 14).
Ovaj uređaj je malih dimenzija (135 x 85 x 30 mm), te je pogodan za terenski rad. Izrađen je od nelomljive plastične mase otporne na agresivne agense. Podešen je tako da njegov opseg merenja rezidualnog hlora obuhvata koncentraciju hlora koja se javlja u praksi. Nije predviđen za kompenzaciju prirodne boje ili njenog zamućenja. U instrument su ugrađene ampule sa standardno obojenim rastvorima po Skotu (Scott), čiji intenzitet obojenosti odgovara koncentraciji rezidualnog hlora od 0,2, 0,4 i 0,6 mg/l. Ove vrednosti označene su na spoljnoj strani komparatora, pa se vizuelno mogu uporediti i međuvrednosti od 0,3 i 0,5 mg Cl2/l. Između obojenih standarda postavljene su dve epruvete za uzimanje uzoraka, zapremine po 10 ml. Hlor-komparator je sa prednje i zadnje strane zaštićen staklenim pločicama, od kojih je zadnja matirana u cilju dobijanja difuzne svetlosti, neutralisanja uticaja okoline i ispravnijeg upoređivanja. U instrument je ugrađena bočica sa pipetom sa sadržajem reagensa ortotolidina (slika 48).
Slika 48 — Hlorkomparator MN-2
Izostavljeno iz prikaza
Izvođenje merenja. — U obe epruvete ulije se uzorak ispitivane vode. Uzorak treba uzeti posle potrebnog kontakta hlora i vode, a ako to nije moguće, uzorak treba da odstoji 10 minuta. U epruvete, pipetom, dodati po 5 kapi reagensa ortotolidina, promućkati i brzo staviti u hlor-komparator radi upoređivanja sa obojenim standardima. Maksimalno obojenje razvija se posle 5 minuta na temperaturi od 21°C. Ako je temperatura niža, potrebno je držanjem epruvete u šaci iste zagrejati.
Vizualnim upoređivanjem odrediti kojoj vrednosti standarda najviše odgovara obojenje uzorka. Ako je, na primer, intenzitet boje uzorka jači od standarda 0,2, a slabiji od standarda 0,4, znači da vrednost rezidualnog hlora iznosi 0,3 mg/l.
Pri prvom upoređivanju, odmah posle dodavanja ortotolidina, dobija se približna vrednost slobodnog rezidualnog hlora, izražena u mg/l. Pri drugom upoređivanju, posle 5 minuta, dobija se vrednost ukupnog rezidualnog hlora u mg/l. Razlika ove dve vrednosti predstavlja koncentraciju vezanog rezidualnog hlora, izraženu u mg/l.
Vrednost rezidualnog hlora u vodi za piće, kada se voda hloriše, treba da se kreće od 0,2% do 0,5 mg/l — pri pH vode do 8.
Izbor mesta za kontrolu rezidualnog hlora
Za kontrolu sadržaja rezidualnog hlora u vodovodnoj mreži treba odabrati takva mesta koja će dati najbolje moguće rezultate o količini rezidualnog hlora u vodi. Po pravilu, kontrolni uzorci se ne uzimaju iz slepih krajeva. Za kontrolna mesta treba birati javne zgrade, škole, javne česme i dr., a kontrolu treba vršiti i na terminalnim ograncima kod potrošača koji su najviše udaljeni od samog mesta hlorisanja. Pojava rezidualnog hlora na ovim mestima znak je da se hlor održava u celoj mreži.
Pri uzimanju uzoraka, slavina sa koje se toči voda treba da bude dovoljno dugo otvorena da bi istekla sva voda iz kućnih instalacija. Posle toga se mlaz smanji. Na ovaj način se dobija sadržaj rezidualnog hlora maestralnog dovoda.
Hlor-komparatorom MN-2 rezidualni hlor se određuje na licu mesta. Rezultate treba upisivati u posebnu knjigu, u koju se unose podaci o mestu i vremenu uzimanja uzoraka i nađene vrednosti rezidualnog hlora.
Rezidualni hlor treba kontrolisati što češće. Njegovo odsustvo ukazuje na mogućnost iznenadnog zagađenja i prodora patogenih mikroorganizama, ili na greške u doziranju.
Treba napomenuti da se komparator za hlor ne sme držati na svetlosti. Obojeni standardi po Scott-u vremenom gube boju, te se posle izvesnog vremena moraju zameniti svežim. U tom cilju je u instrumentu, sa donje strane, ugrađena plastična pločica čije izvlačenje omogućava slobodan pristup standardima.
Na istom principu vrši se kontrola rezidualnog hlora i sa drugim, komplikovanim komparatorima strane proizvodnje (vodoanalizator Tejlora (Taylor), Helige komparator (Hellige) i dr.), koji su tako konstruisani da se sa promenom reaktiva i obojenih etalona može ispitivati i određivati čitav niz drugih elemenata u vodi.
U slučajevima kada se ne raspolaže ni komparatorima ni obojenim standardnim rastvorima, može da pomogne sledeće iskustvo. Ako se dodatkom indikatora pojavi obojenje vođe intenziteta boje slame, to približno označava vrednost rezidualnog hlora od 0,5 mg/l. Ako voda ima veću pH vrednost, tada se, umesto žute, dobija zelenkasta nijansa, koja ometa upoređivanje. U ovom slučaju potrebno je ispitivanom uzorku dodati još neku kap ortotolidina, dok se zelena nijansa ne izgubi.
Način spravljanja rastvora ortotolidina opisan je u prilogu.
6.2.11.4. Određivanje hlornog broja
—Potreba vode za hlorom —
Potreba vode za hlorom, tzv. hlorni broj, je količina hlora, izražena u mg/l, koju voda utroši za reakciju sa organskim i drugim materijama sadržanim u vodi. Hlorni broj je ravan razlici između količine dodatog hlora vodi i količine rezidualnog hlora. Različite vode imaju i različitu vrednost hlornog broja i ona zavisi od prirode vode, stepena njenog zagađenja i sadržaja u njoj drugih materija koje reaguju sa hlorom. Vrednost hlornog broja za istu vodu se koleba u zavisnosti od količine hlora uvedenog u vodu (pri većim dozama hlora reakcije su intenzivnije), od dužine kontaktnog vremena i od temperature vode.
U cilju uspešnog sprovođenja dezinfekcije, potrebno je znati vrednost hlornog broja vode koja se dezinfikuje, jer se na ovaj način, utvrđujući željeni rezidualni, određuje optimalna doza hlora za dezinfekciju vode.
Potreban pribor:
- Taylor-ov vodoanalizator, ili Hellige komparator sa etalonima za hlor,
- 6 čistih boca zapremine po 250 ml.
Potrebni reaktivi:
- reagens ortotolidin,
- arsenitni reagens,
- standardizovani hlorni rastvor 0,01% (100 mg/l).
Izvođenje
- U svaku od 6 boca dodati po 100 ml uzorka vode za koju se traži vrednost hlornog broja.
- U prvu bocu dodati 0,5 ml 0,01% hlornog rastvora, u drugu 1 ml; a zatim redom 1,5; 2; 2,5 i 3 ml. Ove količine odgovaraju vrednostima hlora od 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 i 3,0 mg/l.
- Boce dobro promućkati i ostaviti da odstoje potrebno kontaktno vreme.
- Posle kontaktnog vremena, pomoću komparatora i OTA probe, odrediti količinu i oblik rezidualnog hlora u svakoj boci. Boce sa manjim dozama pokazuju odsustvo rezidualnog hlora, dok se u bocama sa većim dozama on konstatuje.
- U slučaju da nismo dobili rezultate, postupak se ponavlja sa novim uzorcima vode i povećanim dozama hlornog rastvora, sve dok se ne dobiju pozitivni rezultati.
Rezultati
Ako se, na primer, u uzorku u koji je dodato 3 ml 0,01% standardnog rastvora hlora posle kontaktnog vremena utvrdi vrednost rezidualnog hlora od 0,3 mg/l, znači vrednost hlornog broja za ispitivani uzorak vode iznosi 2,7 mg/l.
6.2.11.5. Proračun potrebnih količina sredstava za dezinfekciju
Da bi se odredila potrebna količina nekog dezinfekcionog sredstva za jedan određeni period, potrebno je znati sledeće elemente:
- potrebu vode za hlorom — hlorni broj (n),
- kapacitet crpki u 1/s. (Q),
- prosečno vreme rada crpki u toku dana (t).
Potrebna količina dezinfekcionog sredstva (K) izračunava se po obrascu:
K = Q n t
Primer — Kapacitet crpke Q iznosi 80 1/s. Prosečno vreme rada crpke (t) iznosi 20 čas./dan, a potreba vode za hlorom — hlorni broj — (n) 0,5 mg/l.
Koliko će se za ovo vreme za dezinfekciju vode utrošiti elementarnog hlora?
Q = 80 1/s
t = 20 časova =72.000 s
n = 0,5 mg/l
K = ?
K = Q n t
K = 80 x 0,5 x 72.000 = 2.880.000 mg = 2.880 g
Pošto se obično planiraju tromesečne rezerve, to ovu vrednost treba pomnožiti sa 90, što za ovaj slučaj iznosi 259 kg, odnosno 5 boca od po 50 kg.
Na sličan način vrši se i proračun potrebnih količina hlornih preparata. Jasno je da hipohloriti ne sadrže 100% hlora, već je on u njima različito zastupljen.
Pošto natrijumhipohlorit (žavelova voda) sadrži oko 12% aktivnog hlora, za prethodni slučaj proračun potrebne količine žavelove vode se vrši na sledeći način:
100 ml NaOCl sadrži 12 g Cl2 x ml
NaOCl sadrži 2.880 g Cl2
Rešavanjem proporcije, dobija se:
12 x = 288.000
x = 24 litra NaOCl
Ako se kao sredstvo za hlorisanje koristi hlorni kreč sa sadržajem 25% aktivnog hlora, potrebna količina hlornog kreča će iznositi:
100 g CaCl (OCl) sadrži 25 g Cl2 x g
CaCl (OCl) sadrži 2.880 g Cl2
25 x = 288.000
x = 11.520 g hlornog kreča
Ako se, pak, kao sredstvo za hlorisanje koristi kaporit (kalcijumhipohlorit), koji sadrži oko 70% aktivnog hlora, za isti slučaj njegova količina će iznositi:
100 g Ca (OCl)2 sadrži 70 g Cl2 x g
Ca (OCl)2 sadrži 2.880 g Cl2
70 x = 288.000
x = 4.114 g kaporita.
Nađene vrednosti dezinfekcionih sredstava odnose se na količine koje se potpuno utroše na dezinfekciju vode. Kako se, međutim, kao mera zaštite vode od naknadnih zagađenja, zahteva održavanje u vodi potrebnog reziduala, to, radi tačnijeg proračuna potrebnih količina dezinfekcionih sredstava, na ovaj način dobijene vrednosti treba uvećati za željeni rezidual (obično 0,3 mg/l). Proračun potrebnih količina hemikalija za izvođenje dezinfekcije vodovodnih objekata.
Primer — Izvršiti dezinfekciju vode u jednom bunaru čiji hlorni broj (n) iznosi 0,7 mg/l, s tim da rezidualni hlor iznosi 0,3 mg/l. Visina (h) vodenog sloja u bunaru iznosi 3,0 m, a prečnik bunara (D) 1,2 m.
Potrebno je najpre izračunati zapreminu vode u bunaru (V).
V = D2π / 4 h
V = 1,22 / 4 = 3.391 litar
Pošto su poznate količine vode u bunaru (V) i doza hlora (d), potrebna količina hlora za dezinfekciju vode ovog bunara iznosiće:
K = V d
K = 3.391 1 = 3,39 g Cl2
Ako se kao sredstvo za dezinfekciju koristi hlorni kreč sa sadržajem aktivnog hlora 25%, potrebna količina hlornog kreča za dezinfekciju vode ovog bunara iznosiće:
100 g CaCl (OCl) sadrži 25 g Cl2 x g
CaCl (OCi) sadrži 3,39 g Cl2
25 x = 339
x = 13,56 g hlornog kreča
Na isti se način vrši proračun i drugih hipohlorita, s tim što se vodi računa o aktivnosti hlornog preparata, odnosno o tome koliko on sadrži % aktivnog hlora.
6.2.11.6. Spravljanje rastvora različitih koncentracija
Za normalnu dezinfekciju vode obično se koriste rastvori sa sadržajem aktivnog hlora 0,1% do 0,5%. U izuzetnim slučajevima može se koristiti i 1% rastvor.
Da bi se napravio rastvor željene koncentracije, potrebno je znati (na osnovu deklaracije ili proverom u laboratoriji) koncentraciju raspoloživog hlora u preparatima.
Kada je poznat sadržaj hlora u hipohloritima, spravljanje rastvora određenih koncentracija se može izvesti prema sledećem primeru:
Primer: Napraviti 0,5% rastvor hlornog kreča čiji je sadržaj aktivnog hlora 30%.
1 l rastvora = 1.000 ml = 10 x 100 ml
Za jedan litar 0,5% rastvora potrebno je
10 0,5 = 5 g Cl2
1.0 g hlornog kreča sadrži 300 g Cl2
x g hlornog kreča sadrži 5 g Cl2
300 x = 5.000
x = 50/3 = 16,66 CaCl (OCl)
Znači, za 1 litar 0,5% rastvora hlornog kreča sa sadržajem 30% aktivnog hlora potrebno je 16,66 grama ovog kreča.
Ako je u pitanju žavelova voda sa sadržajem aktivnog hlora 10%, postupak je sledeći:
1.0 ml žavelove vode sadrži 100 g Cl2
x ml žavelove vode sadrži 5 g Cl2
100 x = 5.000
x = 5.000/100 = 50 ml žavelove vode
Znači, za 1 litar 0,5% rastvora potrebno je 50 ml žavelove vode sa sadržajem aktivnog hlora 10% i 950 ml vode.
U slučaju primene kaporita, kao sredstva za hlorisanje, sa sadržajem aktivnog hlora 70%, za spravljanje 0,5% rastvora, postupak je sledeći:
1.0 g kaporita sadrži 700 g Cl2
x g kaporita sadrži 5 g CI2
700 x = 5.000
x = 5.000/700 = 50/7 = 7 g kaporita.
Znači, za 1 litar 0,5% rastvora potrebno je 7 grama kaporita sa sadržajem aktivnog hlora 70%.
Po istom principu može se iz jednog rastvora poznate koncentracije napraviti rastvor slabije koncentracije.
Primer — Od 0,5% hlornog rastvora napraviti 0,2% rastvor.
1.0 ml 0,5% rastvora sadrži 5 g CI2
x ml 0,5% rastvora sadrži 2 g Cl2
5 x = 2.000
x = 400 ml 0,5% rastvora
Znači, da bi se od 0,5% rastvora napravio 0,2% rastvor, za 1 litar je potrebno 400 ml 0,5% rastvora i 600 ml vode.
6.2.11.1. Spravljanje reagensa ortotolidina
Za 1 litar ortotolidina potrebno je:
1. Aqua destitlata 1.000 ml
2. Ortotolidinum p.a. 1,0 g (t. t. 129°C)
3. Acidi chlonci conc. p.a. 150 ml (s = 1,19)
Izvođenje — U 800 ml destilisane vode zagrejane do ključanja, a onda ohlađene, doda se 150 ml hlorovodonične kiseline (koncentrovane) i 1 g ortotolidina. Kratko vreme prokuvati i ohladiti, a zatim dopuniti do 1.000 ml destilisanom vodom.
Napomene
- Dodavati kiselinu u vodu, a ne obratno.
- Razlikovati jedinjenje ortotolidin od jedinjenja ortotoludin.
- Trajnost reagensa iznosi 6 — 12 meseci.
- Reagens ortotolidin je veoma otrovan. Obeležiti ga vidnim znakom upozorenja i čuvati u tamnim bocama na sigurnom mestu, zaštićenom od svetlosti.
6.2.11.2. Spravljanje reagensa skroba
Skrobni reagens treba da je uvek svež. Spravlja se na sledeći način:
U 500 ml destilisane vode rastvoriti 2 g dobro isitnjenog skroba. Uz stalno mešanje ostaviti da ključa 2 minuta.
6.2.12. Zaštita na radu
Elementarni hlor je veoma štetan po Ijudski organizam i njegova toksičnost može da prouzrokuje velike nezgode pri radu, a naročito ako sa njim dolazi u dodir lice koje nije upoznato sa opasnostima koje mu prete. Ove nezgode mogu biti prouzrokovane kako usled nepridržavanja i nesprovođenja određenih zaštitnih mera, tako i usled iznenadnih i nepredviđenih okolnosti. Treba uvek imati na umu da gasoviti hlor može, iz bilo kojih razloga (prskanje boce, defekt na hloratoru i sl.), u velikoj koncentraciji dospeti u okolnu atmosferu, što može dovesti i do masovnijeg trovanja. U vazduhu se hlor lako konstatuje po karakterističnom mirisu već pri minimalnim koncentracijama. Njegovo dejstvo u sasvim malim koncentracijama nije opasno, ali već pri nešto većem sadržaju, kao zagušljivac, napada organe za disanje.
Prema svojim koncentracijama u vazduhu, hlor pokazuje sledeće fiziološke efekte:
| Koncentracija u ppm | Delovanje |
| 0,02 — 0,05 | Gianica pri kojoj se hlor oseća čulom mirisa |
| 0,1 | Granična vrednost za duže (trajno) delovanje |
| 1.0 | Maksimalno dozvoljena koncentracija na radnom mestu |
| 3. | Jaki simptomi nadražaja. Veoma je teško raditi pri ovoj koncentraciji |
| 4. | Maksimalna doza za kratkotrajni boravak |
| 20 | Opasno po život pri delovanju od 30 minuta |
| 50 | Nastupa smrt pri delovanju 30 — 60 minuta |
| 100 | Smrt nastupa veoma brzo |
Kratkotrajno udisanje hlora u malim koncentracijama, po pravilu, ne oštećuje organe, pa ni u slučaju da se udisanje ponavlja. Lica koja boluju od astme ili hroničnog bronhitisa treba da izbegavaju svaki kontakt sa hlorom, o čemu se mora voditi računa prilikom rasporeda ljudstva na radna mesta.
MDK vrednost za hlor iznosi 1 ppm, što znači da u vazduhu na radnom mestu sme da postoji najviše 1 cm3, odnosno 3 mg elementarnog hlora u 1 m3 vazduha.
Elementarni hlor naročito štetno deluje na organe za disanje i oči. Odmah posle udisanja, on prouzrokuje mučno i grčevito kašljanje. U teškim slučajevima može da se javi i opasan grč grkljana. Kod visokin koncentracija napadnuti su i dublji disajni putevi. Na vlažnoj sluzokoži dolazi do stvaranja hlorovodonične i hipohloraste kiseline, koje oštećuju tkivo. Javlja se zamagljenje očiju, a pre toga bronhijalni katar. Kod dužeg udisanja većih količina hlora može da nastane edem pluća, koji, pod izvesnim okolnostima, može da bude smrtonosan, jer dolazi do razlivanja tečnosti iz krvi u plućne alveole tako da smrt nastupa usled unutrašnjeg gušenja. Hlor takođe deluje na centralni nervni sistem, i to na taj način što ga lagano parališe.
6.2.12.1. Hlorne boce i lagerovanje hlora
Elementarni hlor se nabavlja u tečnom stanju, komprimovan u čeličnim bocama. Hlorne boce se lageruju u prostorijama koje moraju biti suve, hladne, zaštićene od direktnog sunčevog svetla i atmosferskih padavina i sa obezbeđenim stalnim provetravanjem. U istim prostorijama ne sme se držati alat ni drugi predmeti podložni koloziji. Prostorije u kojima se uskladištava hlor treba da se nalaze u prizemlju, ali ne u podrumu. Vrata ovih prostorija treba da se otvaraju upolje i da izlaze u slobodan prostor. Na vratima, pri vrhu i dnu, treba ostaviti otvore za ventilaciju. Skladišta treba da su dovoljno udaljena od stambenih zgrada.
Boce sa hlorom treba uvek držati u vertikalnom položaju, a nikako bez zaštitne kape, osim kada su u radu. Posebnu pažnju treba posvetiti zaštiti boca od direktnog izvora toplote, zbog opasnosti od pucanja, što predstavlja opasnost i za širu okolinu.
Transportovanje hlornih boca se vrši pod stručnim nadzorom. Boce se drvenim podmetačima obezbeđuju od tumbanja i kotrljanja i od naslanjanja na stranice vozila. Pri transportu vozom, treba na tovarnom listu napisati: »čelične boce sa tečnih hlorom. Zaštititi od toplote i sunčevog zračenja. Prevoziti samo u zatvorenim kolima«.
Transport i prevoz napunjenih boca vrši se tek onda kada se ustanovi njihova potpuna ispravnost i kada se ventili boca zaštite odgovarajućom kapom. Pri utovaru i istovaru, zabranjeno je kotrljanje i bacanje boca. Vozila koja transportuju boce napunjene hlorom treba da budu označena zastavicama žuto-bele boje. Radnici se ne smeju prevoziti zajedno sa hlorom.
6.2.12.2. Lagerovanje i čuvanje hlornih preparata
Svi hlorni preparati, kao što je već pomenuto, nestabilni su, a naročito hipohloriti, i u toku stajanja postepeno i različitom brzinom gube svoju dezinfekcionu moć. Iz ovih razloga treba obratiti naročitu pažnju na njihovo lagerovanje.
Na brzinu raspadanja hipohlorita, u zavisnosti od njegove vrste, u manjoj ili većoj meri, utiče više činilaca:
- Temperatura skladišta. Sa porastom temperature skladišta povećava se brzina raspadanja hipohlorita.
- Jačina rastvora. Razlaganje hipohlorita i gubitak hlora su brži kod rastvora većih koncentracija.
- Prisustvo u rastvorima gvožđa ili drugih metalnih jona. Metalni joni, koji se mogu naći u rastvoru kao rezultat nečistoće sirovina, deluju kao katalizatori na proces razlaganja hipohlorita i ubrzavaju gubitak hlora.
- Osvetljenje. Hipohloriti se razlažu pod uticajem svetlosti. Razlaganje pod direktnom sunčevom svetlošću je neuporedivo brže nego pri uticaju difuzne svelosti.
- Uticaj vlage i ugljendioksida. Pod uticajem vlage i ugljendioksida takođe dolazi do raspadanja hipohlorita, pri čemu se, uz gubitak hlora, grade nova jedinjenja.
Poznavajući činioce koji ubrzavaju razlaganje hipohlorita, lako je preporučiti mere za njihovo čuvanje.
Hlorne preparate treba držati dobro zatvorene u pogodnoj ambalaži: staklenoj, keramičkoj ili plastičnoj, ili u drvenim buradima, u prohladnim i suvim prostorijama, ne izlažući ih svetlosti.
Valja napomenuti da do izvesnog oslobađanja hlora dolazi i pri obezbeđenim potrebnim uslovima, zbog čega u ovim prostorijama treba omogućiti ventilaciju. U odnosnim prostorijama ne držati alat i druge predmete podložne koroziji.
Iz istog razloga, preporučljivo je da se pre svake upotrebe prekontroliše sadržaj aktivnog hlora u preparatu. U slučaju da je sadržaj aktivnog hlora znatno opao, potrebno je obnoviti zalihe.
Hlorne preparate koji su izgubili veliki deo aktivnog hlora ne treba bacati, već lh koristiti za dezinfekciju đubrišta, nužnika i dr.
6.2.12.3. Elektrohemijski detektor hlora
Kao što je napomenuto, hlor se iznenada može pojaviti u okolnoj atmosferi u koncentraciji iznad dozvoljene. On se može pojaviti u skladištu ili u hlornom odeljenju na većoj udaljenosti od radnika, te se njegova pojava ne može otkriti po karakterističnom mirisu. Poseban uređaj, montiran u hlornoj kućici, ima zadatak da otkriva prisustvo hlora u vazduhu, čime se omogućava brza intervencija u cilju otklanjanja opasnosti. Ovakav uređaj, tzv. elektrohemijski detektor hlora, proizvodi i domaća industrija.
Elektrohemijski detektor hlora (sl. 49) radi na principu amperometrijske ćelije u kojoj se, na dve polarizovane elektrode od plemenitih metala, u prisustvu hlora, odvija sledeća elektro-hemijska reakcija:
LEGENDA
1. DETEKTOR HLORA
A. Preklopnik
B. Kontrolna sijalica
C. Regulacija osetljivosti
D. Skala
E Alarmna sijalica
2. POSUDA ZA RASTVOR
A. Slavina sa etektrodom
B. Filter
C. Pokazivač nivoa
3. ZVUČNI SIGNAL
4 VENTILATOR
5. UTIČNICA
Slika 49 — Elektrohemijski detektor hlora
Izostavljeno iz prikaza
2 Cl2 + 2 H2O = O2 + 4 H+ + 4 Cl-
Pri pojavi veće koncentracije hlora u vazduhu, elektrohemijski detektor hlora uključuje svetlosnu signalizaciju i zvučni alarm. Istovremeno, on aktivira ventilator u prostoriji u kojoj se pojavio hlor, tako da se hlor izbacuje van prostorije. Kada se hlor izbaci, alarm, ventilator i svetlosni signal se automatski isključuju.
Sonde elektrohemijskog detektora hlora ugrađuju se u hlorno odeljenje i skladište hlora, a sam detektor se postavlja tako da se može pratiti njegov rad. Rastojanje između detektora i sondi ne sme da bude veće od 20 metara.
6.2.12.4. Ostale mere obezbeđenja
Elektrohemijski detektor hlora ukazuje na pojavu hlora u vazduhu i upozorava na potrebu preduzimanja potrebnih mera. Pored uobičajenih intervencija oko hlornih uređaja, za hlorno odeljenje ili magacin hlora može se predvideti ugradnja specijalnog uređaja sa mlaznicama. Za neutralizaciju hlora praktikuje se takođe da se pored prostorija u kojima se nalazi hlor izgradi basen u koji se stavlja sredstvo za neutralizaciju hlora. Basen se izgrađuje tako da se u njega sa lakoćom može ubaciti oštećena boca, na kojoj je došlo do curenja hlora.
Kao sredstva za neutralizaciju, mogu se koristiti alkalni rastvori natrijumhidroksida i kalijumhidroksida, a najčešće se koristi rastvor gašenog kreča. Pri neutralizaciji hlora gašenim krečom, gašeni kreč treba mešati za sve vreme apsorpcije.
U tabeli br. 25 dat je postupak za spravljanje alkalnih rastvora natrijumhidroksida, kalijumhidroksida i gašenog kreča, kao i količine ovih rastvora potrebne za neutralizaciju boca hlora od 30, 50 i 100 kg.
| Veličina hlorne boce (u kg) | Kaustična soda (NaOH) | Kalijumova soda (KOH) | Gašeni kreč Ca(OH), | |||
| – | Količina sode (kg) | Voda (litara) | Količina sode (kg) | Voda (litara) | Kreč (kg) | Voda litara |
| 30 | 75 | 24 | 180 | 60 | 75 | 75 |
| 50 | 125 | 40 | 300 | 100 | 125 | 125 |
| 100 | 250 | 80 | 600 | 200 | 250 | 250 |
Svrsishodna instalacija, obučenost kadra i redovna kontrola ispravnosti celokupnog postrojenja, to su uslovi za bezbedan rad sa hlorom. Vodovi gasnog hlora treba dobro da zaptivaju. Kod hlornih uređaja ovi vodovi su obično obrađeni »pod konus«, a u slučaju potrebe kao materijal za zaptivanje treba koristiti klingerit specijalnog kvaliteta ili teflon. Hloratori, zavrtnji i spojevi ne smeju da propuštaju gas i treba da su lako pristupačni. Takođe je važna i kontrola potrošnje hlora, pa se preporučuje da se hlorne boce u upotrebi postave na vagu.
Celokupno postrojenje treba redovno kontrolisati na propustljivost. Uvek treba imati u vidu da neki deo može biti oštećen korozijom iii na drugi način i da može propuštati hlor. Hlor se, kako je ranije opisano, veoma lako dokazuje sa amonijakom.
6.2.12.5. Lična zaštitna sredstva
Najbolji način za sprečavanje nesrećnih slučajeva pri rukovanju hlorom je stručno obučavanje kadra u rukovanju hlornim instalacijama i upoznavanjem sa mogućim opasnostima.
U skladištu hlora i hlorno odeljenje dozvoljen je pristup samo određenim licima. Na ulaznim vratima ovih prostorija potrebno je istaći natpis sa upozorenjem da je ulaz zabranjen. Rad hlornog uređaja treba pratiti kroz zastakljena vrata; u ove prostorije ne ulaziti bez stvarne potrebe.
Gas-maska za hlor (JUS Z.B. 1.002)
Radnike koji rade sa hlorom treba snabdeti dovoljnim brojem gas-maski, koje štite od hlora. Gas-maske treba održavati uredno, proveravati im ispravnost. One se moraju nalaziti ispred prostorije sa hlorom.
Za zaštitu od hlora potrebno je koristiti gas-masku sa obrazinom (JUS Z.B. 1.002), sa oznakom cedila »B« ili »BB«. Cedilo sa oznakom »B« je crvene boje. Na cedilu je ispisano: »Cedilo protiv kiselih gasova«. Ono štiti organe za disanje od broma, cijanvodonika (pogodnije je cedilo »G«), azotne kiseline, fosgena, hlorovodonične kiseline, joda, kiselih gasova i para, hlora, nitrozonih gasova, nitrojedinjenja, sumporhlorida i sumporvodonika (bolje cedila »L« ili »M«).
Cedilo sa oznakom »BB« je takođe crvene boje, s tim što po sredini ima crnu tlaku. Na njemu stoji napis: »Cedilo protiv kiselih gasova sa ugrađenim cedilom protiv aerosola«. Ono štiti organe za disanje, isto kao i cedilo »B«, a takođe i od metalnih dimova.
Gas-maska sa obrazinom, pored organa za disanje, štiti i oči. Sastoji se iz obrazine i cedila.
Obrazina gas-maske sastoji se iz obrazine sa ugrađenim naočarima, izdisnog ventila, udisnog ventila (ako nije ugrađen u cedilu), elastičnih podešljivih traka za nošenje obrazine na glavi, trake za vešanje maske oko vrata i spojnice sa navojem za priključak cedila.
Cedilo se sastoji iz kutije sa ispunom za apsorbovanje gasova i para, u koju može biti ugrađen i filtar za zadržavanje aerosola (cedilo »BB«), Po potrebi, na cedilo gas-maske stavlja se grubi filtar u obliku navlake od pogodnog tekstilnog materijala koji štiti cedilo od grube prašine.
Obim i veličina pojedinih delova gas-maski su podešeni tako da ne smetaju pri radu, da u što manjoj meri umanjuju slobodno vidno polje i da ne ometaju slobodne pokrete glave.
Slika 50 — Cedilo gas-maske
Izostavljeno iz prikaza
Ako trenutno nema gas-masku pri ruci, radnik sme, na kratko vreme, ući u prostoriju gde ima hlora iznad dozvoljene koncentracije, ali prethodno mora zaustaviti disanje.
Održavanje i dezinfekcija — S obzirom da se gas-maske upotrebljavaju za zaštitu organa za disanje, veoma je važno da iste budu čiste i ispravne za slučaj potrebe. Zbog toga, maske treba brižljivo čuvati, redovno ih čistiti i po potrebi dezinfikovati. Posle svake upotrebe obrazina maske se iznutra ovlaži, a tako isto i ivice kojima maska prijanja uz obraz i upija znoj i izlučenu mast iz kože zajedno sa prašinom i drugom prljavštinom. Tako se posle izvesnog vremena, usled upotrebe, na tim ivicama obrazuje jedna vrsta kore, gde se mogu zadržati gljivice i bakterije.
S druge strane, na filtar-kutiji i obrazini hvata se prašina koja masku prlja i koja može dospeti u unutrašnjost obrazine.
Zbog svega ovoga, masku treba obavezno čistiti posle svake upotrebe; s unutrašnje strane znoj se skida mekanom pamučnom tkaninom, dok se spoljna strana čisti od prašine i drugih nečistoća. Preporučuje se da se obrazina povremeno pere sapunicom i vodom. Kada je maska očišćena, vraća se u torbicu ili kutiju i ostavlja na određeno mesto.
Gas-maska je lično zaštitno sredstvo i treba da bude isključivo »lična stvar«, tj. da se jednom maskom služi samo jedno lice. Međutim, dešava se da se jednom maskom služi nekoliko lica, pa nije isključena mogućnost prenošenja zaraznih klica sa jednog lica na drugo. Zato se preporučuje povremena dezinfekcija maske.
Aparati sa kiseonikom i komprimiranim vazduhom (JUS Z.B.1.005)
Gas-maske štite organe za disanje samo u slučaju ako radna atmosfera sadrži najmanje 16% kiseonika. Ako je sadržaj kiseonika u radnoj atmosferi opao ispod ove vrednosti, gas-maske se ne mogu koristiti za zaštitu organa za disanje.
Kada u radnoj atmosferi postoje ili se mogu očekivati visoke koncentracije toksičnih gasova, odnosno ako je u radnoj atmosferi sadržaj kiseonika ispod 16%, za zaštitu organa za disanje se koristi izolacioni aparat sa kiseonikom i komprimiranim vazduhom.
Aparatom rukuje posebno obučeno lice. Uređaj se nosi na leđima, a težina mu iznosi oko 20 kg.
Zaštitna odela
Najveći deo poslova radnici obavljaju u radnim odelima i kombinezonima. To su, u stvari, radna odela koja se ne ubrajaju u zaštitna odela. Međutim, postoji niz poslova sa specijalnim uslovima rada pri kojima se kao lična zaštitna sredstva moraju upotrebiti zaštitna odela koja su prilagođena posebnim uslovima.
Pored zaštitnih odela, radnici koji rade sa hlorom i hlornim preparatima treba da koriste kecelje, čizme, rukavice i zaštitne naočare.
Zaštitna odela mogu biti od plastičnog materijala. Ova odela nepovoljno utiču na znojenje i celokupnu termo-regulaciju organizma. Zato se, gde je to moguće, u cilju zaštite ne koriste kompletna odela, već pojedini delovi (kecelje).
Zaštitne kecelje štite radnika i njegovo odelo sa prednje strane. Pri radu sa hlornim preparatima mogu se koristiti kecelje
od gumiranog platna, polivinilhlorida i drugih plastičnih materija.
Gumene čizme i rukavice se takođe predviđaju kao obavezna sredstva lične zaštite.
Za zaštitu očiju treba koristiti zaštitne naočare sa nepropusnim okvirom. Ove naočare se sastoje od okvira, elastične podešavajuće trake i stakla. Umesto ravnih providnih stakala ove naočare mogu, po potrebi, biti snabdevene staklima koja služe za korekciju vida.
Sva zaštitna oprema treba da se održava čisto i uredno. Lica kojima je ova oprema namenjena treba obučiti za njeno korišćenje. Radnici su obavezni da na radu upotrebljavaju lična zaštitna sredstva i opremu.
6.2.12.6. Pružanje prve pomoći
Ako je, i pored svih preduzetih mera, došlo do povrede, povređenom licu se mora priteći u pomoć.
Kod nesrećnih slučajeva prouzrokovanih hlorom povređeni mora, pre svega, da se zaštiti od daljeg dejstva hlora. Povređenog treba izneti iz zatrovane atmosfere na čist vazduh i ostaviti ga da miruje. Ako je iz bilo kog razloga povređeno lice nemoguće brzo izneti iz zatrovane prostorije, onda mu se obavezno stavlja gas-maska ili aparat sa svežim vazduhom.
Kod svake veće nesreće sa hlorom obavezno se konstatuje pravac vetra, kako bi se ugroženi sklonili na mesto koje se nalazi nasuprot pravcu duvanja vetra.
Ugroženo lice treba odmah ukloniti iz opasnog područja i ostaviti ga da leži u zagrejanoj prostoriji, i to na leđima, sa podignutom glavom i gornjim delom tela. Ugroženo lice mora potpuno da miruje. Ni pod kojim okolnostima se ne sme davati veštačko disanje. Bez oklevanja treba pozvati lekara.
Ako je odeća povređenog primila hlorni gas, ili je čak poprskana hlorom ili rastvorom hlora, ona mora odmah da se skine. Povređeno lice treba dobro da se utopli ćebadima. Mere kojima se ublažuju nadražaj i kašalj, kao što je inhalacija parama eteričnih ulja, smeju da se preduzimaju samo uz konsultaciju lekara.
Ako hlor dospe u oko, ono se mora odmah ispirati sa mnogo vode, sve dok ne dođe lekar.
6.3. Ozonizacije vode
6.3.1. Osobine ozona
Jedna od najperspektivnijih metoda dezinfekcije vode je obrada sa ozonom.
Ozon je, inače, altropska modifikacija kiseonika. Pod normalnim uslovima temperature i pritiska, to je gas slabe sivogolubije boje, koji je 1,078 puta teži od vazduha. Zapreminska težina ozona je 2,144 g/m3 na 20°C.
Rastvorljivost ozona u vodi je mala, ali je veća nego kiseonika. Na 0°C i 760 mm živinog stuba rastvara se 0.49 zapreminskih delova ozona na 1 deo vode (980 mg/l), na 10° C 0,41, na 20° — 0.32 i na 30°C — 0,26 delova ozona.
Ozon je poznat još od 1785. godine. Prvi put je industrijski dobiven 1857. godine. U vodovodnoj tehnici je prvi put upotrebIjen kao sredstvo za dezinfekciju, 1891. godine, u Berlinu.
U poslednje vreme upotreba ozona za dezinfekciju vode beleži stalni porast. U Francuskoj preko 200 vodovoda koristi ozon kao sredstvo za dezinfekciju vode.
Molekul ozona je bogat energijom i termodinamički je nestabilan. Na toj osobini počiva energično sjedinjavanje ozona sa mnogim mineralnim i organskim materijama, između ostalo i sa plazmom bakterijskih ćelija. Zapravo, reaktivno delovanje ozona potiče od atomskog kiseonika (kiseonik in statum nascendi), koji je vrlo reaktivan. Raspadanje ozona se odvija po reakciji:
2 O3 ↔ 2O2 + 20
Ovu reakciju ubrzavaju ultravioletni zraci, površinski aktivne materije soli gvožđa, bakra, kobalta, itd..
Manipulacija ozonom je vrlo teška. Zbog toga se proizvodi na mestu upotrebe.
Ozon deluje toksično kada se u vazduhu nalazi u koncentraciji od 0,02 mg/l O3. Higijenski maksimalno dopustiva koncentracija ozona u vazduhu je 0,1 mg/l 03. Već koncentracija od 0,2, mg/l O3 deluje nadražujuće na sluzokožu, 1 mg/l otežava disanje i izaziva glavobolju. Koncentracija od 1% ozona u vazduhu izaziva smrt kod ljudi nakon 10 min. Zbog toga se kod postrojenja koja primenjuju ozon kao sredstvo za dezinfekciju mora obezbediti dobra ventilacija u odeljenju gde su smešteni ozonizatori i u odeljenju gde se ozon meša sa vodom.
U vodovodnoj praksi ozon se koristi kao baktericidno i viricidno sredstvo. Osim toga, on se koristi i kao tehnološki činilac kod odstranjivanja gvožđa i mangana (što je ranije opisano), zatim za deodorizaciju vode, za odstranjivanje boje i za poboljšanje organoleptičkih osobina vode. Zbog svega toga ekonomsko upoređivanje ozoniranja sa hlorisanjem nije na mestu.
Ozon kao dezinfekciono sredstvo deluje vrlo brzo, čak 15 do 20 puta brže od hlora. Utvrđeno je da virus dečje paralize — poliomielit — ugine pri koncentraciji ozona od 0,45 mg/l za 2 minuta, dok hloru za isti efekat treba 3 časa pri koncentraciji od 1 mg/l. Kod obrade vode ozonom spore i bacili gnojnog zapaljenja uginu za 10 min., a izazivači tifusa i kolere za 2 min. Ozon značajno deluje i na spore mikroorganizama, po nekima čak 300—600 puta jače od hlora. Prema Sovjetskim iskustvima, potpuna sterilizacija vode se postiže delovanjem ozona u trajanju od 40 do 60 minuta.
Pretpostavlja se da se mehanizam baktericidnog delovanja ozona sastoji u razgradnji enzimskog sistema bakterije. To dovodi do poremećaja razmene materija, pa ćelija ugine.
Temperatura vode i pH su od daleko manjeg uticaja na baktericidna svojstva ozona nego kod hlora.
Opiti su pokazali da se ozonom voda relativno lako obezbojava. Ta činjenica je od neobične važnosti, zbog toga što se obradom vode ozonom istovremeno popravlja njen izgled, pa i ukus i miris, a uz to se vrši dezinfekcija. Potrebne količine ozona zavise od vrste vode, s tim što se obezbojavanje postiže sa dozama od 0,5 do 20 mg/l O3. Efekat obezbojavanja je manji u kiseloj sredini.
Deodorizacija vode zagađene naftom i naftinim derivatima uspešno se vrši ozonom ako koncentracija ovih materija ne prelazi 5—6 mg/l, pri čemu je utrošak ozona 2—3 mg/mg naftinih derivata.
6.3.2. Dobijanje ozona
Osnovu industrijskog dobijanja ozona predstavlja reakcija raspadanja molekula kiseonika (čistog ili vazdušnog) pod dejstvom tihog električnog pražnjenja i naknadnog sjedinjavanja atoma sa molekulom kiseonika:
O2 + 117,2 KCal ↔ 20
2O2 + 2O ↔ 2 O3 + 49,4 KCal
Sl. 51: ozonizator tipa Velsbah. 1 — elektrode niskog napona (čelični cilindri), 2 — prostor među elektrodama (širine 2,5 mm), 3 — grafitni ili aluminijumski sloj, nanesen na unutrašnjem zidi, staklene cevi 4 — koji predstavlja elektrodu visokog napona.
Izostavljeno iz prikaza
Tiho pražnjenje se odvija u uređaju koji se sastoji iz dve cilindrične staklene cevi, umetnute jedna u drugu. Kao elektrode, služe rastvori elektrolita, koji ispunjavaju unutrašnju cev i košuljicu spoljne cevi. U oba prostora zaronjene su žice, koje su spojene sa izvorom električne struje.
U praksi se ozon dobija u aparatima koji se zovu ozonizatori Jedan takav ozonizator prikazan je na slici 51.
Ovakvi ozonizatori daju visoku koncentraciju ozona (10—12 mg/l). Radni napon: 15000V.
Naponska razlika između elektroda je 5 — 20 kV, a frekvenca 50 Hz i više.
Danas postoji veliki broj ozonatora. Zavisnost između napona, kapaciteta i utroška električne energije data je u tabeli broj 26.
| Napon (kV) | Kapacitet (gr/h O3) | Utrošak električne energije za 1 kg O3 |
| 3 | 0.2 | 10.6 |
| 5 | 1.1 | 11.6 |
| 8 | 2.4 | 14 |
| 10 | 3.3 | 19 |
| 15 | 4.5 | 24 |
| 25 | 6.2 | 33 |
Na prinos ozona utiče vlaga vazduha i temperatura vazduha, pri čemu vlažnost vazduha koji ulazi u ozonator jako umanjuje prinos. Zbog toga se vazduh pre ulaska u ozonator suši na naročitim uređajima.
Na slici 52 šematski je prikazan uređaj za ozoniziranje vode.
Slika 52 Šema ozoniziranja vode: 1 — kompresor, 2 — hlađenje vazduha, 3 — rezervoar komprimovanog vazduha, 4 — sušenje vazduha silikagelom, 5 — rezervoar suvog vazduha, 6 — ozonator, 7 i 8 — uređaj za apsorpciju ozona vodom, 9 — mešanje ozona sa vodom.
Izostavljeno iz prikaza
6.3.3. Mešanje ozona sa vodom
Zbog male rastvorljivosti, mešanje ozona sa vodom predstavlja problem koji do sada nije rešen na zadovoljavajući način.
Ozon se uvodi u vodu, po pravilu, kao smesa gasova različite koncentracije, najčešće oko 10 g/m3O3. Rastvaranje ozona ide po Henri-Daltonovom zakonu. Rastvorljivost ozona zavisi od njegovog pritiska. Zbog toga se ozon u smesi sa vazduhom uvodi u vodu ispod nivoa površine, što zahteva dodatni utrošak energije. Iz iskustva u radu sa ozonatorima se zna da je utrošak energije na rastvaranje (mešanje ozona sa vodom), po pravilu, veći nego potrebe energije za proizvodnju ozona. Za mešanje ozona sa vodom koriste se:
- kontaktni rezervoari sa barbotiranjem smese ozon-vazduh ispod nivoa vode,
- ejektori (za manje pogone),
- rotorski mešači sa prostorom (rezervoarom) za mešanje.
Kontaktni rezervoari se prave tako da je nivo vode u njima 5 do 6 m. Vreme zadržavanja vode u njima je oko 10 min. Kod većih kapaciteta prave se baterije rezervoara.
Dozu ozona za dezinfekciju vode određuje koncentracija organskih materija prisutnih u vodi, zatim jedinjenja gvožđa i mangana. Samo za dezinfekciju treba dodati toliko ozona da koncentracija rezidualnog ozona bude 0,1 mg/l do 0,2 mg/l, mereno 10 do 20 minula posle mešanja vode sa ozonom. Za dezinfekciju veoma čistih površinskih voda, po pravilu, treba 0,5 mg/l O3. Voda nakon hemijske obrade i filtracije treba 0,5 do 1,0 mg/l03. Ove doze se jako povećavaju ako je voda obojena humusnim materijama; tada je potrebno 2 do 5 mg/l O3. Vreme kontakta vode sa ozonom iznosi 5 do 20 min. Manje vreme kontakta je potrebno za podzemne i arteške vode, a veće za površinske. Kontrola ozona vrši se ortotolidinom.
6.4. Dezinfekcija vode hlordioksidom
Mana dezinfikovanja vode hlorom se ogleda u pojavi organoleptičkih smetnji već pri veoma niskim koncentracijama fenola u prečišćenoj vodi. Prisustvo 0.001 mg/l fenola u prečišćenoj vodi nakon hlorisanja daje vodi intenzivan miris na hlor-fenol. Hlor fenoli se, praktično, ne stvaraju ako se dezinfekcija vode vrši hlordioksidom — ClO2.
Hlordioksid ima osobinu da neutrališe razne mirise u površinskim vodama, koji (mirisi) potiču od algi i drugih organizama. Sa higijenske tačke gledišta, upotrebi hlordioksida nije stavljena nikakva suštinska primedba. Upotreba hlordioksida kao agensa za razaranje mirisa zahteva, za razliku od ozona, mnogo tačnije doziranje. Pri nedovoljno tačnom doziranju ClO2 pojavljuju se mirisi hlorfenola, kao i kod upotrebe hlora. Malorni odnos ClO2 — fenol je mnogostruko veći nego kod hlora i vrlo je promenljiv u širokim granicama od 1.2 do 11, uvek u zavisnosti od količine organskih materija u površinskim vodama, kao i od njihove vrste. Što je veća koncentracija materija koje mogu da se oksidišu, tim je veća potrebna doza ClO2 za razaranje fenola i deodorisanje vode.
U nekim zemljama se, u poslednje vreme, upotreba hlor-dioksida zamenjuje ozonom, zbog jednostavnije proizvodnje i lakše kontrole.
Hlordioksid je, pod normalnim uslovima, gas žutozelene boje, 2,4 puta teži od vazduha, neprijatnog mirisa već pri koncentraciji od 0,01 mg/l ClO2 u vazduhu. Oksidaciona mogućnost ClO2 je 2,5 puta veća od hlora, a nešto manja od ozona.
Za dobijanje hlordioksida koristi se reakcija hlorita sa hlorom u vodenom rastvoru (vidi ranije). Hlordioksid se spravlja na mestu upotrebe. Dozira se oko 1 mg/l ClO2 nakon filtracije. Kod većih vodovoda dodaje se i hlor, zbog zaštitnog delovanja u mreži.
Sa higijenskog aspekta, treba da se vrši kontrola neproreagovanog NaClO2 koji je štetan, jer izaziva, kao i nitrati, methemoglobinemiju krvi. Ujedno, to je i jedina zamerka sa higijenskog gledišta upotrebi ClO2 kao modernog sredstva za deodorisanje i dezinfekciju vode.
7. Fluorizacija vode za piće
7.1. Fluor i prevencija zubnog kvara
Fluor je otkrio Maisson 1866. godine. U prirodi se ne nalazi slobodan zbog visoke elektronegativnosti. Nasuprot tome, često se susreće u različitim mineralima, kao što su: kriolit, kalcijumfluorit, apatit, topaz, turmalin itd. Usled ovoga 17. je po redu elemenata u Zemljinoj kori. Minerali fluora prisutni su u vulkanskim stenama. Apatit sadrži 13,5 do 26 fluora na kg, biotit do 35 g, a mikas do 68 g/kg. Topaz može da sadrži 21% fluora, a granit 23%. Gips, kao i svi krečnjački tereni, siromašan je u fluoru.
U običnoj zemlji fluor se nalazi od 30 do 320 mg na kg (po podacima iz SSSR). Po podacima iz SAD, u zemlji se nalazi fluora od 10 do 7070 mg na kg, sa srednjom vrednošću od 200 mg na kg.
Zbog slabe rastvorljivosti fluora u vodi i zbog slabe brzine rastvaranja, voda za piće najčešće sadrži male količine fluora.
Podzemna voda se obogaćuje fluorom na principu izmenjivanja jona krećući se kroz geološke slojeve. U zavisnosti od hemijskog sastava terena, podzemna voda može sadržavati različite količine fluora, dok su površinske vode najčešće siromašne u fluoru (sadržavaju neznatne količine, najčešće ispod 1 mg na litar).
U vodama severnoameričkog kontinenta susreće se fluor u količini od 0,7 do 7,2 mg na litar. Pregledi vode za piće u Africi pokazuju da voda sadrži fluora od 0,1 do 30 mg/litar. U Aziji od 0,1 do 6 mg. U Evropi se konstatuje velika različitost u sadržaju fluora u vodi, od neznatnih količina do nekoliko miligrama na litar. U Jugoslaviji su utvrđene niske vrednosti fluora u vodi. U Hrvatskoj — 0,1 do 1,2 mg. Prosečna količina fluora u vodi za piće SR Srbije iznosi 0,236 mg na litar. Samo voda u Vranjskoj banji sadrži povećane količine fluora, dok su ove količine u Somboru uglavnom zadovoljavajuće.U ostalim vodovodskim sistemima voda za piće sadrži veoma male količine fluora. Sličan je slučaj i sa vodama iz lokalnih sistema snabdevanja vodom iz bunara, izvora i sl., što ukazuje na potrebu oplemenjivanja vode dodatkom fluorovih jedinjenja zbog visoke raširenosti zubnog kvara.
U SSSR fluor je sadržan u 97% vode, i to u količinama do 50 mg/l, dok je u SAD 77% uzoraka vode pokazalo sadržaj fluora od 0,1 do 1,5 mg/l.
Pregledom 1907 voda iz vodovoda u SAD utvrđeno je da 10506 analiza pokazuju do 0,7 mg na litar, a 524 pregleda od 0,7 do 0,9. U samo 171 uzorku nađena je količina fluora od 2 do 3 mg, a u 112 — preko 3 mg.
Ukoliko je teritorija jedne zemlje veća utoliko ima više mogućnosti za različiti sadržaj fluora u vodi.
Morske vode sadrže od 0,8 do 1,4 mg na litar fluora. Mora i okeani zauzimaju široka prostranstva i rastvaraju stene sa većim sadržajem fluora. Zbog ovoga, ribe u organima i muskulatur/ sadrže znatne količine fluora.
Životne namirnice prate kretanje fluora u zemljištu uglavnom bez većih izuzetaka. Većina namirnica je siromašna u fluoru.
| Namirnice | mg/kg |
| Mleko | 0,12 |
| Goveđe meso | 0,67 |
| Goveđi bubrezi | 21,4 |
| Pluća | 14,5 |
| Srce | 0,8 |
| Jetra | 0,7 |
| Kosti | 27,0 |
| Pileće meso | 1,40 |
| Svinjsko meso | 0,2 |
| Jagnjeće | 1,7 |
| Ovčije | 0,2 |
| Riblje meso | |
| skuše | 0,2 — 84 |
| sardine | 19,3 |
| bakalar | 7 |
| rakovi | 0,9 — 4,4 |
| haringe | 3,5 |
| školjke | 0,7 — 3,5 |
| cunjevina | 0,1 |
| Jaja | 1.2 |
| Voće i povrće | |
| Limun | 0,028 — 0,17 |
| Pomorandža | 0,34 |
| Jabuke | 0,22 — 1,32 |
| Banane | 0,23 |
| Šljive | 0,22 |
| Lubenice | 0,11 |
| Dinje | 0,06 |
| Jagode | 0,18 |
| Brašno | 0,27 — 0,35 |
| Pirinač | 0,10 — 0,67 |
| Šargarepa | 0,4 |
| Luk | 0,6 |
| Kupus | 0,13 |
Fluor se brzo resorbuje iz organa za varenje i u 75% se luči putem bubrega. Najvećim delom resorbuje se u samom želucu. Proces lučenja se odvija u toku 12 časova od unošenja u organizam. Kod dece u razvoju fluor se više zadržava u organizmu. Od unetog 1 mg fluora 78% se fiksira u organizmu. Uzimanjem fluora zajedno sa mineralima, smanjuje se resorpcija fluora. Uticaj je zapažen kod kalcijuma, aluminijuma, magnezijuma, mangana i vanadijuma.
Citrati ubrzavaju resorpciju fluora. Kalcijum, magnezijum i aluminijum, najverovatnije sa fluorom, grade slabije rastvorljiva jedinjenja. Citrati se vezuju sa kalcijumom i magnezijumom, čim poboljšavaju resorpciju fluora. Molibden smanjuje resorpciju fluora iz tankog creva. Zbog ovih odnosa proističu, najverovatnije, razlike u efektu fluora u prevenciji zubnog kvara na pojedinim područjima.
Ukoliko se fluor uzima duže, zapaža se njegovo smanjeno zadržavanje u organizmu, odnosno povećanje njegovog izlučivanja, što u stvari, predstavlja samoodbranu organizma, odnosno zadržavanje samo neophodnih količina fluora.
U cilju praćenja efekta fluora na organizam, izvršen je pregled kostiju kod obdukciranih koji su uzimali veću količinu fluora. Sadržaj fluora kod lica koja su uzimala 1 mg/l vode iznosio je 0,06 do 0,9%, a 0,5 do 0,6% kod ljudi koji su koristili vodu sa sadržajem do 8 mg fluora.
7.2. Fluor i oštećenje zuba
Za karijes se može reći da je najčešće oboljenje kod ljudi. Ovo oboljenje je opisano 3000 godina pre naše ere. Oboleli zubi mogu posredno da utiču na pojavu bolesti na drugim organima i sistemima. Zagrebački stručnjak za ove probleme, Kalaj, navodi da je 33% obolenja debelog creva posledica oštećenih zuba.
Po podacima Klinike za dečju preventivnu stomatologiju u Beogradu, na bazi ispitivanja pojave zubnog kvara kod školske populacije, utvrđeno je:
- deca od 11 godina imaju 3,6 kvarnih zuba,
- deca od 12 godina imaju 3,4 kvarnih zuba,
- deca od 13 godina imaju 4,6 kvarnih zuba,
- deca od 14 godina imaju 8,9 kvarnih zuba.
Ispitujući pojavu endemske strume u SR Srbiji, paralelno smo pratili i pojavu zubnoga kvara. Može se reći da je, sem u Somboru, zubni kvar izuzetno zastupljen kod dečje populacije. Poremećaj zuba dovodi do nepravilnog razvoja vilice i formiranja lica.
Gabović je u SSSR pregledao 20.000 dece iz različitih krajeva i utvrdio povezanost sadržaja fluora u vodi sa procentom kvarnih zuba.
Deca na području sa niskim sadržajem fluora u vodi za piće imala su izuzetno visoki procenat karijesa.
| Sadržaj fluora mg/l | Procenat kvarnih zuba |
| 0,1 | 70 |
| 0,2 | 50,5 |
| 0,4 | 27 |
| 0,75 | 17 |
| 1,05 | 9,8 |
Sa povećanjem sadržaja fluora u vodi preko jednog miligrama konstatovao se porast zubnog kvara. Kod dece koja su koristila vodu sa 4 mg/l bilo je 22% kvarnih zuba.
Kod odraslih ljudi procenat kvarnih zuba iznosio je 21,7 (ljudi stari 40—44 godine), a kod mladih osoba (od 20 do 25 godina) 5,4 (Rusel). Interesantno je navesti da sa porastom životnog standarda raste i procenat obolelih zuba. Najverovatnije je da je ovo posledica povećane potrošnje saharoze i slatkiša. Vudro je ispitujući karijese kod regruta, u nas našao najveći procenat kvarnih zuba u Sloveniji, a najmanji u Makedoniji i Crnoj Gori. Ovaj fenomen je objašnjavao različitim standardom po republikama, a pojavu je dokazao potrošnjom šećera po glavi stanovnika.
Ispitivanja na laboratorijskim životinjama su pokazala zaštitnu ulogu fluora prema zubnom kvaru. Fluor se vezuje za zubni emajl, stvarajući fluorapatit, koji je manje rastvorljiv od hidroksiapatita. Interesantno je da je sadržaj fluora u zubima manji nego u dragim kostima. Najverovatnije je da ga pljuvačka rastvara, pa se zbog ovoga nameće potreba permanentnog nadoknađivanja odnesenog fluora putem pljuvačke.
7.3. Toksični efekat većih doza fluora
U razmatranju toksičnosti fluora, zbog nedovoljne informacije, javljaju se različiti stavovi. Zbog toga je potrebno dati osnovne informacije o štetnom efektu fluora. Podaci mogu da koriste uposlenima na vodovodu, koji rade na rastvaranju fluorovih preparata i doziranju fluora, kao i radnicima na proizvodnji fluorovih spojeva. Ovim se postiže zaštita zdravlja pri radu, a i oslobađanje od straha zbog nepoznavanja ove oblasti.
U zavisnosti od vremena i količine unetog fluora u organizam, razlikujemo hronične i akutne posledice.
U hroničnim slučajevima od unosa:
- 2 mg javljaju se pege na zubima
- 8 mg 10% osteoskleroza
- 20 mg izražena fluoroza
- 50 mg promene na štitnjači
- 100 mg poremećaj razvoja
- 125 i više promene na bubregu
Akutno trovanje nastaje kod unošenja fluora preko 200 mg na litar, a smrtna doza je 2,5 do 5,5 g. Akutno trovanje fluorom je retko. Znaci akutnog trovanja su povraćanje, bol u stomaku, prolivi, konvulzije, spazmi, opšta slabost i klonulost, poremećaj govora, znojenje, bledilo, povećano lučenje pljuvačke, povišena temperatura, a u težim slučajevima i gubitak svesti.
Simptomi su posledica promene u encimima ćelija i metabolizmu, oštećenja endokrinog i nervnog sistema, poremećaja metabolizma kalcijuma uz pojavu tetanogenih napada.
Na obdukciji se utvrđuju promene na jetri, bubrezima i srcu.
Eksperimentaino davan natrijumfluorid laboratorijskim životinjama u količini od 0,15 g na 100 g telesne težine izaziva paralizu vazomotora, epileptične napade, ubrzano i duboko disanje. Ovim načinom je utvrđena smrtna doza fluora, koja iznosi 20 mg na kg telesne težine u slučajevima unošenja u organizam direktnim putem preko intravenoznih injekcija. Doza od 3,1 g na kg preko usta kod pasa izaziva samo povraćanje.
Treba imati na umu da pri rukovanju fluorom može da dođe do akutnog trovanja, pa je potrebno znati da oštećenja pod uticajem fluora nastaju zbog poremećaja metabolizma kalcijuma, pa u slučaju trovanja preporučuje se primena većih količina preparata kalcijuma, iii uzimanja mleka. U svakom slučaju, otrovanog treba transportovati do zdravstvene ustanove radi utvrđivanja obima trovanja i preduzimanja neophodnih mera i hitne medicinske intervencije.
7.3.1. Hronično trovanje fluorom
Unošenje fluora u organizam preko 1,5 do 2 mg na dan izaziva stvaranje pega na zubima žute ili braon boje. Svetska zdravstvena organizacija zubnu fluorozu klasifikuje u 7 stepena:
- Prvi stepen se odlikuje stvaranjem prozračnog zubnog emajla sa sjajnim izgledom.
- Drugi stepen je sa nešto intenzivnijim opštim promenama emajla.
- Treći stepen se karakteriše pojavom blagih beličastih površina po zubima sličnih papiru.
- Četvrti: beličaste površine se šire zauzimajući polovinu zubnih površina.
- Peti: sve zubne površine su zahvaćene sa obe strane sa malim udubljenjima.
- Šesti: jače promene sa većim udubljenjima i intenzivnom braon bojom pega.
- Sedmi: jaka hipoplazija menja formu zuba. Pege su jako raširene sa tendencijom prelaza braon u crnu boju.
U promenjenim zubima se susreće različiti odnos kalcijuma magnezijuma i fosfora.
Pri unošenju 4 do 5 mg fluora na dan, pored oštećenja na zubima, promene se javljaju na dugim kostima, koje takođe menjaju odnos kalcijuma, magnezijuma i fosfora, postaju voluminoznije sa smanjenom čvrstinom. Lako su lomljive i bolesnici sa oštećenim kostima kao posledice povećanog unosa fluora boluju od čestih preloma dugih kostiju.
Ispitivanjem kostiju umrlih ljudi koji su godinama uzimali veće količine fluora vodom za piće utvrdilo se da su kosti teže sa nepravilnom depozicijom mineralnih materija i sa mestimično izmenjenom bojom. Najizraženije promene se javljaju u ligamentima kičmenog stuba. Kičmeni pršljenovi pokazuju veće razmere sa smanjenim prečnikom kičmenog kanala. Nastale promene dovode do smanjene pokretljivosti muskulature.
Usled nagomilavanja minerala često je skelet dva puta teži kod izloženih većim dozama fluora od normalnih.
Kao kompenzacija promenama na kostima javljaju se kalcificirani izraštaji hladi pojačanja oslabele statičke moći kostiju.
Pored iznetih oštećenja kostiju i zuba, fluor ima uticaja na endokrini sistem, bubrege, a može izazvati i anemije različitog stepena.
7.3.2. Regulacija metabolizma fluora
Primena radioaktivnog fluora omogućila je bliže određivanje ponašanja fluora u organizmu. U slučaju povećanog unosa u organizam javlja se i povećano lučenje mokraćom i drugim putevima. Sa uzrastom raste i količina izlučenog fluora. Eksperimentalno se konstatuju individualne varijacije i varijacije pri povećanom unosu. Međutim, u jednom okviru od 20 do 50% unete količine fluora se izluči mokraćom, pljuvačkom i znojem. Od unete količine trećina se izlučuje bubrezima nakon četiri časa. Reapsorpcija fluora je manja od hlorida. Koncentracija fluora u urinu je 3 do 14 puta veća od one u plazmi. U slučajevima bubrežnih oboljenja luči se manje fluora nego u normalnim uslovima. Ovaj nalaz se potvrđuje i povećanim sadržajem fluora u kostima umrlih od bubrežnih bolesti.
U trudnoći, počevši od petog do osmog meseca, smanjuje se količina izlučenog fluora u mokraći posle tog vremena postepeno se povećava; normalne vrednosti kao pre trudnoće se nalaze tek nakon 2 do 3 meseca od porođaja. Laktacija nema uticaja na metabolizam fluora. Sadržaj fluora u skeletu novorođenčeta iznosi od 50 do 100 mg fluora.
Sadržaj fluora se može mobilisati iz kostiju u slučajevima kad se ishranom unosi manja količina fluora.
Fluor se resorbuje u želucu i u crevima. U krvi je koncentracija fluora za trećinu niža u crvenim krvnim zrncima nego u plazmi. Koncentracija fluora u mekom tkivu je veoma niska. Ovo je značajno kod korišćenja mesa domaćih životinja obolelih od fluoroze pri ispaši na livadama zagađenim sedimentom fluora.
7.3.3. Sekrecija fluora putem znoja
Imajući u vidu da se u nas susreću veoma topli dani i da raspolažemo znatnim brojem industrijskih preduzeća gde se u tehnološkom procesu primenjuje toplotna energija povezana sa
radom u toplim uslovima, kad se u organizam unosi i do deset litara vode zbog povećanog lučenja znoja, potrebno je sagledati mogućnost akumulacije fluora u organizam i eventualne posledice.
U vlažnom i toplom klimatu 46% unetog fluora se izlučuje znojem. Cesto je količina izlučenog fluora znojem jednaka onoj izlučenoj putem mokraće. Koncentracija fluora u znoju iznosi 0,3 do 0,7 mg/l, no prisutne su i indvidualne varijacije, što u suštini predstavlja autoregulaciju pri promeni unošenja fluora u organizam.
7.3.4. Lučenje fluora putem pljuvačke
Pljuvačkom se luči znatno manja količina fluora, svega 1% unetog. Ukoliko se fluor unese putem organa za varenje fluor se za 2 sata pojavljuje u pljuvački, a dat putem vena već posle jedne minute. Srednja količina fluora u pljuvački iznosi 0,1 do 0,2 mg/l, sa varijacijom od 0,04 do 0,5 mg/l. U zubnom kamencu ima od 0,16 do 0,18 mg/kg fluora.
Misli se da se fluor iz pljuvačke ne taloži u adamantin. Postoji suprotna pretpostavka da zbog smanjene količine fluora u pljuvački dolazi do ispiranja fluora iz adamantina i zbog toga se javlja potreba stalnog unošenja optimalne količine fluora. Iz iznetog se vidi da je uloga fluora u organizmu kompleksna i uglavnom određena u pogledu odnosa prema spoljnoj sredini, zbog čega je potrebno izvršiti korekciju tamo gde je potrebno i izbeći posledice usled nedostatka fluora.
7.4. Dozatori fluora i kontrola fluorisanja
7.4.1. Jedinjenja fluora koja se koriste za obogaćivanje vode fluorovim jonom
Teorijski se može upotrebiti svako jedinjenje fluora koje u vodenom rastvoru daje jone fluora (F—). Međutim, u praksi se postavljaju neka ograničenja:
- jedinjenje mora da ima dovoljnu rastvorljivost da bi bila moguća njegova upotreba u vodovodima,
- katjon sa kojim je sjedinjen jon fluor ne sme da ima nepoželjna svojstva,
- materijal treba da ima pristupačnu cenu, da se može dobiti u formi i čistoći koja je pogodna za upotrebu.
Jedinjenja fluora koja zadovoljavaju ove kriterijume su:
- natrijumfluorid — NaF
- natrijumsilikofluorid Na2SiF6
- silikofluorovodonična kiselina H2SiF6
U tabeli 28 su prikazane osnovne osobine ovih jedinjenja.
| Naziv jedinjenjaForma u kojoj se isporučuje | Zapreminska formula težina (kg/m3) | Izgled i osobine | Oblik u kome se dozira | % F jona u čistom proizvodu | Rastvorljivost (g) 100 g H20 na 25°C | Potrebna doza g/m3 vode za 1 mg/l F | Čistoća komerc. produkta % |
| Natrijum fluorid NaF | — granule 1620 — 1920 | Beo, skladira se u suvom, odvojeno od drugih hemik. 1%—pH=6,5 4%—pH=7,6 | 4% rastvora, prašak, granule | 45,25 | 4,05 | 2,33 | 90—98 |
| — prašak 1200— 1800 | |||||||
| Natrijum silikofluorid Na2SiF6 | fino granulisilikofluorid sani prašak 1440— 1620 | Beo, skladira se na suvom odvojeno od drugih hem. pH zas ras. 3 | prašak, zasićen rastvor | 60,6 | 0,762 | 1,65 | 98—99 |
| Silikofluoro-vodonična kiselina H2SiF6 | tečnost 30% 1270 | Bistra bezb. tečnost, otrovna, korozivna pH 1% rastvora 1,2 | tečnost | u 30%—23,7 u 25%—19,8 | meša se u svim | 30%—4,20 (3,3 ml) 25%—5,05 (4,2 ml) | 15—30 |
Optimalni sadržaj fluorovog jona u vodi iznosi oko 1,0 mg/l F. Prema nekim radovima, doza fluora se menja sa promenom temperature, jer se menja i dnevna količina vode koja se troši (leti više, zimi manje). Izgleda da u našim klimatskim uslovima ta činjenica nije od nekog značaja pošto odgovarajući zakonski propisi nisu vodili računa o njoj.
Kod određivanja doze fluorovog jona, mora se uzeti u obzir i prirodni sadržaj fluorida u vodi.
Doza bilo kog jedinjenja fluora u mg/l određuje se po formuli:
DF = n a — F 100 / K 100 / CF (mg/l)
gde je:
n — koeficijent čija je vrednost 1 ako se fluor dozira u čistu vodu, a 1,1 ako se fluor dozira pre sedimentacije
a — željena koncentracija fluora u vodi (obično 1.0 mg/l)
K — sadržaj fluora u čistom proizvodu (vidi tabelu) u %
CF — čistoća komercijalnog proizvoda u %.
Kada se koristi silikofluorovodonična kiselina, budući da se ona direktno dozira, može se sračunati protok H2 SiF6 po formuli:
QH2SiF6 = Qv (1 — CF) / K 0,79 10 Γ (ML/SEK.)
gde je:
Qv — protok vode koja se fluoriše u 1/s.
K — koncentracija kiseline u %.
γ — specifična težina kiseline, za 30% = 1.274, za 22% = 1.194 (g/ml)
CF — koncentracija fluorovog jona u sirovoj vodi (g/l).
Za precizno doziranje fluorovog jona postoje različite konstrukcije dozatora. Dozatori fluora, zapravo, nisu nikakvi naročito konstruisani aparati, već su oni isti koji se koriste za druge hemikalije, bilo da se radi o vodovodnoj tehnici, ili o hemijskoj industriji uopšte. Osnovna namena im je da mere hemikaliju koja se dodaje vodi sa određenom tačnošću.
Prema tome da li se jedinjenje fluora dozira u rastvoru ili kao prašak, razlikuju se dozatori rastvora i suvi dozatori, koji se dele na zapreminske i težinske. Zapreminski mere zapreminu, a težinski težinu.
Uopšte uzevši, dozatori rastvora nisu ništa drugo nego relativno male pumpe, kojih ima više vrsta.
Jedini poseban zahtev koji se pred takvu pumpu postavlja kada se upotrebljava za doziranje fluora, to su tačnost i konstantnost doziranja. Ovo zbog toga što propisana optimalna koncentracija fluora u vodi leži u strogo određenim granicama, pa se i fluor mora dodavati u preciznoj proporciji sa prečišćenom vodom.
Ove zahteve ispunjavaju pumpe sa pozitivnim deplasmanom, koje istiskuju tačno određenu zapreminu tečnosti po jednom hodu klipa ili obrtaju. Uglavnom su to klipne pumpe, ili pumpe sa dijafragmom.
Pumpe sa dijafragmom se više upotrebljavaju. Dijafragma se pravi od elastične gume, plastike (na primer teflon), ili metala. Dijafragma se pokreće ili direktno klipom ili, usled promene pritiska u komori, ispunjenom nekom inertnom tečnošću.
Ove pumpe su skoro idealne za pritiske do oko 8,5 atm. One se ne smeju upotrebiti kada se rastvor fluora dozira u prostor sa pritiskom ispod atmosferskog. Konstantan pritisak na potisnoj liniji je garancija dobrog rada pumpe.
Na slici 53 prikazana je dozirna pumpa sa dijafragmom, koja ima mogućnost kontinualne promene protoka.
Ovakve pumpe mogu da budu konstruisane i kao dvostruke. Na slici 54 prikazan je način instalisanja dozirne pumpe.
Kapacitet klipnih pumpi i pumpi sa dijafragmom varira u širokim granicama, što zavisi od namene. Kod pojedine pumpe opseg kapaciteta je 1:20, a pumpa najbolje radi ako je izabrana tako da radi na sredini opsega, inače se tačnost doziranja smanjuje. U tabeli 29 dati su kapaciteti dozirnih pumpi sa klipom i dijafragmom.
Tačnost doziranja je oko ± 3% od maksimalnog kapaciteta.
Suvi dozatori su mašine koje mere suvu sprašenu hemikaliju sa zadanim kapacitetom. Oni mere zapreminu ili težinu pa se zato i zovu volumetriski i težinski ili gravimetriski dozatori.
| Tip pumpe | Kapacitet | Hemikalija koja se dozira | – |
| – | min. | max. | – |
| Klipna | 0.375 ml/min | neogranič. | — rastvor Na2SiF6
— rastvor NaF — H2SiF6 |
| Pumpa sa dijafragmom | 2,0ml/min. | 4,01/min. | — rastvor Na2SiF6
— rastvor NaF — H2SiF6 |
Volumetriski dozatori su jednostavniji, jeftiniji; mogu da doziraju male količine hemikalije i manje su tačni.
Gravimetriski dozatori su pogodni za doziranje ekstremno velikih količina hemikalije; mogu da budu snabdeveni pisačem i automatskom kontrolom. Zato su skuplji.
| Vrsta dozatora | Kapacitet | Jedinjenje koje se dozira | |
| min. | max. | ||
| Volumetriski | 30 gr/čas | 2500 kg/čas | Na2SiF6 NaF |
| Gravimetriski | 250 gr/čas | 2500 kg/čas | Na2SiF6 NaF |
Volumetrijski dozatori mogu da budu različitih konstrukcija: sa rotacionom spiralom koja u jedinici vremena zahvata određenu zapreminu sprašene hemikalije, sa rotacionim valjkom, na čijoj se površini uhvati uvek ista količina hemikalije, itd..
Na sl. 55 šematski je prikazan volumetrijski dozator sa rotacionom spiralom i komorom za rastvaranje odmerene hemikalije.
Maksimalna greška doziranja je ± 3%.
Gravimetriskih dozatora, uglavnom, ima dve vrste: oni koji mere gubitak težine hemikalije (koja se nalazi u komori) u jedinici vremena i oni koji mere težinu materijala na delu pokretne trake koja ga nosi.
Slika 55 — Volumetriski dozator: 1 — prostor za sprašenu hemika liju, 2 — dovod vode u komoru za rastvaranje, 3 — rotaciona spirala, 4 — bazen za rastvaranje, 5 — motor, 6 — reduktor brzine, 7 — mešač sa mlazom.
Izostavljeno iz prikaza
Tačnost ovih dozatora je oko 99%. Rastvori fluorovih soli i silikofluorovodonična kiselina su veoma korozivni, pa se odgovarajući delovi opreme rade od materijala koji su otporni na to korozivno dejstvo.
Materijali otporni na korozivno dejstvo fluorovih jedinjenja, a pre svega H2SiF6, su:
| Odličnu otpornost imaju | Priličnu otpornost imaju |
| hesteloj S | bakar |
| (legura nikla) | bronza |
| ugljenik (grafit) | monel metal |
| duriment 20 | tvrda guma |
| guma (prirodna) | staklo |
| teflon | keramika |
| saran | |
| polietilen |
Mesto ubacivanja fluora
Kod izbora mesta u pogonu gde će se rastvor jedinjenja fluora ubacivati u vodu, najvažniji kriterijum je da tu prolazi s v a voda koja se fluoriše. U postrojenju za prečišćavanje vode to može da bude kanal gde se dodaju i ostale hemikalije, može da bude sabirni cevovod filtrovane, vode ili bazen za čistu vodu. Ako se radi o takvom sistemu koji vodu direktno iz bunara šalje u potrošačku mrežu, fluor će se dodati u potisni cevovod (ako je samo jedna pumpa), ili u sabirni cevovod (ako se radi o većem broju pumpi).
Ukoliko ovakvo mesto — gde prolazi sva voda — ne postoji, znači da se dodavanje fluora mora vršiti na više mesta.
Drugi aspekt izbora mesta za ubacivanje fluora je gubitak F — jona u procesu prečišćavanja vode. Gde god je to moguće, fluor treba dodavati posle filtrovanja, da bi se izbegli gubici fluora usled adsorpcije na talozima. Ovi gubici zavise od količine sredstava za koagulaciju i pH vode: sa porastom doze koagulanata povećavaju se, a pH smanjuje.
Slika 57 Šema dozirnog uređaja sa saturatorom: 1 — saturator, 2 — sud za izručivanje hemikalije (Na2SiF6), 3 — poklopac, 4 — centrifugalna pumpa za vodu, 5 — crpni rezervoar sa plovkom i prelivom, 6 — rotametar, 7 — sumator protoka vode sa pisačem, 8 — odvod zasićenog rastvora fluorida (u bazen čiste vode), 9 — dovod čiste vode.
Izostavljeno iz prikaza
Kod postrojenja koja u procesu prerade vode koriste kreč, mesto doziranja fluora treba da je što dalje od mesta gde se dodaje kreč.
Za pripremanje rastvora fluorovih soli postoje različiti uređaji. Mnogi od njih rade tako da daju uvek zasićen rastvor sluorove soli koja se upotrebljava (a to je uglavnom Na2SiF6). Koncentracija takvog rastvora je tada funkcija temperature vode. Ovakvi uređaji se zovu saturatori.
Princip rada saturatora je da se omogući duži kontakt vode sa kojom se rastvor priprema i soli koja se nalazi u velikom višku. Konstruktivno se razlikuju dve vrste saturatora: oni kod kojih se ostvaruje tok vode za rastvaranje soli nagore i oni kod kojih voda teče odozgo nadole. Ovi poslednji imaju obično na dnu suđa sloj šljunka, naređanog na perforirano dno, ispod koga se nalazi usisni deo dozirne pumpe.
Fluorid se stavlja iznad sloja šljunka. Kod malih postrojenja koja imaju tvrdu vodu, pribegava se omekšavanju vode ispre saturatora da bi se sprečila inkrustacija cevi za odvod rastvora kalcijumfluoridom.
Saturatori sa tokom vode odozdo nagore obično predstavljaju koničan sud sa vrhom okrenutim dole, na čijem se dnu stavlja so fluora koja se koristi, dok voda lagano prolazi kroz taj sloj soli.
Upotreba ovakvih saturatora je mnogo raširena u Poljskoj i SSSR-u. Odlikuju se jednostavnošću konstrukcije. Ako se lociraju, na primer iznad bazena za čistu vodu — zasićeni rastvor se dozira gravitacijom, dok se protok određuje merenjem vode za rastvaranje.
Na slici 57 je prikazan saturator za Na2SiF6 poljske konstrukcije.
Od »pomoćnih« uređaja kod dodavanja fluora, najvažniji je merač protoka.
Danas postoje dve grupe merača protoka: hidraulički (sa venturijevom cevi ili sa prigušenom pločom) i elektromagnetni, koji su novije konstrukcije.
Pored toga što su neophodni kod fluorisanja vode, merači protoka mogu da sluze (i služe) kao davaoci električnog signala za automatizovanje celog postupka.
Tačnost merenja protoka je oko ± 1%. Proizvode se i u našoj zemlji (Institut »Mihajlo Pupin« — Beograd).
Na slici 58 prikazan je jedan elektromagnetni merač protoka savremene konstrukcije.
Elektromagnetni merači protoka se rade u gotovo svim prečnicima (do 1200 mm).
U savremenim postrojenjima ugrađuju se i automatski analizatori fluora, koji su obično snabdeveni pisačem tako da se u svakom trenutku zna koncentracija F jona u vodi.
Slika 58 — Elektromagnetni merač protoka
Izostavljeno iz prikaza
Analizatori fluora rade ili na principu jon selektivne elektrode, koja se za detekciju fluora radi sa membranom od lantantrifluorida (La F3), ili sa obrtnom elektrodom od čistog aluminijuma (firme Fišer-Porter).
Tačnost određivanja kod obe konstrukcije je oko ± 2%, što je sasvim zadovoljavajuće.
7.4.2. Mere sigurnosti
Bez sumnje, jedinjenja fluora, budući da se u vodovodu koji obogaćuje vodu fiuorovim jonom nalaze u velikim količinama, predstavljaju izvesnu opasnost za pogonsko osoblje.
Prisustvo fluorovog jona u vodi u koncentracijama od oko 1,0 mg/l je dobro izučeno i, bez sumnje, doprinosi poboljšanju zdravlja stanovništva. Količine fluorida kojima može biti izloženo pogonsko osoblje mogu da budu znatno veće. S obzirom da i pogonsko osoblje pije vodu koja već sadrži optimalnu koncentraciju fluora, svaki dodatni kontakt sa fluorom predstavlja pojačanje doze iznad optimalnog iznosa. Stoga se moraju preduzeti izvesne mere u cilju sprečavanja mogućih posledica, što pretpostavlja pravilno rukovanje hemikalijama i upotrebu adekvatne opreme za zaštitu osoblja.
Jedinjenje fluora može da dođe u kontakt s organizmom putem gutanja, udisanja ili putem dodira.
Oralna ekspozicija fluorom najverovatnije je preko hrane i pića, i to nebrigom, nepažnjom ili nezgodom (unošenjem hrane u prostorije gde se nalaze soli fluora i sl.).
Inhalacijom se najverovatnije mogu neprimetno uneti neke količine fluorida.
Pored toga što je upotreba gas-maski obavezna u prostorijama gde se može očekivati prašina fluorida, treba preduzeti sve potrebne mere da se spreči pojava prašine. Pri tome se mora uputiti i osoblje koje rukuje hemikalijama da to čini pažljivo, naročito kod prebacivanja, otvaranja i pražnjenja džakova sa solima fluora.
Dobra ventilacija u radnim prostorijama je apsolutno potrebna. Upotreba kiseline ne izaziva pojavu prašine fluorida u vazduhu, ali mogu izvesne male količine fluorovodonične kiseline da isparavaju iz otvorenih sudova sa kiselinom (H2SiF6).
Dodir kože sa silikofluorovodoničnom kiselinom izaziva crvenilo. Apsorpcija fluorida preko kože je beznačajna.
7.4.3. Prva pomoć
Prva pomoć osobi koja je izložena dejstvu velikih količina fluorida sastoji se u sledećem:
- dati mu 3 kašičice kuhinjske soli rastvorene u čaši tople vode,
- izneti osobu iz zatrovane prostorije i utopliti je,
- izazvati povrćanje draženjem grla zatrovanog (pomoću kašike),
- dati mu čašu mleka,
- ponoviti proceduru sa povrćanjem nekoliko puta.
Ako dođe do kivavljenja iz nosa, treba pacijenta odmah izneti iz zatvorene prostorije, zaturiti mu glavu unazad, a u nos, uz stalnu izmenu, stavljati neki apsorpcioni materijal (vata). Zatrovanog treba odmah odvesti lekaru.
Kod osoba koje su se okvasile kiselinom, treba odmah preduzeti pranje tih mesta sa velikom količinom vode.
Na kraju treba istaći da do sada još nije zabeležen slučaj da se u nekom vodovodu neko otrovao ili ozbiljno ozledio fluorom; normalno je, onda, što u ovom slučaju niko ne želi da bude prvi.
8. Problem zagađivanja voda radioaktivnim materijama i metode za njihovu dekontaminaciju
8.1. Osnovni pojmovi
8.1.1. Osobine radioaktivnih materija
Radioaktivni materijali stalno emituju energiju koja nastaje dezintegracijom njihovih atomskih jezgara.
Poznato je da je sve ono što vidimo u prirodi (na zemlji, u zemlji, u svemiru) načinjeno od materije i da je struktura materije molekularna, tj. materija je sastavljena od vrlo sitnih čestica-molekula koji još nose sve hemijske osobine materija.
Molekuli se takođe mogu deliti na sitnije deliće, koji se zovu atomi.
Doskora se smatralo da su atomi najsitnije čestice materije i da se ne mogu više deliti (atom etimološki znači nedeljiv). Međutim, u poslednjim decenijama je otkriveno da atomi nisu homogene proste čestice materije, nego da se i oni sastoje iz jednog malog jezgra, tzv. nukleusa, pozitivno naelektrisanog, koji se nalazi u centru atoma i omotača. U omotaču se nalaze vrlo sitne čestice, tzv. elektroni, koji su negativno naelektrisani. Elektroni su u atomskom omotaču raspoređeni u nekoliko nivoa, od kojih svaki ima svoj određen nivo i svoju putanju. Na jednom nivou može biti više elektrona među kojima vladaju elektromagnetske sile, koje im ne dozvoljavaju ni da se suviše udalje od jezgra ili izgube, niti da se suviše približe i stope.
Jezgro atoma, takođe, predstavlja vrlo složenu strukturu, koja nije još dovoljno ispitana. Ipak se zna da se u njemu nalaze dve vrste čestica: protoni, koji su pozitivno naelektrisani, i neutroni, koji su neutralni.
Svako jezgro se oboležava hemijskim simbolom elementa kome pripada, sa još tri dodatna indeksa: levo dole piše se atomski broj Z, koji označava broj protona, desno dole piše se broj neutrona N i desno gore piše se maseni broj A (broj nukleona).
Broj protona x Broj nukleona x Broj neutrona = Z x A N
Kao što je rečeno, oko jezgra kruže, u eliptičnim ili kružnim putanjama, negativno naelektrisane čestice, i to u onolikom broju koliko jezgro sadrži pozitivno naelektrisanih čestica — protona (slika 59).