Ученые Пермского Политеха рассказали, почему питьевая вода пахнет капустой или плесенью
Более 20 процентов мирового населения страдает от некачественной питьевой воды. Проблема связана не только с присутствием в воде загрязняющих веществ, но и с наличием неприятных запахов. Наиболее часто они появляются в период «цветения» водоема — весной и в конце лета. Ученые с кафедры охраны окружающей среды Пермского Политеха рассказали, что такое цианобактерии, как они влияют на свойства воды, чем это опасно для здоровья человека и что делать, чтобы очистить ее в домашних условиях и масштабах городских водохранилищ.
Качество питьевой воды зависит от состояния источников водоснабжения, на которые влияют природные и антропогенные факторы. Возникновение неприятных запахов в водохранилищах чаще всего связано с периодами массового развития цианобактерий – сине-зеленых водорослей. Это одни из древнейших организмов на планете, способные выделять кислород.
«Цианобактерии легко увидеть невооруженным глазом в период цветения воды – весной и в конце лета. Из-за их массового размножения вода становится сине-зеленой и приобретает специфический запах, который зависит от вида бактерии, выделяющего его. Так, часто в питьевой воде проявляются запахи земли и плесени, характерные для таких веществ, как геосмин и 2-метилизоборнеол – продуктов жизнедеятельности цианобактерий и многих видов водорослей.
Встречаются запахи капусты, сероводорода, чеснока, гнили, затхлости и даже фруктов и цитрусов», – поделилась научный сотрудник Лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Елена Калинина.
Некоторые виды сине-зеленых, зеленых и жгутиковых водорослей могут выделять опасные токсины, вредные для человека и животных. Они попадают в организм в результате употребления загрязненной воды или морепродуктов, а также при использовании «цветущих» природных водоемов в качестве рекреационных зон (купание, отдых) и приводят к отравлениям разной степени. Симптомы могут быть очень разнообразны и проявляются в виде гастроэнтеритов, спазмов, поражений печени и почек, воспаления горла, аллергии, сыпи, судорог, паралича и удушья.
Применение традиционных схем водоподготовки, таких как осаждение, фильтрация и обеззараживание, не позволяет полностью удалить одоранты (вещества с характерными запахами) из питьевой воды.
Причем здесь глобальное потепление?
В связи с глобальными изменениями климата Земли, можно ожидать большее распространение цианобактерий в водных объектах. На это влияет повышение температуры воды водоема, увеличение содержания биогенных веществ (соединения азота и фосфора), понижение уровня воды в засушливые периоды.
«В нормальных условиях роста цианобактерии выделяют незначительное количество веществ с характерными запахами, не представляющего проблемы. Но в случае воздействия стрессовых факторов – отклонения от оптимальных условий, например, степени освещенности, температуры, кислотности среды, скорости течения и содержания биогенных элементов, интенсивность продуцируемого запаха повышается из-за массовой гибели бактерий», – рассказывает доктор технических наук, заведующая кафедрой «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Лариса Рудакова.
Ученые ПНИПУ отмечают, что вода также начинает пахнуть, если происходит резкая смена доминирующих видов водорослей. Совместное их присутствие в водоеме не вызывает значительных изменений, но массовое развитие одного конкретного вида приводит к «цветению» воды и появлению запаха.
Как предотвратить развитие источника запаха в водоемах?
Эта проблема должна решаться комплексно. Важно следить за численностью цианобактерий и токсинов как в водохранилищах, так и в питьевой воде. В большинстве стран не установлены требования по контролю за цианобактериями и содержанием цианотоксинов в источниках питьевого водоснабжения. Глобальная коалиция центров по изучению водных ресурсов разработала принципы мониторинга, которые включают в себя визуальную оценку состояния воды, отбор проб для изучения видового состава цианобактерий, определения их численности и содержания токсинов.
«В случаях, когда содержание бактерий превышает 65000 клеток бактерий на 1 мл воды, необходимо информировать о ситуации надзорные органы, проводить оценку токсичности водоема и питьевой воды и при угрозе здоровью населения использовать альтернативные источники питьевого водоснабжения», – объясняет Лариса Рудакова.
Чтобы снизить количество цианобактерий в водоемах, применяют физические методы – перемешивание, очистку дна для удаления водорослей и обработку ультразвуком для замедления их роста. Химические и биологические методы с использованием химических реагентов, вирусов (бактериофагов) и бактерий.
Как устранить цианобактерии и токсины из питьевой воды?
На первом этапе очистки воды рекомендуется удалять бактерии вместе с содержащимися в них цианотоксинами и устранять запахи методами предварительного окисления, коагуляции, фильтрации, седиментации и флотации. При фильтрации лучше использовать металлические или тканевые фильтры с разным размером пор. Коагуляция (объединение мелких диспергированных частиц в бо́льшие по размеру агрегаты) и седиментация (осаждение частиц) позволяют предотвратить разрушение клеток и поступление «пахучих» веществ в воду, так извлекается 80-98 процентов цианобактерий.
«Для снижения интенсивности запахов в питьевой воде недостаточно удалить только клетки цианобактерий, необходимо очистить ее от токсинов. Для этого наиболее эффективно и доступно применение сорбентов, в частности, активированных углей. Порошкообразные используют в начале очистки совместно с коагулянтами или после них. Гранулированные – на заключительных этапах. Их большая адсорбирующая поверхность позволяет извлекать из воды широкий спектр органических веществ», – рассказывает Елена Калинина.
Для очистки питьевой воды также применяют электроактивные полимеры. Например, наночастицы оксида железа в пленке полипиррола эффективно извлекают из воды цианотоксины. По сравнению с традиционными сорбентами, у них более высокая площадь поглощения, малое время контакта (8–15 минут) и есть возможность многоразового использования.
«Другие способы очистки, такие как реагентное окисление, озонирование и обработка воды ультрафиолетом, могут сопровождаться образованием токсичных побочных продуктов, например, тригалометанов, и отличаются высокой стоимостью реализации. Если говорить в целом, использование активированных углей для удаления цианотоксинов из воды более целесообразно и результативно», – рассуждает Елена Калинина.
Как очистить воду в домашних условиях?
Существует заблуждение, что кипячение воды обеззараживает ее от вредных веществ. Но на самом деле, токсины все равно сохраняются в нефильтрованной воде, а запах при нагревании только усиливается. Очистить ее в домашних условиях позволят фильтры-кувшины с активированным углем или проточные, встроенные в водопроводную систему. В таком случае вода под давлением проходит через уголь, очищаясь от вредных веществ.
Повышенная антропогенная нагрузка и изменение климата Земли способствуют развитию цианобактерий в водоемах, что приводит к частому появлению запахов в питьевой воде. Чтобы избежать этого, важно проводить регулярный мониторинг водохранилищ и использовать эффективные способы очистки от токсинов. Внимание к этой проблеме позволит обезопасить здоровье человека и животных.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно