Номер 4, страница 47 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Как очищают природную воду от примесей?

Очистка природной воды для питьевых и хозяйственных нужд — это многоступенчатый процесс, который включает в себя удаление различных типов примесей: нерастворимых частиц (песок, глина), растворенных веществ (соли, минералы) и биологических загрязнений (бактерии, вирусы). Для этого на станциях водоподготовки применяют комплексный подход, состоящий из нескольких ключевых этапов.

Механическая очистка

Цель этого этапа — удалить из воды взвешенные, нерастворимые частицы. Сначала вода проходит через решетки для задержания крупного мусора. Затем ее направляют в отстойники — большие резервуары, где под действием силы тяжести на дно оседают тяжелые частицы, такие как песок и ил. Чтобы удалить более мелкие частицы, которые оседают очень медленно, применяют коагуляцию. В воду добавляют специальные реагенты-коагулянты (например, сульфат алюминия $Al_2(SO_4)_3$), которые заставляют мелкие частицы слипаться в более крупные и тяжелые хлопья. Эти хлопья затем либо оседают, либо задерживаются на следующем этапе — фильтрации. Фильтрация представляет собой пропускание воды через слои песка, гравия и иногда угля, что позволяет удалить оставшиеся взвешенные вещества и сделать воду прозрачной.

Химическая и физико-химическая очистка

На этом этапе из воды удаляют растворенные примеси, которые могут влиять на ее вкус, запах, цвет или жесткость. Часто для этого используют активированный уголь, который обладает высокой адсорбционной способностью: он поглощает молекулы растворенных органических соединений, устраняя неприятные запахи и привкусы. Для снижения жесткости воды, вызванной избытком солей кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$), применяют ионообменные смолы, которые заменяют эти ионы на ионы натрия ($Na^{+}$). В некоторых случаях, когда требуется глубокая очистка от солей (обессоливание), используют метод обратного осмоса, при котором вода под давлением продавливается через специальную мембрану, задерживающую молекулы солей.

Обеззараживание (дезинфекция)

Это заключительный и самый важный этап, на котором уничтожаются все болезнетворные микроорганизмы (бактерии и вирусы), оставшиеся в воде после предыдущих стадий очистки. Самым распространенным методом является хлорирование — добавление в воду хлора или его соединений. Хлор является сильным окислителем, убивающим микробы, и обеспечивает остаточный дезинфицирующий эффект, защищая воду от повторного заражения в водопроводной сети. Другие методы включают озонирование — обработку воды озоном ($O_3$), который еще более сильный дезинфектант, чем хлор, и ультрафиолетовое облучение (УФ), при котором вода подвергается воздействию УФ-лучей, разрушающих ДНК микроорганизмов. Методы озонирования и УФ-облучения не оставляют в воде побочных продуктов, но и не дают длительного эффекта, поэтому их часто комбинируют с небольшими дозами хлора.

Ответ: Природную воду очищают от примесей в несколько последовательных этапов: 1) механическая очистка (отстаивание и фильтрация) для удаления нерастворимых частиц, часто с применением коагулянтов для укрупнения мелких взвесей; 2) химическая и физико-химическая очистка (например, с помощью активированного угля) для удаления растворенных веществ, влияющих на вкус и запах; 3) обеззараживание (хлорирование, озонирование или УФ-облучение) для уничтожения всех вредных микроорганизмов и обеспечения безопасности воды для потребления.