Тульская ЕА Высокомолекулярные флокулянты для очистки питьевой воды

http://lib2005.rat-info.ru/flokulyanty1.shtml
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Тульская Е.А., к.б.н., науч. сотр. лаборатории комплексного эколого-гигиенического нормирования, ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН

Флокулянтами называют высокомолекулярные вещества (ВМВ), способствующие коагуляции и принимающие участие в процессе хлопьеобразования (флокуляции). Способность ВМВ флокулировать была открыта в начале ХХ века.

В 30-50-х годах флокуляция получила практическое применение во многих технологических процессах, связанных с отделением твердой фазы от жидкости: для отделения частиц угля и глины из шахтных вод, в технологии получения урановых руд, для осветления производственных стоков в цветной металлургии, в калийной, целлюлозно-бумажной промышленности, на цементных заводах, в пищевой промышленности и ряде других областей.

Высокомолекулярные флокулянты обычно делят на три группы: активная кремниевая кислота; синтетические органические полимеры (полиакриламид, полиоксиэтилен, полиакрилат, полиэтиленимин и др.); флокулянты на основе природных веществ (крахмал, эфиры целлюлозы, гуаровые смолы, хитозан и др.).

Синтетические высокомолекулярные флокулянты получили гораздо более широкое распространение, чем флокулянты природного происхождения, поскольку они более эффективны, селективны, обходятся дешевле, лучше хранятся.

Отличительным признаком полимеров, в частности, водорастворимых флокулянтов, является цепочечная, линейная или разветвленная структура макромолекул. Полимеры могут быть однородными (гомополимеры) и разнородными (сополимеры), количество звеньев-мономеров может составлять 250-70000, а общая длина молекулярной цепочки достигать 7,5х10 – 110х103 нм. Синтетические полимеры получают путем полимеризации или поликонденсации мономеров или полимераналогичных превращений уже имеющихся полимеров.

Макромолекулы флокулянтов могут находиться в воде в неионизированном состоянии или диссоциировать в той или иной степени на ионы. В соответствии с этим, различают неионогенные флокулянты и флокулянты-полиэлектролиты. К полиэлектролитам относятся полимеры, имеющие в молекуле группы с кислотными или основными свойствами: -СООН, -SO₂OH, -PO(OH)₂, -NH₂, =NOH и др. При диссоциации полиэлектролитов образуется один сложный высокомолекулярный поливалентный ион и большое количество простых маловалентных ионов. По знаку заряда высокомолекулярного иона различают анионные и катионные полиэлектролиты.

Обработка питьевой воды с использованием высокомолекулярных реагентов стала активно использоваться в 1950-х годах в Соединенных Штатах Америки после внедрения в США в 1955 году промышленного производства акриламида и синтеза полиакриламида (ПАА) и его производных.

В настоящее время химия флокулянтов насчитывает большое число препаратов. Наиболее широкое применение для очистки питьевой воды получили синтетические флокулянты, которые в зависимости от функциональных групп, разделяются на химические классы.

Существующее мнение о безопасности полимеров, а также, дешевизна, практически неограниченные источники получения сырья, простота переработки и специфические свойства, отвечающие конкретным условиям эксплуатации, послужили поводом к широкому их применению в различных областях деятельности человека: в водоподготовке, строительстве, пищевой промышленности, медицине и т.д.

Согласно современным воззрениям, макромолекулы полимеров так велики и так химически инертны, что они физиологически неактивны. Попадая в пищевой канал, они проходят его неизмененными, помещенные под кожу - не проникают в ткани из-за большой величины молекулы. Тем не менее, в литературе имеются данные о местном воздействии растворимых полимеров, применяемых в фармакологии. Например, заменитель крови – поливинилпиролидон - вызывал развитие опухолей в месте введения.