Часто задаваемые вопросы

Как проверить поступление платежа?

Информация о платежах доступна в Личном кабинете:https://lk.kvartplata.info/LK/Home/Login. Платежи подгружаются по мере поступления сведений от банковских организаций.

У меня была замена счётчиков воды холодной и горячей воды. В пришедшей квитанции обнаружил, что перепутаны номера счётчиков. Проверил копию акта приёмки. В акте приёмки ошибки нет. Теперь у меня два вопроса:

1. Где и кто так напортачил? 2. Что мне с этим делать?

Информацию (серийные номера, начальные показания, сроки поверки) о приборах учета (согласно актам) вводит в базу данных (в карточку лицевого счета) бухгалтер управляющей организации.
Вам необходимо обратиться в бухгалтерию для исправления данных (№приборов учета).

Что делать, если в Личном кабинете пропал счетчик по горячей воде. В прошлом месяце вводил показания без проблем. Счетчик исправно работает.

Скорей всего счетчик водоснабжения по горячей воде  закрыт по истечении срока поверки. Срок поверки указывается в акте, составленном при опломбировке прибора учета. В данной ситуации необходимо обратиться в управляющую организацию, произвести поверку или замену прибора учета.

Где на сайте можно ввести показания приборов учета. Раньше использовал интернет-сервис ввода показаний и авторизация производилась по номеру лицевого счета и паролю?

Для ввода показаний приборов учета необходимо использовать Личный кабинет :  https://lk.kvartplata.info/LK/Home/Login
Для входа в Личный кабинет можно использовать почту, которая указывалась при регистрации в интернет-сервисе ввода показаний счетчиков. Пароль можно использовать старый, либо восстановить пароль через Личный кабинет https://lk.kvartplata.info/LK/Home/ResetPassword. Если Вы не помните почту, которую указывали при регистрации в интернет-сервисе ввода показаний счетчиков, то можно заново зарегистрироваться в Личном кабинете по действующей (новой) электронной почте.

Как можно получить квитанцию об оплате через Личный кабинет или при онлайн-оплате без авторизации?

Информация о произведенном платеже предоставляется на электронную почту, указанную Вами при производстве оплаты. При оплате через Личный кабинет информация о платеже поступает автоматически на адрес электронной почты, с которой произведен вход в Личный кабинет.
Квитанцию (чек) о произведенном платеже можно получить непосредственно в банке, владельцем карты которого Вы являетесь.
 Получить повторную  информацию о платеже возможно при обращении  в службу поддержки ЮMoney (новый бренд Яндекс. Деньги):  88002506699
Информацию можно посмотреть тут: https://money.yandex.ru/help.xml
Обращаем Ваше внимание, что проверить поступление платежей можно в Личном кабинете: https://lk.kvartplata.info/LK/Home/Login

Кто может использовать интернет – сервис «Личный кабинет» и ввод показаний по тел. 325-05-43?

Интернет-сервис Личный кабинет и телефон для передачи показаний приборов учета предназначен для получателей «розовых» счетов от АО «ВЦКП «Жилищное хозяйство».

При попытке заполнить новые показания сервис отказывает во вводе, ссылаясь на слишком большие показания.

Ограничение при вводе показаний через интернет-сервис и телефон рассчитывается из расчета 100 м^{3 (1000 КВт) за каждый месяц, в котором показания не предоставлялись. Если Ваши показания превышают установленное ограничение, то Вы можете подать показания в бухгалтерию Вашей управляющей компании.}

По какой схеме рассчитываются пени?

В соответствии с пунктом 14 статьи 155 Жилищного кодекса РФ  Лица, несвоевременно и (или) не полностью внесшие плату за жилое помещение и коммунальные услуги, обязаны уплатить кредитору пени в размере одной трехсотой ставки рефинансирования Центрального банка Российской Федерации, действующей на день фактической оплаты, от не выплаченной в срок суммы за каждый день просрочки начиная с тридцать первого дня, следующего за днем наступления установленного срока оплаты, по день фактической оплаты, произведенной в течение девяноста календарных дней со дня наступления установленного срока оплаты, либо до истечения девяноста календарных дней после дня наступления установленного срока оплаты, если в девяностодневный срок оплата не произведена. Начиная с девяносто первого дня, следующего за днем наступления установленного срока оплаты, по день фактической оплаты пени уплачиваются в размере одной сто тридцатой ставки рефинансирования Центрального банка Российской Федерации, действующей на день фактической оплаты, от не выплаченной в срок суммы за каждый день просрочки. Увеличение установленных настоящей частью размеров пеней не допускается. В соответствии с пунктом 14.1  статьи 155 Жилищного кодекса РФ  собственники помещений в многоквартирном доме, несвоевременно и (или) не полностью уплатившие взносы на капитальный ремонт, обязаны уплатить в фонд капитального ремонта пени в размере одной трехсотой ставки рефинансирования Центрального банка Российской Федерации, действующей на день фактической оплаты, от не выплаченной в срок суммы за каждый день просрочки начиная со следующего дня после дня наступления установленного срока оплаты по день фактической оплаты. Уплата указанных пеней осуществляется в порядке, установленном для уплаты взносов на капитальный ремонт.

Центральный банк Российской Федерации устанавливает процентную ставку рефинансирования.

Как правильно нужно оплачивать пени?

Пени включены в платежный документ «Cчет на оплату жилого помещения, коммунальных и прочих услуг». Если у Вас на руках нет квитанции, то при оплате коммунальных услуг Вам нужно предупредить оператора, какую сумму Вам необходимо засчитать как пени.

Должен ли быть составлен акт о неисправности счетчика на воду? Кто обязательно должен его подписать?

Заключение о неисправности дается на основании результатов поверки, проведенной специализированной организацией. В случае явного несоответствия показаний приборов учета фактическому потреблению коммунального ресурса, по соглашению потребителя и исполнителя услуги (ресурсоснабжающей организации) прибор учета может быть признан не исправным без проведения поверки путем составления акта. Указанный акт должен быть подписан уполномоченным представителем исполнителя услуг (ресурсоснабжающей организации) и потребителем услуг.

Что такое поверка приборов учета?

Поверка – это процедура проверки соответствия метрологических характеристик измерительного прибора паспортным значениям. При поверке приборов учета, в том числе и счетчиков воды используется методика поверки. В методике поверки описаны действия по пунктам, которые нужно произвести для получения ответа на вопрос, соответствует ли прибор метрологическим характеристикам или нет. Как правило, методику поверки разрабатывает сам производитель прибора, в которой помимо численных значений результатов и допустимых отклонений от результатов, приводятся необходимые для поверки приборы и классы их точности. При поверке расходомеров, счетчиков воды используются в большинстве случаев метод сличения и весовой метод.

Проведение поверки приборов учета энергоресурсов воды, тепла и электроэнергии отражается в паспорте прибора нанесением поверительного клейма и штампом с фиксированием даты очередной поверки. Аккредитация на право поверки средств измерений проводится уполномоченным на то государственным органом управления.

Поверка счетчиков воды проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 8.156 (п.3.4.8) и МИ 1592-99. Необходимость проведения поверки приборов учёта воды определяют: Федеральный Закон от 26 июня 2008 года № 102 — ФЗ «Об обеспечении единства измерений»

Статья 9. Требования к средствам измерений

1. В сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений к применению допускаются средства измерений утвержденного типа, прошедшие поверку в соответствии с положениями настоящего Федерального закона, а также обеспечивающие соблюдение установленных законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений обязательных требований, включая обязательные метрологические требования к измерениям, обязательные метрологические и технические требования к средствам измерений, и установленных законодательством Российской Федерации о техническом регулировании обязательных требований. В состав обязательных требований к средствам измерений в необходимых случаях включаются также требования к их составным частям, программному обеспечению и условиям эксплуатации средств измерений. При применении средств измерений должны соблюдаться обязательные требования к условиям их эксплуатации.

Межповерочный интервал, установленный Госстандартом Российской Федерации при утверждении типа приборов учета составляет — для приборов учета холодной воды не менее 5 лет, для приборов учета горячей воды не менее 4 лет.

Как произвести поверку приборов учета?

1. Вызвать мастера для выполнения следующих действий :

• составления Акта (в котором фиксируются показания счётчика на момент его снятия)

• выполнения демонтажа счётчика

установки переходника вместо счётчика (на период поверки )

2.  Отвезти счётчик в поверяющую организацию — государственное предприятие «Тест-Санкт-Петербург» (отдел теплотехнических измерений) по адресу :Улица Курляндская, д.1, оф.113, станция метро «Балтийская», тел.: 244-60-10. E-mail: [email protected] поверки – 3 часа. По итогам поверки «Тест СПб» выдаёт свидетельство о Поверке с указанием срока действия. Следует учитывать, что по результатам поверки Ваш счётчик может быть признан не пригодным для дальнейшей эксплуатации.

После проведения поверки счётчика, необходимо вызвать мастера:

• для установки поверенного прибора учёта

• опломбировки поверенного прибора учёта

• составления Акта ввода в эксплуатацию поверенного прибора учёта

В нашем доме и в квартире установлены счетчики воды. Часто из горячего крана вода течет чуть теплая, ее приходится долго сливать, а платим как за горячую. Скажите, пожалуйста, правомерно ли это? И как потребовать у управляющей компании перерасчет за то, что они по сути не выполняют свои обязательства по качественному предоставлению коммунальных услуг?

В новых Правилах предоставления коммунальных услуг четко сказано, что исполнитель коммунальных услуг (управляющая организация, ТСЖ) обязан предоставлять коммунальные услуги в необходимых объемах и надлежащего качества, а в случае нарушений предоставления коммунальных услуг — снизить плату за такую коммунальную услугу (данному вопросу посвящен целый раздел в Правилах). Кроме того, установлены четкие требования, которым должны отвечать коммунальные услуги. Все требования прописаны в Приложении № 1 к новым Правилам и в нем же закреплен порядок установления факта предоставления коммунальных услуг ненадлежащего качества и (или) с перерывами, превышающими установленную продолжительность.

Так, например, если у вас вместо горячей воды бежит теплая или горячей/холодной воды нет вовсе, то это уже нарушение и вы имеете право узнать его причину и оформить перерасчет при оплате за такую коммунальную услугу. Для этого необходимо обратиться в аварийно-диспетчерскую службу (в свою управляющую организацию, ТСЖ) и сообщить (по телефону или написав заявление) о некачественной коммунальной услуге, при этом обязательно надо указать свои ФИО, точный адрес помещения, где обнаружено нарушение, и вид коммунальной услуги.

Диспетчер, принявший ваше сообщение, обязан:

1. зарегистрировать сообщение (записать дату и время начала нарушения)

2. сообщить свои данные (ФИО), регистрационный номер и время регистрации вашего сообщения

3. сообщить о причинах нарушения, если они ему известны, или организовать проверку сообщения

Причем в правилах есть важный пункт о том, что исполнитель коммунальных услуг обязан согласовать с вами дату и время проведения проверки, а не приходить в любое время. После проведения проверки исполнитель коммунальных услуг обязан:

1. составить акт проведенной проверки;

2. в течение суток сообщить о причинах нарушения и его предполагаемой продолжительности;

3. сообщить дату и время возобновления подачи коммунальной услуги;

4. составить акт об устранении выявленных недостатков.

Если в результате проверки установлено что нарушения подачи коммунальной услуги не было, то потребитель обязан возместить исполнителю расходы на ее проведение.

В случае подтверждения нарушения, вы имеете право потребовать снизить плату и произвести перерасчет. Сведения об уменьшении платы за коммунальные услуги с указанием оснований должны быть отражены в платежном документе (квитанции).

Я по полгода живу на даче, предусмотрен ли в новых правилах перерасчет за коммуналку в таких случаях, и как я могу сэкономить на оплате?

При временном, то есть более 5 полных календарных дней подряд, отсутствии потребителя в жилом помещении, не оборудованном индивидуальным или общим (квартирным) прибором учета в связи с отсутствием технической возможности его установки, подтвержденной в установленном правилами порядке определенном в Разделе VIII Постановления Правительства РФ № 354, осуществляется перерасчет размера платы за предоставленную потребителю в таком жилом помещении коммунальную услугу, за исключением коммунальных услуг по отоплению, электроснабжению и газоснабжению на цели отопления жилых (нежилых) помещений, предусмотренных соответственно подпунктами «д» и «е» пункта 4 настоящих Правил.

Если жилое помещение не оборудовано индивидуальным или общим (квартирным) прибором учета и при этом отсутствие технической возможности его установки не подтверждено в установленном настоящими Правилами порядке либо в случае неисправности индивидуального или общего (квартирного) прибора учета в жилом помещении и неисполнения потребителем в соответствии с требованиями пункта 81(13) настоящих Правил обязанности по устранению его неисправности, перерасчет не производится, за исключением подтвержденного соответствующими документами случая отсутствия всех проживающих в жилом помещении лиц в результате действия непреодолимой силы.

Размер платы за коммунальную услугу по водоотведению подлежит перерасчету в том случае, если осуществляется перерасчет размера платы за коммунальную услугу по холодному водоснабжению и (или) горячему водоснабжению.
Не подлежит перерасчету в связи с временным отсутствием потребителя в жилом помещении размер платы за коммунальные услуги на общедомовые нужды.
При применении двухставочных тарифов перерасчет размера платы за коммунальные услуги производится только в отношении переменной составляющей платы, которая определяется в соответствии с законодательством Российской Федерации о государственном регулировании тарифов исходя из объемов потребления коммунальных ресурсов. Постоянная составляющая платы, приходящаяся на занимаемое потребителем жилое помещение, не подлежат перерасчету в связи с временным отсутствием потребителя в жилом помещении, если иное не установлено законодательством Российской Федерации о государственном регулировании тарифов.
Перерасчет размера платы за коммунальные услуги производится пропорционально количеству дней периода временного отсутствия потребителя, которое определяется исходя из количества полных календарных дней его отсутствия, не включая день выбытия из жилого помещения и день прибытия в жилое помещение.

Я поставил счетчики воды в своей квартире, но не проживаю там давно. Теперь выясняется, что я должен заплатить штраф за то, что не провел поверку этих счетчиков. Но при установке счетчиков мне никто не говорил о поверке. Законно ли это? Можно ли сделать какой-то перерасчет? Ведь воду я не потребляю, и счетчик фактически простаивает!

Согласно законодательству (Федеральный закон № 102 «Об обеспечении единства измерений») все собственники помещений, в которых установлены приборы учета, обязаны обеспечить их поверку. Сроки поверки указываются в технической документации к счетчику. Обычно поверка проводится 1 раз в 4 года для приборов учета горячей и раз в 6 лет для счетчиков холодной воды. Но здесь есть важный момент: штрафы за отсутствие поверки приборов учета законодательством не предусмотрены. Если вы вовремя не провели поверку, то в таком случае плата за коммунальную услугу начисляется не по показаниям прибора учета, а по нормативам. 

Как в официальном порядке разделить лицевой счет?

Согласно п. 4 ст. 69 Жилищного кодекса РФ гражданин, переставший быть членом семьи нанимателя жилого помещения по договору социального найма, но продолжающий проживать в занимаемом жилом помещении, сохраняет те же права, какие имеют наниматель и члены его семьи. Данное лицо самостоятельно отвечает по своим обязательствам, вытекающим из соответствующего договора социального найма.

Лицевой счет является документом бухгалтерского учета, отражающим специфику начислений и сбора оплаты жилищно-коммунальных услуг по конкретному жилому помещению (квартира, комната, дом).

Лица, совместно проживающие с нанимателем жилого помещения, вписанные в договор социального найма, сославшись на то обстоятельство, что они не являются членами семьи нанимателя и ведут раздельное с ним хозяйство, могут обратиться в бухгалтерию организации, в чьем управлении или собственности находится спорное помещение. Программное обеспечение АРМ «Бухгалтер» такую возможность предусматривает.

Для взыскания ранее оплаченных за бывшего члена семьи платежей следует обратиться в суд по месту жительства в общем порядке с иском о взыскании денежных средств, заплаченных за жилье и коммунальные услуги. В качестве оснований для удовлетворения исковых требований следует сослаться на следующие нормы:

• ст. 1102 ГК РФ, предусматривающую обязанность лица, неосновательно сберегшего за счет другого лица имущество, возвратить его;

• п. 2 ст. 69 ЖК РФ, согласно которому члены семьи нанимателя жилого помещения по договору социального найма имеют равные с нанимателем права и обязанности. При этом дееспособные члены семьи нанимателя жилого помещения по договору социального найма несут солидарную с нанимателем ответственность по обязательствам, вытекающим из договора социального найма;

• пп. 5 п. 3 ст. 67 и ст. 68 ЖК РФ, согласно которым граждане обязаны вносить плату за жилье и коммунальные услуги.

В качестве доказательств следует приобщить к исковому заявлению в т.ч. копии квитанций об оплате жилья и коммунальных услуг, выписку из лицевого счета.

Кто и когда должен сверять плату за ЖКХ с показаниями счетчиков?

Проводить проверки достоверности представленных потребителями сведений о показаниях индивидуальных, общих (квартирных), комнатных приборов учета и распределителей путем обязан исполнитель коммунальных услуг — не реже 1 раза в год, а если проверяемые приборы учета расположены в жилом помещении потребителя, то не чаще 1 раза в 6 месяцев.

Зачем ставят одновременно и общедомовые и индивидуальные счетчики воды, газа и тепла? Это же лишние затраты!

Общедомовые счетчики защищают жильцов от произвола поставщиков коммунальных услуг, от возможных приписок. А вот индивидуальные приборы учета помогают выяснить, какова доля каждой квартиры во всем объеме потребления, и, главное, дают возможность платить за внутриквартирные расходы не по усредненному тарифу, а по факту потребления. Кроме того, соотнесение суммарных показателей всех внутриквартирных счетчиков с показанием общедомового счетчика, позволит вовремя фиксировать потери. Например, отыскать прорыв в водопроводе или обнаружить незаконное присоединение к общедомовому источнику электро- или теплопитания, водоснабжения.

Я переехала жить в квартиру мужа, прописалась там, но у меня в собственности есть своя квартира, в которой никто не живет. Должна ли я как собственник квартиры оплачивать коммунальные услуги которыми фактически не пользуюсь, счетчики не ставила, оплачиваю их в другом помещении где проживаю фактически?

Да, должны. Вы, как собственник квартиры, обязаны оплачивать коммунальные услуги начиная с того момента как приобрели квартиру, не зависимо от того, проживаете вы там постоянно или нет. Если в квартире стоят счетчики, то коммунальные услуги оплачиваете по их показаниям, если же счетчики не установлены – то по нормативам потребления. В вашем случае единственный верный вариант — установка счетчиков, которая вам будет выгодна, т.к. если в квартире никто не живет, пользование коммунальными услугами не происходит, то и показания счетчиков будут нулевыми. Кроме того, установка приборов учета — обязательная процедура по закону.

Но важно еще помнить об общедомовых нуждах, которые необходимо оплачивать в любом случае, не зависимо от наличия или отсутствия счетчиков в вашей квартире и не зависимо от того проживаете вы в ней или нет.

Как можно проверить правильность начислений за тепло на общедомовые нужды по счетчикам, т.к. у жильцов ведь нет информации об их показаниях?

Если в многоквартирном доме установлен общедомовой прибор учета, то исполнитель коммунальных услуг (управляющая организация, ТСЖ) обязан ежемесячно снимать с него показания в период с 23-го по 25-е число и заносить их в специальный журнал учета, т. к. по новым Правилам управляющая организация или ТСЖ обязаны вести такие журналы учета.

Вы, как собственник, имеете право в любой момент запросить сведения о показаниях общедомовых приборов учета и проверить правильность расчета платежей. Такие данные должны быть предоставлены вам в течение одного рабочего дня со дня обращения. Получив эти данные, вы можете самостоятельно проверить расчеты по формулам приложения N 2 к новым правилам.

Кстати, сведения о показаниях общедомовых и индивидуальных приборов учета должны сохраняться исполнителем коммунальных услуг не менее трех лет.

Так же Вы можете обратиться в управляющую организацию или ТСЖ для того чтобы она сама провела проверку правильности всех расчетов — указанного в квитанции размера платы за коммунальные услуги, задолженности или переплаты, начисления неустоек (штрафов, пеней).

Кто и в какие сроки устанавливает приборы учета?

По закону собственники помещений обязаны установить и ввести в эксплуатацию общедомовые приборы учета воды, электроэнергии и тепловой энергии, а также индивидуальные приборы учета воды, электроэнергии до 1 июля 2012 года (индивидуальные приборы учета природного газа – до 1 января 2015 года). Если собственники не устанавили приборы учета в установленные сроки, установку общедомовых счетчиков новые Правила обязывают обеспечить поставщика коммунальных услуг. При этом необходимо помнить, что все расходы – на приобретение приборов, их монтаж, содержание и ремонт – оплачивают собственники. Ответ: Проводить проверки достоверности представленных потребителями сведений о показаниях индивидуальных, общих (квартирных), комнатных приборов учета и распределителей путем обязан исполнитель коммунальных услуг — не реже 1 раза в год, а если проверяемые приборы учета расположены в жилом помещении потребителя, то не чаще 1 раза в 6 месяцев.

 Почему плата за лифт берется с м² ?

Федеральным законодательством услуга по содержанию лифтов  относится к жилищным услугам. Следовательно, начисление платы производится с м² площади жилого помещения.  Лифты являются общим имуществом собственников помещений, расходы на содержание которых должны нести все собственники, а величина этих расходов определяется, исходя из доли в праве общей собственности на общее имущество, которая, в свою очередь, пропорциональна размеру общей площади жилого помещения, принадлежащего собственнику.
Вследствие этого размер платы за услуги по содержанию лифтов рассчитывается, исходя из размера общей площади жилого помещения, принадлежащего собственнику в многоквартирном доме.

Почему жители 1-го этажа должны оплачивать лифт, если этой услугой не пользуются?

В соответствии с п. 2 Правил содержания общего имущества в многоквартирном доме (постановление Правительства РФ от 13.08.06 №491) в состав общего имущества включаются помещения в многоквартирном доме, не являющиеся частями квартир и предназначенные для обслуживания более одного жилого и (или) нежилого помещения в этом многоквартирном доме, в том числе межквартирные лестничные площадки, лестницы, лифты, лифтовые и иные шахты, коридоры, чердаки, технические подвалы, в которых имеются инженерные коммуникации, оборудование и т.д. Собственники помещений обязаны нести бремя расходов на содержание общего имущества соразмерно своим долям в праве общей собственности на это имущество (п. 28 Правил).

Подготовлено с использованием материалов сайта http://www.fondgkh.ru/

Если Вы не нашли ответ на свой вопрос, обратитесь по телефону информационно-справочной службы АО «ВЦКП «Жилищное хозяйство»:   (812) 335-85-08

Вопросы и ответы на них по насосному оборудованию

Вопрос-ответ

Почему насос слишком громко работает?

Существует множество причин, вот лишь некоторые из них:

• Неверное направление вращения насоса (только для 3-х фазных моторов)

• Повреждение рабочего колеса по причине его абразивного износа и коррозии.

• Забита подающая линия насоса или его рабочее колесо

• Забита вентиляционная труба

• Слишком низкий уровень жидкости в резервуаре

• Причина звуков — колебания трубопроводов

• Работу насоса в шахте слышно даже в здании. Возможно шахта не звукоизолирована от здания; установить звукоизоляционные перегородки в прямых жестких каналах, соединяющих дом и шахту

• Установку слышно по всему зданию. Установка не изолирована от пола/стены, необходимы изолирующие прокладки.

Почему шумит обратный клапан насоса?

Клапан слишком медленно закрывается и после выключения насоса ударяет по посадочному гнезду.

Замена на быстрозапорный клапан, использование клапана с резиновым уплотнением, с плавающим шаром, настройка быстродействия на приборе управления насоса.

Почему возникают гидравлические удары насоса?

• Перемещение большого объема жидкости через небольшое сечение трубы в момент запуска насоса

Проверить рабочую точку насоса и диаметр трубопровода на предмет их соответствия скорости жидкости

• Образование воздушных пробок в трубопроводе

Установка вентиляционных и воздухоспускных клапанов за обратным клапаном или в верхних точках трубопровода

• Быстрый выход насоса на режим

Заменить 2-х полюсный мотор на 4-х полюсный или использовать устройство плавного пуска/преобразователь частоты

• Запуск водяного насоса производится очень часто

Настроить быстродействие на приборе управления

• На некоторых участках трубопровода установлена быстрозапорная арматура

Заменить арматуру на обычную.

Почему насос и напорный трубопровод забиваются отложениями?

• Образование отложений происходит при пониженной подаче по причине снижения скорости жидкости

Проверить рабочую точку насоса и диаметр трубопровода на их соответствие скорости жидкости

• Слишком частое включение для перекачки небольших объемов

Произвести перерасчет высоты уровня жидкости для включения насоса (увеличить объем перекачки за один цикл работы насоса), при необходимости увеличить быстродействие на приборе управления.

Почему прибор управления насосом подает сигнал перегрузка?

• Падение напряжения в сети. Проверить напряжение в сети

• Слишком высокая вязкость перекачиваемой жидкости, что вызывает перегрузку мотора

Установить рабочее колесо меньшего диаметра или другой мотор

• Работа насоса в правой части характеристики. Ограничить производительность насоса с помощью запорной арматуры на напорном трубопроводе

• Слишком сильное повышение температуры мотора. Проверить количество запусков и остановок и при необходимости ограничить прибором управления через настройку частоты включений

• Неверное направление вращения насоса (только для 3-х фазных моторов).

Для установки правильного направления поменять местами две фазы (жилы кабеля питания насоса)

• Выпадение одной из фаз

Проверить контакты подключения кабеля, а при необходимости — заменить неисправные предохранители.

Почему насос не развивает необходимой мощности?

• Неверное направление вращения насоса (только для 3-х фазных насосов)

Для установки правильного направления поменять местами две фазы (жилы кабеля питания насоса)

• Повреждение рабочего колеса по причине его абразивного износа и коррозии

Заменить поврежденные детали (например ржавое рабочее колесо)

• Забита подающая линия насоса или рабочее колесо

Очистить их

• Забился или заклинил обратный клапан

Очистить клапан

• Не полностью открыта задвижка на напорном трубопроводе

Полностью открыть задвижку

• Частицы воздуха или газа в перекачиваемой жидкости

Обеспечить глубокое погружение насоса в воду или установить отбойные щитки с целью исключить попадания струи воды на участок вблизи насоса

• Забита вентиляционная труба

Проверить и при необходимости прочистить.

В каких случаях возникает кавитация насоса и каковы способы ее устранения?

• Забита вентиляционная труба (или ее диаметр слишком мал) при высокой температуре перекачиваемой жидкости

Прочистить или установить новую трубу большего диаметра

• Длинный всасывающий трубопровод для насосов при монтаже «Сухая установка»

Подобрать другой подходящий насос

• Частицы воздуха или газа в перекачиваемой жидкости

Обеспечить глубокое погружение насоса в воду или установить отбойные щитки с целью исключить попадания струи воды на участок вблизи насоса

• Забит или зашлакован подводящий трубопровод

Очистить подводящий трубопровод насоса или шахту; очистить гидравлическую часть насоса

• Высокая температура перекачиваемой жидкости

Подобрать другой насос

• Насос работает в правой части характеристики

Подобрать другой насос; повысить сопротивление на напорном трубопроводе путем установки искусственных сопротивлений таких, как дополнительные колена, трубопровод малого диаметра.

Как самостоятельно обустроить канализационную насосную станцию на даче?

Лучше всего воспользоваться готовым решением, и приобрести модульную канализационную насосную станцию, которая представляет собой полностью герметичный пластиковый колодец, внутри которого расположена арматура для монтажа фекального насоса. Сам фекальный насос подбирается отдельно, в зависимости от необходимой производительности и напора. Также Вам потребуется купить шкаф управления для канализационной насосной станции, который обеспечивает автоматическое включение фекальных насосов в зависимости от уровня воды и работает от поплавковых или пневматических датчиков уровня воды. Обычно готовые колодцы для канализационной насосной станции имеют глубину порядка 2 метров и 1 метр диаметр. Для его установки потребуется соответствующий котлован, в который вы также должны вывести подающую канализационную магистраль от вашего дома и в последующем подключить ее к пластиковой емкости канализационной насосной станции. Обычно стоки подаются в накопительный колодец самотеком, но также возможен сброс стоков под напором, если в доме установлены канализационные насосные установки. Модульная схема позволяет легко смонтировать и демонтировать фекальные насосы внутри резервуара, вам останется только проложить напорный коллектор, который надежно фиксируется с пластиковой емкостью резьбовыми соединениями. За счет использования фекальных насосов с измельчителем, напорный канализационный коллектор может быть выполнен трубами малого диаметра. Остается только установить датчики уровня внутри канализационной насосной станции и подключить фекальные насосы к шкафу управления при помощи специальных разъемов. Шкаф управления модульной канализационной насосной станцией не требует никаких дополнительных настроек и лучше всего оставить заводские настройки. Осталось только плотно закрыть канализационный колодец специальной крышкой идущей в комплекте поставки и канализационная насосная станция для вашего дома готова.

Затопило подвал в доме, как откачать воду, если нет приямка для дренажного насоса?

Есть дренажные насосы, в которых охлаждение двигателя происходит за счет перекачиваемой жидкости проходящей внутри корпуса насоса. Для автоматической работы дренажного насоса вместо стандартного поплавкового датчика уровня лучше использовать сенсорный датчик, который срабатывает при минимальном уровне воды на поверхности пола. Посмотрите дренажный насос HOMA C237WF.

Как самостоятельно разобрать и почистить фекальный насос?

Фекальные насосы это сложные технические устройства и без специализированной подготовки лучше их не разбирать. Внутри фекального насоса для герметизации электродвигателя используется специальное масло, и при попытке вскрыть корпус насоса, это масло скорее всего вытечет, давая возможность находящейся в насосе влаге попасть на обмотку электродвигателя, что повлечет выход насоса из строя. Вам лучше всего обратиться в специализированный сервисный центр, где профессионалы прочистят и заменят неисправные детали вашего фекального насоса.

Через сколько времени необходимо проводить сервисное обслуживание фекального насоса?

Все зависит от количества времени, которое проработал насос. Обычно для промышленных фекальных насосов используют панели управления, которые самостоятельно отслеживают циклы включения и отключения насосов, выдавая сигнал для производства сервисного обслуживания. Для маломощных фекальных насосов лучше всего проводить сервисное обслуживание раз в год перед началом сезона, которое заключается в замене или доливе масла, а также чистке рабочей камеры. Также производиться осмотр рабочих колес, и в случае их износа они заменяются.

Для чего в системе управления канализационной насосной станции используются 4 датчика уровня?

Речь скорее всего идет о канализационной насосной станции с двумя фекальными насосами. Давайте рассмотрим работу датчиков уровня снизу вверх.

• Отвечает за отключение фекальных насосов в случае падения уровня жидкости ниже уровня установленных насосов, защита фекального насоса от работы в сухую.

• Включает фекальный насос на откачку.

• Подключает одновременно второй фекальный, так как происходит аварийный сброс, превышающий расчетную производительность фекального насоса.

• Переполнение накопительной емкости канализационной насосной станции, датчик включает аварийный сигнал в шкафу управления.

Какое давление воздуха нужно накачать в бак насосной станции?

В насосных станциях оснащенных гидробаком обычно используется давление воздуха между корпусом и мембранной равное 1,2 — 1,4 атмосферам. Чтобы проверить давление воздуха внутри насосной станции достаточно снять кожух с обычного ниппеля, установленного на корпусе баке, и в случае падения давления подкачать туда воздух при помощи обычного автомобильного насоса.

Как удлинить кабель для погружного скважинного насоса?

Погружные скважинные насосы поставляются с коротким кабелем выведенным из насоса, так как длина кабеля подбирается исходя из глубины скважины и отметки на которую будет погружен скважинный насос. Подключение водостойкого кабеля производят при помощи специальной термомуфты, состоящей из клейм и гидростойкой обмотки, которая после соединения концов кабеля от насоса при помощи клейм надевается сверху и заваривается тепловым феном, обеспечивая надежное и герметичное соединение.

Насос при включении страшно трещит, что делать?

Скорее всего в рабочую камеру насоса попал посторонний предмет, постарайтесь его извлечь. Также шум при включении насоса может быть связан с неисправностями ходовой части насоса (поломка рабочего колеса, смещение вала электродвигателя и т.п.) потребуется отсоединить насос и отправить его в сервисный центр для устранения неисправностей. В некоторых бытовых насосах и насосных станциях звуковой эффект служит для подачи сигнала тревоги при работе насоса в сухую, проверьте свободное поступление воды к всасывающему патрубку насоса.

Чем смазать подшипник у фекального насоса?

В современных моделях фекальных насосов используются подшипники не требующие смазки на весь период эксплуатации. Единственное, где используются смазочные материалы, это масляная камера для герметизации электродвигателя фекального насоса.

Как самостоятельно установить и настроить фекальный насос?

Обычно фекальные насосы устанавливаются внутри канализационного колодца при помощи специальной автосцепки, которая жестко крепиться к стенке колодца. К ней уже подводят напорный трубопровод, по которому и происходит откачка канализационных стоков, у ней же и крепятся направляющие, по которым фекальный насос как по рельсам можно поднимать и опускать для обслуживания. Более простой способ, это купить фекальный насос со встроенной подставкой. Для монтажа такого фекального насоса достаточно просто подключить в нему напорный коллектор и опустить на дно колодца. Обычно все фекальные насосы поставляются с системой автоматического управления канализационной насосной станцией, состоящей из шкафа управления и датчика уровня. После монтажа фекального насоса, необходимо зафиксировать в колодце поплавковый датчик уровня на необходимой глубине и при помощи специального разъема подсоединить фекальный насос к шкафу управления. Сложности в самостоятельной установке фекального насоса никакой нет, вся автоматика поставляется полностью готовой к эксплуатации, и не требующей дополнительных настроек.

Как отвести канализационные стоки из подвала?

Для откачки канализационных стоков из помещений расположенных ниже уровня канализационного коллектора применяются компактные канализационные насосные установки. Обычно такая канализационная насосная установка состоит из пластикового резервуара и встроенного в него фекального насоса, обеспечивающего измельчение и подачу под напором фекальных стоков в общий канализационный коллектор.

Что делать если затопило подвал?

Для откачки воды из подвала подойдет любой дренажный насос. Если у Вас есть приямок на полу подвала, то используйте для откачки воды дренажные насосы со встроенными поплавковыми датчиками уровня, а если приямка для насоса нет, тогда купите дренажный насос с сенсорным датчиком уровня. Помните, дренажный насос лишь временная мера, позволяющая откачать воду из подвала, после осушения подвала сделайте гидроизоляцию фундамента вашего дома, чтобы избежать повторных подтоплений подвала.

Почему насосная станция не всасывает воду из колодца?

Для того чтобы насосная станция всасывала воду из колодца необходимо, чтобы шланг опущенный в колодец и рабочая камера насосной станции были полностью заполнены водой. На всех насосных станциях сверху рабочей камеры, там где подключается всасывающий шланг или труба, находится винт, который служит для заполнения всасывающего трубопровода водой. Аккуратно отверните его и в отверстие заливайте воду пока она не будет изливаться наружу. Чтобы вода из насосной станции не уходила по всасывающему трубопроводу обратно в колодец, на конце трубопровода, опущенного в колодец, обязательно установите обратный клапан.

Как избавиться от вони из канализационной насосной станции?

Современные канализационные насосные станции и установки имеют полностью герметичные конструкции, которые исключают попадание неприятных запахов в окружающую среду. Вам следует заказать герметичную крышку для вашей канализационной насосной станции и позаботиться о маленьком вентиляционном отверстии (поступление воздуха в канализационную насосную станцию необходимо для нормальной работы фекальных насосов). После установки герметичной крышки на канализационную насосную станцию сделайте воздуховод из трубы маленького диаметра и отведите его к границе участка, где запах не будет никого раздражать.

Зачем нужен режущий механизм в фекальном насосе?

Режущий механизм или измельчитель используется в фекальных насосов для механического разрушения всех фракций попадающих в насос вместе с канализационными стоками. Обычно фекальные насосы с режущим механизмом используются в канализационных насосных станциях первого подъема, когда необходимо собрать канализационные стоки и подать их на большое расстояние в большой канализационный отстойник или канализационный коллектор. Обычно фекальные насосы с измельчителем создают большой напор и перекачивают канализационные стоки на сотни метров, а также способный продавливать канализационные коллекторы находящиеся под давлением. Еще одной важной особенностью фекальных насосов с режущим механизмом является применение в качестве напорного коллектора труб малого диаметра.

При включении автомата в шкафу управления насос не работает, что делать?

Нужно проверить подачу электропитания на насос. Если в шкафу управления насосом не горит световая индикация, то электрический ток не подается на шкаф управления, проверьте подключение шкафа управления насосом к электросети. Если в шкафу управления насосом горит световая индикация, а насос не работает, то скорее всего произошел обрыв кабеля между насосом и панелью управления или неисправно электрическое соединение термомуфты, при помощи которой обычно подключают насос. Также можно снять лицевую панель в шкафу управления и проверить соединение разъемов внутри, все разъемы должны быть жестко фиксированы.

Насос работает, но не качает воду, что делать?

Это может быть связано с завоздушиванием подающей магистрали к насосу, обычно происходит при неработающем обратном клапане для насосных станций и погружных скважинных насосов. Потребуется отсоединить насос и спустить воздух. Но скорее всего причина в падении уровня жидкости ниже насоса, особенно актуальная такая неисправность для погружных насосов. Потребуется опустить насос ниже уровня перекачиваемой жидкости. Также такое поведение насоса может быть связано с отсутствием подачи жидкости к насосу.

Мы планируем приобрести несколько шламовых насосов и понимаю, что эта служба считается тяжелой обязанностью. То, что руководящие принципы должны соблюдаться в отношении подбора насоса основан на хорошей износостойкостью?

Износ насоса зависит от конструкции насоса, абразивный характер суспензии, специфики применения или обязанность условиях, то, как насос, примененного или выбран для долга и реальных условий эксплуатации. Носите внутри насоса значительно варьируется в зависимости от скорости, концентрации и влияние угла частиц. Как правило, самые тяжелые в лице рабочего колеса печать площадь всасывания лайнер, а затем лопасти входе и выходе. Сумма износа корпуса и расположение также изменяются в зависимости от формы коллектора и в процентах от реальных условиях эксплуатации по сравнению с лучшими поток точка эффективности.

Только с текущего ремонта, во многих частях шламовых насосов износ может длиться годами. Услуг, таких, как транспорт высокой концентрации и очень абразивных или крупных твердых частиц, иногда может сократить срок часть на несколько месяцев. Большие насосы с более толстыми разделов, больше износ материала и медленнее скорость работы может улучшить жизнь во всех приложениях, хотя значительное связанное с этим увеличение себестоимости продукции не может быть оправдано в некоторых случаях.

Аналитические и численные модели доступны для изготовления качественных прогнозов износа. Их ограничения и изменчивости услуг суспензии таковы, что контактирующие прогноз срока службы компонентов до сих пор только хорошие оценки и не должны использоваться для гарантии. Эти оценки, как правило, на основе указанного рабочее состояние насоса и могут значительно варьироваться, если насос работает при существенно различных условиях. Использование такого анализа, стоимость жизненного цикла (LCC) оценки капитала, власть, износа и других расходов, связанных с насосом может быть использована для оценки оптимального баланса между различными конструкции насоса. Такой анализ в значительной степени теоретическим, однако, как одежда может быть непредсказуемой на действительную службу.

Ранжирование суспензии в свет (класс 1), средний (класс 2), тяжелые (класс 3) и очень тяжелый (класс 4) услуги, как показано на рисунке 12.3.4.2a, обеспечивает практический инструмент для подбора насоса и, в сочетании с таблицей 12. 3.5a, средства рекомендовать предельный главы насоса.

Линии границы между классом обслуживания районов графика приблизительно пределы постоянного ношения модифицированы для практическими соображениями и опытом. Соображения капитальные и эксплуатационные затраты таковы, что различные (более высокой удельной скорости) конструкции могут быть использованы для более легкого класса обслуживания.

Рейтинг суспензии службы показано на рисунке 12.3.4.2a основан на водных растворов диоксида кремния на основе твердых накачки (Ss = 2,65). Она также может быть использована в качестве руководства для минеральных растворов, если эквивалентный удельный вес в минеральной суспензии используется для определения класса обслуживания.

Дополнительная информация о шламовые насосы могут быть найдены в ANSI / HI 12.1-12.6, центробежные (центробежные) шламовые насосы для номенклатуры, определения, приложения и операции.

Помимо очевидных финансовых выгод, получаемых от экономии энергии, то какие другие важные экономические выгоды от насоса для оптимизации системы, которые влияют на общую стоимость владения?

При проведении оптимизации насоса системного анализа, необходимо выйти за рамки экономии энергии, чтобы захватить менее очевидными экономическими факторами, которые могут оказать положительное влияние на прибыль. Завод и стимулов корпоративных менеджеров, как правило, чтобы свести к минимуму первоначальные затраты в качестве средства для увеличения прибыли компании при рассмотрении инвестиций в основные фонды.

Лица, принимающие решения исторически были более настроены на инвестирование в проекты, которые переводят непосредственно к нижней линии, такие как расширение мощностей по сравнению с снижением спроса на энергоносители. Большинство проектов в области энергоэффективности имеют дополнительные экономические выгоды, которые остаются без должного внимания, в том числе следующие:

· Повышение производительности и качества продукции

· Высокая надежность и низкое обслуживание

· Лучшее соблюдение экологических норм

· Снижение побочных отходов

· Повышенная емкость и пропускную способность

· Улучшение безопасности труда

Какие типы соединений могут быть использованы на насосы, и каковы их функции?

Основная функция насоса муфты является обеспечение гибкого механического соединения между двумя в линию концах вала. По сути, муфты соединения двух частей вращающегося оборудования. Их функция заключается в передаче власти, позволяя той или иной степени движение смещения, ни конца.

Три основных типа муфты: механический, эластомерных и металлических. Механические типов элементов вообще получить их гибкости от сочетания свободно облегающие частей и качения или скольжения сопряженных деталей. Как правило, они требуют смазки, если только одна движущаяся часть выполнена из материала, который обеспечивает собственную смазку.

Типы эластомерных элементов получить их гибкости растяжения или сжатия материала. Металлические типов элементов получить их способность выдерживать смещение и расширение от изгиба тонких металлических дисков или диафрагмы.

Тип насоса муфты, которые должны быть использованы связан с властью требуется насос. Небольшой насос можно считать насос до 100 лошадиных сил. Так как эти насосы требуют относительно низкой мощности, они могут использовать соединения, где гибкого элемента могут быть легко проверены и заменены в случае необходимости.

Если есть связи в связи с недостаточностью с высоким крутящим моментом нагрузки или чрезмерное смещение элемент гибкого соединительного обычно заменяется. Однако, как правило, не в ущерб другим компонентам. Типы муфт для небольших насосов включают гибкую сетку, диск и эластомеров. В некоторых небольших конструкций связи передач, смазка не нужна, потому что гильза изготовлена ​​из нейлона или пластика.

Средняя мощность насосов использовать гибкие сетки передач, дисковые и эластомерных муфт. Эти соединения будут обладать хорошей долговечностью, с преждевременного выхода из строя происходит только тогда, когда неправильное применение или установка, отсутствие надлежащей смазки или чрезмерного смещения является одним из факторов. Эластичные соединения часто используется для приложений, в которых очень высокие пики циклического происходить, поскольку они снижают крутящие нагрузки на оборудование.

Высокой мощности насосов имеют важное значение для обеспечения непрерывной работы на большинстве объектов, и, следовательно, выбор и установка их соединения имеют решающее значение. Для высокой скоростью и высоким крутящим моментом, высокой производительности передачи, диск или мембранных муфт часто, указанные пользователем.

Муфты высокотехнологичных проектов, которые производятся и сбалансированы специально для приложений. Многие из этих соединений используются специальные сплавы и крепеж.

При покупке нового центробежные насосы, какой тип приемо-сдаточных испытаний рекомендуется?

Покупатели центробежные насосы следует указать приемо-сдаточных испытаний, которая будет проверять скорость течения, руководитель производства и необходимую мощность. Расходы, связанные с приемо-сдаточных испытаний и специальных испытаний должны быть четко прописаны в договоре. Задание более жесткие допуски принятие может привести к повышению тестирования расходы и повысить сроки. Когда NPSH тестирования указано, тест расходы будут выше, так как испытания насоса должен пройти другой, более трудоемкий тест, часто выступал с различными тест установка требует дополнительного монтажа и слез вниз время.

Для снижение толерантности пропускной способностью, более жесткие допуски изготовления требуется, что значительно увеличивает стоимость и увеличивает срок поставки. Песчано-литой формы являются самыми дорогими, но в наибольшей степени толерантности. Методы Литье обеспечит превосходное качество поверхности и наиболее последовательных измерений.

Формовочного оборудования затраты на литье может быть в два-четыре раза больше, чем литья песка. Высокий объем производства необходимо, чтобы оправдать дополнительные затраты на это оборудование. Много часов ручного труда может потребоваться для получения отливок песка в сжатые, повторяемые допусков.

Обработка частей меньшими допусками может увеличить затраты на рабочую силу на 50 процентов и увеличить время для изготовления части до необходимого допуска. Уменьшение допуска к росту издержек из-за необходимости дополнительного ухода в процессе производства и потенциал увеличения скорости лома. Рабочее колесо, возможно, потребуется ручной работы для получения требуемой производительности. Рабочие колеса должны быть аксиально позиционируется для оптимального согласования с корпусом для создания требуемого напора и высокой эффективностью.

Следует использовать в качестве ориентира. Для обычно изготавливаются насосы, пользователи могут рассматривать сертификат соответствия, а не фактического тестирования.

Что такое характеристики насоса?

Создание кривой насоса требуется измерение скорости потока, головы и власти. На основе этой информации, КПД насоса может быть вычислена. КПД насоса кривой, как правило, связана с властью входного вала. Опубликованные эффективность гидравлической мощности производства насосов, деленная на механическую мощность на валу насоса. Эффективность опубликованы только то, что в насосе. С точки зрения тестирования, наиболее точный способ получить власть данных путем прямого измерения крутящего момента и оборотов вала. Это делается с помощью преобразователя крутящего момента и тахометр. Эти значения используются при расчете мощности к насосу.

Менее точный метод, но он может быть указано, является строкой тест с использованием полной сборки двигателя, насоса и привода (например, коробка передач, ременным приводом и т.д.). Точность этого теста будет ниже, чем когда насос только тестируется. В этом случае мощность измеряется мощность двигателя. Мощность на валу насоса рассчитывается по опубликованным двигателя и привода эффективности. Так как эти эффективность точно не известны, этот метод является менее точным.

Когда VFD используется как часть строки, то становится трудно получить точное значение входной мощности на валу насоса. Ваттметра не может точно измерить мощность от VFD на двигатель из-за несинусоидального сигнала ПЧ. Ваттметр может измерять мощность в ПФО. Однако, когда потребляемая мощность в ПФО измеряется эффективность VFD должны быть известны для расчета ПЧ мощности двигателя. Эта информация может быть доступна, но это добавляет еще один уровень ошибку, так как КПД двигателя будет изменяться в зависимости от несинусоидального сигнала на выходной мощностью от ПФО. (Хотя многие VFD, обеспечивают измерение выходной мощности, значение этого измерения является лишь приблизительным и не достаточно точны для приемо-сдаточных испытаний. Это чтение не считает снижение КПД двигателя при работе на VFD власти.)

Строка тест с VFD может потребоваться, если заказчик указывает, что VFD быть использован для строк теста. Он также может быть необходимо, когда клиент хочет иметь кривые в ряде скорости. В обоих случаях предлагаемые процедуры проведения одного теста без VFD, запуск двигателя непосредственно через линию. Это позволяет полностью головы создания кривой эффективности будет производиться при номинальной скорости. VFD может быть подключен к двигателю, и голова кривые мощности могут быть произведены в необходимых скоростях без каких-либо измерений мощности.

Влияние факторов для расчета КПД насоса для различных конфигураций. Содержит факторы, необходимые для расчета КПД насоса для различных конфигураций. Строка тест не может измерить эффективность двигателя насоса. В этом случае, насос должны быть проверены отдельно, если точные измерения вала отбора мощности не требуется. Кривые насос производителя зачастую только обеспечить конечному пользователю необходимую мощность на валу насоса. Дальнейшее исследование может показать, что эта информация предоставлена ​​с насосом быть опечатаны упаковки, а не механическое уплотнение, которое может поглотить дополнительную мощность. С точки зрения потребления энергии, эти данные не предоставляют пользователю реальную стоимость для работы насоса.

Провод-вода кривые эффективности и энергопотребления являются более полезными, но редко просили. Провод-вода производительность может быть измерена со всеми конфигурациями на рисунке 2, поставив ваттметра на входе в двигатель или VFD. Эти данные позволят конечному пользователю знать истинную потребляемая мощность насоса системы и оценить истинную стоимость эксплуатации.

Некоторые приложения включают раствор пены в жидкости, которая влияет на производительность насоса. Что нужно сделать при выборе центробежные насосы для таких приложений?

Пена представляет собой пористый средний жидкость (суспензия), которая встречается в природе или созданы с определенной целью. Природные появление может быть связано с характером переработки руды в добывающей промышленности, создания общей неприятностью во многих случаях.

Пена создается для разделения минералов, плавающие продукт из отходов, и наоборот. Он создан на аэрацию суспензии через нагнетания воздуха во время агитации с добавлением полимеров увеличить поверхностное натяжение. Это создает пузырьки которого продукт или отходы придерживается, который позволяет для разделения и сбора востребованных минеральные для дальнейшей переработки.

Передача пены с центробежных шламовых насосов является специальное приложение цели, часто встречающихся в желоба флотационных схем. Очень большая часть воздуха в пене обрабатывается нарушает нормальные отношения, которые используются для прогнозирования накачки производительность и требует уникального подхода при выборе и применении насосов для этой услуги.

В зависимости от процесса, типа суспензии или пенообразователей используются, определенное количество воздуха или газа будут отделяться от пены и может привести к проблемам с производительностью насоса. Изменения в работе из-за этого воздух или газ может быть определена количественно на основе различных факторов, таких как насос геометрии, определенной скорости и давления всасывания.

Тем не менее, определение с достаточной степенью точности, что количество свободного воздуха или газа будут отделяться от пены на входе рабочего колеса практически невозможно. Эта проблема требует выбора насоса, который может успешно справиться с пеной приложения.

Обычный подход к негабаритных насос для приложения с помощью «пены фактор». Пена фактором является множителем, что повышает производительность процесса проектирования, чтобы обеспечить увеличение объема проходящего вызвано газа в пену.

Пена фактор, как правило, указанный покупателем насоса и на основе предыдущего опыта завода. Факторы, как правило, в диапазоне от 1,5 до 4, но может быть выше, чем 8. Многие факторы влияют на размер пены фактор. Они могут включать вязкость жидкости, размер помола минеральных и химии, используемые в этом процессе. Тип насоса выбран также будет иметь влияние на пену фактор используется, и насос производитель должен провести консультации для определения размеров рекомендации. Некоторые типичные вертикальный насос пена факторов общих процессов приведены в таблице 12.3.3. Это лишь приблизительные значения. Самый надежный факторов будет исходить от конечных пользователей.

ANSI / HI 12.1-12.6 центробежные (центробежные) шламовых насосов, раздел 12.3.3 включает в себя дополнительную информацию о пене насосных которые будут отвечать и другие вопросы. Новая редакция этого стандарта, как ожидается, будет выпущен этим летом.

Есть ли стандартная процедура для измерения бортового звука, излучаемого из промышленных насосов?

Да. ANSI / HI 9.1-9.5 Общие рекомендации для насосов включает в себя раздел 9.4: Измерение воздушно-десантной звук. Целью настоящего стандарта является обеспечение единых процедур испытания для измерения в воздухе звук от насосного оборудования.

Настоящий стандарт распространяется на центробежные, роторные и поршневые насосы и насосное оборудование. Это указывает на приемлемых и целесообразных условий эксплуатации и процедуры для использования неспециалистами, а также акустических инженеров.

Настоящий стандарт не распространяется на вертикальные насосы погруженные мокрой яме. В этом стандарте, уровень звукового давления 20 мкПа (0,0002 μbar) используется в качестве ссылки.

Какой уровень шума насоса и какие параметры должны быть рассмотрены при выборе насоса или насосной станции?

Начнем с того, что выясним, отчего возникает шум. Причин несколько:

1.Имеющийся дисбаланс вращающихся частей насоса и электродвигателя.

2.Кавитация (схлопывания воздушных пузырьков в воде).

3.Гидроудары.

4.Движение воды по трубопроводам.

Как видим, уровень шума напрямую зависит от совершенства конструкции как самого скважинного насоса или насосной станции, так и от других элементов водоснабжения. Как правило, уровень шума от работающего насоса или насосной станции достигает 60 — 90 дБ, а иногда и более. Даже в таких совершенных насосах, как Grundfos SQ или SQE, а также насосных станциях Grundfos MQ уровень шума достигает 55 дБ. В итальянских насосных станциях Uni-Jet уже 70 дБ, а в отечественной технике эти показатели подбираются к отметке 80-90 дБ. И это притом, что согласно санитарным нормам, максимальный уровень шума не должен превышать 30 дБ!

Какие факторы вызывают вибрации насоса, и как причину вибраций можно определить?

Факторами, влияющими на колебания, являются:

Механические — дисбаланс вращающихся частей

Механические — дисбаланс с абразивными жидкостями

Насос и двигатель, собственная частота и резонанс

Разные механические проблемы

Гидравлические нарушения

Гидравлические — резонанс в трубопроводе

Что такое дожимные насосы для котлов и для чего эти насосы?

Служат для котельной для бесперебойного обеспечения оптимального напора сырой воды непосредственно перед химической водоочисткой и для подачи химически очищенной воды в емкость с горячей водой (бак горячей воды), а также — в деаэратор.

Этот насос способствует поддержанию необходимого уровня жидкости в баке горячей воды. Выбирать его нужно тоже с учетом реальных условий, в которых он должен работать. Способность перекачивания определенного объема жидкости за единицу времени — один из основных критериев.

Для чего применяется герметизация подшипников и как она устроена?

Важное условие надежной работы подшипников — обоснованный выбор уплотнений, которые защищают полость подшипника от проникновения в нее из окружающей среды пыли, влаги, абразивных частиц и препятствуют вытеканию смазочного материала. Конструкция выбранного уплотнения зависит от вида смазочного материала, условий и режима работы узла подшипника, а также степени его герметичности.

По принципу действия уплотнения разделяют на контактные, в которых герметизация осуществляется за счет плотного прилегания уплотняющих элементов к подвижной поверхности вала; бесконтактные — герметизация в которых осуществляется за счет малых зазоров сопряженных элементов; комбинированные, состоящие из комбинации контактных и бесконтактных уплотнений.

Основными типами контактных уплотнений являются сальниковые и манжетные.

Зачем контролировать давление в центробежных насосах?

Неполадки в центробежных насосах возникают в результате несоблюдения условий входа жидкости в насос. Если в отдельных областях насоса давление понизится до давления насыщенных паров, то в этих областях начнется вскипание жидкости с образованием в канале воздушных карманов, нарушающих плавность потока.

Это явление называется кавитацией, которая может возникнуть как в стационарной, так и в движущейся части насоса.

Кавитация сопровождается сильным шумом, треском, вибрацией насоса, вызывает разрушение металла, понижает напор, производительность и КПД насоса. Кроме механического разрушения металла, кавитация вызывает его коррозию. Особенно быстро разрушается чугун. Разрушаются и более стойкие металлы — бронза, нержавеющая сталь. Поэтому в работе насоса нельзя допускать кавитацию, а высота всасывания должна быть такой, при которой возникновение кавитации невозможно.

При эксплуатации центробежных насосов кавитация может возникнуть при понижении уровня жидкости во всасывающем резервуаре ниже расчетного, повышении температуры перекачиваемой жидкости, неправильной установке и неправильном монтаже насоса. С целью уменьшения потерь во всасывающем трубопроводе уменьшают, по возможности, его длину, делают его более прямым, устанавливают минимальное количество арматуры, избегают воздушных мешков.

Что такое сбалансированное механическое уплотнение и где оно используется?

Механическое уплотнение — это уплотнительное устройство, которое образует вращающееся уплотнение между подвижной и неподвижной частями. Они были разработаны для устранения недостатков сальниковой набивки. Утечка может быть снижена до уровня соблюдения экологических стандартов государственных

регулирующих органов и затраты на техническое обслуживание и ремонт также могут быть снижены.

Преимущества механического уплотнения по сравнению с обычной сальниковой набивкой:

1. Отсутствие или ограниченная утечка продукта (отвечает нормированию состава автотранспортных выбросов).

2. Уменьшение трения и потери мощности.

3. Элимирование вала или втулки износа.

4. Сокращение расходов на обслуживание.

5. Возможность использования при более высоких давлениях и более агрессивных средах.

6. Широкое разнообразие конструкций позволяет использовать механические уплотнения почти во всех насосах.

Сбалансированное механическое уплотнение включает в себя простое изменение конструкции, которое снижает гидравлические силы, пытающиеся закрыть торцевое уплотнение. Сбалансированные уплотнения имеют более высокий предел давления, низкую нагрузку на уплотнительные поверхности и выделяют меньше тепла. Это делает их наиболее подходящими при перекачивании жидкостей с низкой смазывающей способностью и высоким давлением насыщенных паров, таких как лёгкие углеводороды.

Какие требования предъявляются для всасывающих трубопроводов центробежного насоса?

Всасывающий трубопровод является одним из ответственных элементов насосной станции. К нему предъявляются следующие требования: он должен быть герметичным, возможно меньшей длины с наименьшим числом фасонных частей (колен, отводов, тройников, переходов и др.), не должен иметь мест для образования воздушных мешков. Герметичность всасывающего трубопровода достигается путем тщательного соединения труб и фасонных частей, устанавливаемых на трубопроводе. Материалом для всасывающего трубопровода могут служить стальные, а иногда и чугунные трубы. Деревянные, асбестоцементные и железобетонные трубы не обеспечивают полной герметичности, поэтому их применение не допускается.

Стальные трубы могут быть соединены при помощи сварки или фланцевого соединения. Сварка обеспечивает достаточную герметичность трубопровода. Применение фланцевого соединения возможно при условии, если всасывающий трубопровод не засыпается землей. Трубы, уложенные в землю, должны быть покрыты антикоррозийными материалами. В лессах и других просадочных грунтах трубы следует укладывать без засыпки. Только после окончания просадок траншею можно засыпать.

Смонтированный всасывающий трубопровод должен иметь постепенный подъем к насосу (уклон не менее 0,005), чтобы воздух, попавший во всасывающие трубы, мог свободно двигаться с водой к насосу. С целью уменьшения потерь напора всасывающий трубопровод должен быть возможно меньшей длины, не иметь резких поворотов, расширений, сужений и лишних фасонных частей.

Для обеспечения правильной работы всасывающего трубопровода необходимо избегать образования воздушных мешков. Эти мешки могут возникать в повышенных местах и резких поворотах трубопровода.

На всасывающих трубопроводах могут быть установлены всасывающие или приемные клапаны, всасывающие воронки, сетки, задвижки, колена, тройники и переходы.

Как рассчитать давление гидравлического удара и избежать его?

В зависимости от времени распространения ударной волны и времени перекрытия задвижки (или другой запорной арматуры) t, в результате которого возник гидроудар, можно выделить 2 вида ударов:

Полный (прямой) гидравлический удар, если t <

Неполный (непрямой) гидравлический удар, если t >

Прямой гидравлический удар бывает тогда когда время закрытия задвижки t3 меньше фазы удара T, определяемой по формуле:

Здесь — длина трубопровода от места удара до сечения, в котором поддерживается постоянное давление, — скорость распространения ударной волны в трубопроводе, определяется по формуле Н.Е. Жуковского, м/с:

де E — модуль объемной упругости жидкости,

ρ— плотность жидкости,

— скорость распространения звука в жидкости,

Etr — модуль упругости материала стенок трубы,

D — диаметр трубы,

h — толщина стенок трубы.

Для воды отношение зависит от материала труб и может быть принято: для стальных — 0,01; чугунных — 0,02; ж/б — 0,1-0,14; асбестоцементных — 0,11; полиэтиленовых — 1-1,45

Коэффициент k для тонкостенных трубопроводов применяется (стальные, чугунные, а/ц, полиэтиленовые) равным 1. Для ж/б

коэффициент армирования кольцевой арматурой (f — площадь сечения кольцевой арматуры на 1м длины стенки трубы). Обычно . Повышение давления при прямом гидравлическом ударе определяется по формуле:

где Vo — скорость движения воды в трубопроводе до закрытия задвижки.

Если время закрытия задвижки больше фазы удара (tз>Т), такой удар называется непрямым. В этом случае дополнительное давление может быть определено по формуле:

Результат действия удара выражают также величиной повышения напора H, которая равна:

при прямом ударе

при непрямом ударе

Способы предотвращения возникновения гидравлических ударов:

• Исходя из формулы Жуковского (определяющей увеличение давления при гидроударе) и величин, от которых зависит скорость распространения ударной волны, для ослабления силы этого явления или его полного предотвращения можно уменьшить скорость движения жидкости в трубопроводе, увеличив его диаметр.

• Для ослабления силы этого явления следует увеличивать время закрытия затвора

• Установка демпфирующих устройств

Как далеко от поверхности воды должен быть установлен насос в колодце?

Насос в колодце устанавливают на такой глубине, чтобы нижний край насоса находился от дна вверх на 25 — 30 см, такое расстояние необходимо чтобы насос при заборе воды не захватывал также песок со дна колодца.

Как влияет растворенный в жидкости газ на производительность центробежных насосов?

Растворенные в жидкости газы могут спровоцировать появление кавитации. Кавитация в центробежных насосах является гидродинамическим явлением и зависит от гидродинамических качеств рабочих органов машины и физических свойств жидкости. Кавитация в насосах обычно начинается при падении давления до значения, равного или меньшего давления упругости насыщенного пара и сопровождается нарушением сплошности потока с образованием полостей, насыщенных паром и растворенными в жидкости газами.

Явление кавитации в насосах сопровождается вскипанием жидкости и является термодинамическим процессом, определяемым свойствами жидкости: давлением, температурой, скрытой теплотой парообразования, теплоемкостью.

Последствия кавитации в насосах сопровождается признаками, отрицательно сказывающимися на работе насоса.

Шум и вибрация возникают при разрушении кавитационных пузырьков в зоне повышенного давления. Уровень шума зависит от размеров насоса. Кавитационный шум проявляется в виде характерного потрескивания в зоне выхода в рабочее колесо.

Снижение параметров насоса при наличии развитой кавитации по-разному сказывается для насосов с разными коэффициентами быстроходности и зависит от значения и влияния кавитационной зоны. При низкой быстроходности параметры снижаются резко. Для насосов с высоким коэффициентом быстроходности характерно постепенное снижение параметров. Если кавитационная зона занимает все сечение канала, то происходит срыв (прекращение) подачи насоса.

Кавитационное разрушение материалов (питтинг) происходит при длительной работе насоса в условиях кавитации в местах захлопывания пузырьков. Питтинг имеет место как при начальной, так и при развитой кавитации.

Что такое балансировка ротора насоса, и для чего ее производят?

Вал с посаженными на него деталями носит название ротора насоса. Роторы центробежных насосов балансируют, причем у мелких насосов производится статическая балансировка, а у крупных — статическая и динамическая.

В процессе круглосуточной эксплуатации происходит непрерывное изнашивание основных узлов центробежных насосов (валов, подшипников, сальников и торцовых уплотнений), увеличивается осевой разбег роторов, нарушается балансировка, изнашиваются соединительные элементы полумуфт.

Балансировке должны подвергаться все вращающиеся детали или узлы, неуравновешенность которых может вызвать нарушения в работе механизмов, вибрацию их, преждевременный износ и т. п. Статическая балансировка применяется для уравновешивания тел вращения с большим отношением диаметра к ширине — нешироких шкивов, зубчатых колес, отдельных дисков центробежных насосов и турбомашин и т. п Статическая балансировка длинных тел вращения (широких шкивов барабанов центрифуг, роторов электромашин, роторов многоколесные центробежных насосов и турбомашин, валов и т. п.) не дает удовлетворительных результатов, и для таких деталей необходима динамическая балансировка.

Что такое эффективность насосной системы и как ее повысить?

Насос всегда работает в системе, поэтому основным методом повышения энергоэффективности насосов является оптимизация всей системы на основе качественного обследования.

Насосное оборудование — наиболее энергопотребляющее из используемых в экономике.

Финский научно-исследовательский центр провел обследование 1690 насосов на 20 предприятиях Финляндии, результаты которого показали, что средний КПД насосов составил в среднем 40%, при этом 10% насосов работали с КПД ниже 10%!

Основными причинами неэффективного использования насосного оборудования были признаны: переразмеривание (выбор насосов с большей подачей и напором) и регулирование режимов работы насосов при помощи задвижек.

Мировой опыт основной причиной определяет неверный подбор насосов под требования системы. Так, по данным пяти ведущих компаний-производителей насосного оборудования США, более 60% проданных насосов эксплуатируются вне рабочего диапазона, и в 95% случаев в этом виноваты потребители, которые предоставили неверные исходные данные.

Основные причины работы насосного оборудования не в оптимальном режиме:

1. Проектировщики закладывают насосное оборудование с запасом, на случай непредвиденных обстоятельств или перспектив развития, что приводит впоследствии при эксплуатации к снижению напора, дросселированию и потере эффективности.

2. Изменение параметров гидравлической сети со временем (коррозия труб, замена трубопроводов и т. п.).

3. Износ арматуры, износ насосов.

4. Изменение водопотребления в связи с ростом или сокращением численности населения (перестают существовать предприятия, устанавливаются счетчики, и спроектированные в советские времена системы не соответствуют новой реальности).

5. Замена и установка новых элементов в системе с другими гидравлическими характеристиками.

6. Регулирование режимов работы насосов.

Методы снижения энергопотребления в насосных системах:

→ замена насосов на более эффективные — 2%;

→ замена электродвигателей — 1–3%;

→ подрезка рабочего колеса — до 20%, в среднем 10%;

→ каскадное регулирование при параллельной установке насосов — до 10–30%;

→ использование дополнительных резервуаров для работы во время пиковых нагрузок — 10–20%;

→ простое снижение частоты вращения насосов при неизменных параметрах сети — до 40%;

→ замена регулирования подачи задвижкой на регулирование частотным преобразователем позволяет снизить до 60% энергопотребления;

Мы хотим проверить технические характеристики насоса. Как это можно сделать?

Основной характеристикой считается зависимость подачи насоса от его напора, так называемую Q-H характеристику. Расход мощности и КПД являются уже следствием работы насоса по созданию подачи Q и напора H, которые и являются целью приобретения насоса.

Характеристика каждого насоса определяется только путем его испытания. Аналитические способы построения характеристик очень сложны и не дают достаточно надежных результатов.

Технические характеристики насоса получают при проведении испытаний.

При испытании насоса жидкость совершает замкнутый цикл. Забираемая насосом из резервуара, жидкость подается в напорную сеть, состоящую из участка трубопровода с расходомером и дроссельной задвижкой, а потом снова возвращается в резервуар.

При этом вся энергия, получаемая жидкостью в насосе, поглощается преимущественно в дроссельной задвижке. Закрывая и открывая задвижку, можно изменять подачу насоса с нуля от нуля до некоторого максимального значения. Число оборотов насоса в течение одного опыта сохраняется постоянным.

При разных открытиях дроссельной задвижки производят замеры: подачи, напора, давления нагнетания, давления всасывания, температуры жидкости и мощности, потребляемой насосом.

Как обеспечивается износостойкость шламового насоса?

Существует несколько вариантов для выбора защиты шламовых насосов от износа:

• Рабочее колесо и корпус из твердого металла с различными сплавами белого чугуна и стали.

• Рабочее колесо из эластомеров и корпус, защищенный эластомерными футеровками. Эластомерами являются обычно каучуки различного качества или полиуретан.

• Сочетание рабочего колеса из твердого металла и корпусов, футерованных эластомером.

Выбор материала износостойких частей — это баланс между стойкостью к износу и стоимостью изнашиваемых частей.

Существуют две стратегии в отношении защиты от износа:

1. Износостойкий материал должен быть достаточно твердым, чтобы выдерживать режущее действие ударяющих частиц!

2. Износостойкий материал должен быть эластичным и способнымгасить удары и отталкивать частицы!

Выбор износостойких частей обычно основывается на следующих параметрах:

• Размер твердой частицы (удельный вес твердых частиц, форма и твердость)

• Температура пульпы

• pH и химикаты

• Частота вращения рабочего колеса

Основными износостойкими материалами в шламовых насосах являются твердый металл и мягкие эластомеры.

Керамические материалы представлены как вариант для некоторых типов насосов.

Каковы требования к насосам для котлов, которые будут использоваться в котельных?

Питание котлов может быть групповым с общим для подключенных котлов питательным трубопроводом или индивидуальным — только для одного котла.

Включение котлов в одну группу по питанию допускается при условии, что разница рабочих давлений в разных котлах не превышает 15%.

Питательные насосы, присоединяемые к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу насосов.

Для питания котлов водой допускается применение:

а) центробежных и поршневых насосов с электрическим приводом;

б) центробежных и поршневых насосов с паровым приводом;

в) паровых инжекторов;

г) насосов с ручным приводом;

д) водопроводной сети.

Использование водопровода допускается только в качестве резервного источника питания котлов при условии, что минимальное давление воды в водопроводе перед регулирующим органом питания котла превышает расчетное или разрешенное давление в котле не менее чем на 0,15 МПа (1,5 кгс/см2).

Пароструйный инжектор приравнивается к насосу с паровым приводом.

На корпусе каждого питательного насоса или инжектора должна быть прикреплена табличка, в которой указываются следующие данные:

а) наименование организации-изготовителя или ее товарный знак;

б) заводской номер;

в) номинальная подача при номинальной температуре воды;

г) число оборотов в минуту для центробежных насосов или число ходов в минуту для поршневых насосов;

д) номинальная температура воды перед насосом;

е) максимальный напор при номинальной подаче.

После каждого капитального ремонта насоса должно быть проведено его испытание для определения подачи и напора. Результаты испытаний должны быть оформлены актом.

Напор, создаваемый насосом, должен обеспечивать питание котла водой при рабочем давлении за котлом с учетом гидростатической высоты и потерь давления в тракте котла, регулирующем устройстве и в тракте питательной воды.

Характеристика насоса должна также обеспечивать отсутствие перерывов в питании котла при срабатывании предохранительных клапанов с учетом наибольшего повышения давления при их полном открытии.

При групповом питании котлов напор насоса должен выбираться с учетом указанных выше требований, а также исходя из условия обеспечения питания котла с наибольшим рабочим давлением или с наибольшей потерей напора в питательном трубопроводе.

Подача питательных устройств должна определяться по номинальной паропроизводительности котлов с учетом расхода воды на непрерывную или периодическую продувку, на пароохлаждение, на редукционно-охладительные и охладительные устройства и на возможность потери воды или пара.

Тип, характеристика, количество и схема включения питательных устройств должны выбираться специализированной организацией по проектированию котельных в целях обеспечения надежной и безопасной эксплуатации котла на всех режимах, включая аварийные остановки. Допускается работа котлов паропроизводительностью не более 1 т/ч с одним питательным насосом с электроприводом, если котлы снабжены автоматикой безопасности, исключающей возможность понижения уровня воды и повышения давления сверх допустимого.

На питательном трубопроводе между запорным органом и поршневым насосом, у которого нет предохранительного клапана и создаваемый напор превышает расчетное давление трубопровода, должен быть установлен предохранительный клапан.

Для перекачки суспензии мы заметили, что центробежные насосы, ограничены в своей производительности. Есть ли поршневые насосы, используемые для перекачки суспензии?

Центробежные насосы лучше приспособлены для перекачки суспензий и загрязненных жидкостей. В таких насосах допускаются большие зазоры и отсутствуют клапаны, в результате чего эти насосы менее подвержены износу от действия взвешенных частиц.

Какой самый эффективный способ снизить потребление энергии в существующих установках центробежного насоса?

Применение частотно-регулируемых приводов и ликвидации задвижки для управления потоком, как правило, наиболее эффективные способы уменьшить потребление энергии насосом. Даже тогда, когда задвижки широко открыты, это обычно приводит к значительному перерасходу электроэнергии.

Преобразователи частоты позволяют регулировать скорость вращения насоса, чтобы соответствовать напору, необходимому системе. Это снижение скорости сопровождается снижением мощности, которая способствует сокращению потребления электроэнергии.

Что такое атмосферное давление для насоса?

Это сила, которая оказывает давление на единицу площади весом атмосферного давления. На уровне моря и при температуре 15С стандартное атмосферное давление 14.7 p.s.i. или 750 мм ртутного столба или 1013 м бар.

Что такое манометрическое давление насоса?

Если брать атмосферное давление за отправную точку, манометрическое давление считается путем деления единицы силы на единицу площади, вызываемую жидкостью (-750 Нg).

Что такое абсолютное давление насоса?

Это общее давление, измеряемое путем деления единицы площади на единицу площади, вызываемой жидкостью. Оно равно сумме атмосферного и манометрического давления.

Что такое вакуумметрическое, или давление всасывания насоса?

Существуют общепринятые условия для определения давления внутри насоса, которое ниже атмосферного давления. Такое давление обычно измеряется путем вычитания из значения атмосферного давления значения измеряемого давления в насосе.

Что такое давление на выходе насоса или давление нагнетания насоса?

Это среднее давление на выходе насоса в ходе работы.

Что такое давление на входе насоса?

Это среднее давление, измеряемое около входного отверстия насоса в ходе его работы.

Что такое перепад давления в насосе?

Это разница в абсолютном давлении на входе и выходе насоса в ходе его работы.

Что такое плотность жидкости?

Плотность жидкости — это ее вес на единицу объема, часто выражается в фунтах на кубический фут или граммах на кубический сантиметр. (Плотность жидкости меняется с изменением температуры).

Что такое давление насыщенного пара?

Давление насыщенного пара жидкости равно абсолютному давлению (при определенной температуре), при котором жидкость превращается в пар. У каждого типа жидкости свое давление насыщенного пара. При этом учитывается температура.

Что такое коэффициент вязкости жидкости для насоса?

Коэффициент вязкости жидкости — это единица связанная с ее способностью выдерживать поперечную силу. Веществам с высоким коэффициентом вязкости требуется большая поперечная сила для сдвигания жидкостей, чем веществам с меньшим коэффициентом вязкости.

САНТИПУАЗ (cPo) наиболее удобная единица измерения коэффициента вязкости. Узнать абсолютную вязкость можно таким прибором, как вискозиметр. Им измеряется сила, необходимая для вращения микрометрического винта/ валика/ оси.

Другие единицы измерения вязкости, такие, как сантистокс (cs) Salbolt Second Universal (SSU) — единицы измерения кинематической вязкости, при которой определенная сила тяжести жидкости влияет на измеряемую вязкость. Кинематические вискозиметры обычно измеряют силу тяжести жидкости, стекающей по калиброванной трубке, учитывается время течения потока.

К сожалению, вязкость не является постоянным, фиксированным свойством жидкости. Эта характеристика, изменяющаяся в зависимости от плотности жидкости и типа насоса.

В работе насоса естественным считается снижение вязкости при увеличении температуры.

Что такое эффективная вязкость для насоса?

Эффективная вязкость — это наблюдение за поведением вязких жидкостей при влиянии поперечных сил. Существует несколько видов поведения вязких жидкостей:

Ньютоновая жидкость: вязкость остается постоянной при изменении скорости течения или атмосферного давления.

Ньютоновые жидкости это вода, минеральные масла, сиропы, углеводород, смолы.

Тиксотропные жидкости: вязкость уменьшается при увеличении скорости течения потока или изменения атмосферного давления.

Тиксотропными жидкостями являются мыло, асфальтовый битум, растительные масла, клей, чернильные пасты, смолы, лаки, и некоторые суспензии.

Что такое NPSH насоса?

Общепринятый термин, используемый для описания необходимого состояния на входе насоса в насос с принудительной подачей жидкости (несамовсасывающем).

Имеем NPSH=(P+ha*d) —tv-J

P: абсолютное давление в жидкости

ha: высота столба жидкости на входе насоса

ha < 0 если площадь, занимаемая жидкостью, ниже входного отверстия насоса

ha > 0 если площадь, занимаемая жидкостью, выше отверстия насоса

d: плотность жидкости

J: потери во входной системе

tv: давление насыщенного пара

Что такое необходимое NPSH для насоса?

Необходимое NPSH — это характеристика насоса, которая показывает, какое давление столба жидкости необходимо на входе, чтобы обеспечить работающий насос. Показатель варьируется в зависимости от изменения скорости работы насоса и вязкости жидкости. Для удовлетворительной работы при ряде условий необходимо чтобы существующее значение NPSH было больше или равно NPSH необходимого.Когда внутри насоса абсолютное давление жидкости становится ниже давления насыщенного пара, жидкость начнет превращаться в пар, так называемое явление кавитации. В насосе объемного действия кавитация происходит, когда скорость жидкости недостаточна для заполнения полости насоса.

Что такое кавитация насоса?

Результат неэффективной работы насоса, который может привести к выходу насоса из строя, сопровождается характерным шумом.

Чтобы избежать кавитации и гарантировать, что NPSH существующее выше NPSH необходимого, нужно принять следующие меры по обеспечению подачи жидкости в насос:

— снизить скорость работы насоса (снизить скорость потока)

— увеличить размер диаметр входного отверстия

— уменьшить длину входного трубопровода. Изменить количество фитингов

— увеличить размер насоса для данного потока, это снижает требуемый N.P.S.H.

Принятые меры, с учетом условий работы насоса, обеспечат подачу жидкости к насосу и его заполнение, предотвращая кавитацию.

Что такое гидростатический напор насоса?

Гидравлическое давление в том месте, где жидкость неподвижна.

Что такое фрикционный напор насоса?

Потери давления или энергии из-за потерь при трении веществ.

Что такое асинхронный электродвигатель насоса?

Обороты ротора зависят от нагрузки и не совпадают с частотой вращения магнитного поля статора. В результате обеспечивается, например, плавный пуск электродвигателя насоса.

Что такое вал насоса?

Вал насоса — деталь, передающая крутящий момент и поддерживающая вращение других деталей. В случае насоса это металлический цилиндр, на котором крепятся рабочие колеса насоса.

Что такое высота всасывания насоса?

Высота всасывания — разность высот между местом установки насоса и точкой водозабора.

Что такое гидроаккумулятор (мембранный или накопительный бак)?

Гидроаккумулятор (мембранный или накопительный бак) — герметичная емкость, перегороженная внутри специальной резиновой или каучуковой мембраной. В одной, отделенной таким способом части этого устройства находится воздух под определенным давлением, а другая в процессе работы насоса заполняется водой.

Что такое крыльчатка насоса?

Крыльчатка насоса — совокупность лопастей, расположенных по окружности рабочего колеса и представляющих собой пластины, изогнутые в противоположном водотоку направлении.

Что такое многоступенчатая система всасывания насоса?

Многоступенчатая система всасывания насоса — последовательное использование нескольких рабочих колес внутри насоса.

Что такое напор насоса?

Напор насоса — высота, на которую насос способен доставить перекачиваемую жидкость.

Для чего нужен обратный клапан в насосе?

Обратный клапан — клапан, предотвращающий отток воды из всасывающей магистрали (шланга, трубы и т.п.).

Что такое патрубок насоса?

Патрубок насоса — короткая труба на корпусе насоса, предназначенная для ввода или вывода перекачиваемой жидкости.

Что такое ротор насоса?

Ротор насоса — вращающаяся деталь, в данном случае электродвигателя насоса, расположенная внутри статора насоса.

Что такое статор насоса?

Статор насоса — часть электродвигателя, выполняющая функции магнитопровода и несущей конструкции. Состоит из сердечника с обмоткой и станины корпуса насоса.

Что такое термореле насоса?

Термореле насоса — устройство для автоматического управления электрической цепью насоса. Состоит из релейного элемента, имеющего два положения устойчивого равновесия, и нескольких электрических контактов. Последние замыкаются или размыкаются при изменении состояния релейного элемента (соответственно «нормальная температура» или «перегрев»).

Что такое объемный насос?

Объемный насос — насос, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

Что такое дозировочный насос?

Дозировочный насос — насос, обеспечивающий подачу с заданной точностью.

Что такое герметичный насос?

Герметичный насос — насос, у которого полностью исключен контакт подаваемой жидкой среды с окружающей атмосферой.

Что такое плунжерный насос?

Плунжерный насос — возвратно-поступательный насос, у которого рабочие органы выполнены в виде плунжеров.

Что такое насос одностороннего действия?

Насос одностороннего действия — возвратно-поступательный насос, у которого жидкая среда вытесняется из замкнутой камеры при движении рабочего органа в одну сторону.

Что такое насос двустороннего действия?

Насос двустороннего действия — возвратно-поступательный насос, у которого жидкая среда вытесняется из замкнутой камеры при движении рабочего органа в обе стороны.

Что такое электронасосный агрегат?

Электронасосный агрегат — насосный агрегат, в котором приводящем двигателем является электродвигатель.

Что такое объемная подача насоса?

Объемная подача насоса — отношение объема подаваемой жидкой среды ко времени

Что такое идеальная подача насоса?

Идеальная подача насоса — сумма подачи и объемных потерь насоса.

Что такое точность дозирования насоса?

Точность дозирования насоса — отношение разности подач фактической и установленной по шкале к подаче, установленной по шкале.

Что такое отклонение подачи насоса?

Отклонение подачи насоса — разность фактической подачи насоса и подачи, заданной для данного давления.

Что такое категория точности дозирования насоса?

Категория точности дозирования — разность между выраженными в процентах значениями коэффициентов подачи насоса, определёнными на номинальном режиме (при максимальной длине хода плунжера) и при заданном изменении номинального режима (при уменьшении длины хода на 10%).

Что такое коэффициент подачи насоса?

Коэффициент подачи насоса — отношение подачи насоса к его идеальной подачи.

Что такое допускаемая вакуумметрическая высота всасывания насоса?

Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания — вакуумметрическая высота всасывания, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей.

Что такое кавитация?

Кавитация — нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или зон, заполненных газом или паром.

Что такое климатическое исполнение насоса?

Климатическое исполнение насоса — исполнение насоса в зависимости от макроклиматического района (одного или нескольких) в котором он эксплуатируется, хранится и транспортируется.

Что такое категория размещения насоса?

Категория размещения насоса — категория насоса в зависимости от места его размещения при эксплуатации в воздушной среде на высотах до 4300 м.

Что представляет из себя взрывозащита насоса?

Взрывозащита — меры, предотвращающие воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающие сохранение материальных ценностей. Характеристика взрывозащиты насоса определяется степенью взрывозащиты электродвигателя насоса.

В некоторых инструкциях на насос упоминается ньютоновская жидкость. Что значит ньютоновская жидкость?

Ньютоновская жидкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость.

Из определения, в частности, следует, что ньютоновская жидкость продолжает течь, даже если внешние силы очень малы, лишь бы они не были строго нулевыми. Например, вода является ньютоновской жидкостью, потому что она продолжает демонстрировать свойства жидкости вне зависимости от скорости перемешивания, в противоположность Неньютоновским жидкостям, вязкость которых изменяется в зависимости от скорости тока жидкости — к примеру, перемешивание может оставлять «дыру» позади (которая понемногу заполняется со временем — такое поведение наблюдается в таких веществах, как пудинг, суспензия крахмала в холодной воде и, в менее строгих рамках — песок), а при уменьшении толщины слоя жидкости происходит скачок вязкости из-за изменения скорости течения жидкости (это наблюдается у некоторых неподтекающих красок, которые легко наносятся, но становятся очень вязкими на поверхности сразу после нанесения и не стекают даже если поверхность вертикальная).

Для ньютоновской жидкости вязкость, по определению, зависит только от температуры и давления (а также от химического состава, если жидкость не является беспримесной) и не зависит от сил, действующих на неё.

Насос в скважине бесперебойно работал 3 года, и вдруг стал часто включаться и выключаться. Система работает рывками, и автоматика все время щелкает у гидробака.

Очевидно в гидроаккумуляторе (гидробаке) порвалась мембрана. Срок ее службы 3-5 лет (в зависимости от качества воды). Щелкает — реле давления, постоянно включая и отключая насос, т.к. нет запаса воды. Целостность мембраны легко проверить, надавив острым предметом на ниппель гидроаккумулятора (как в автомобильном колесе). Если из ниппеля идет вода — нужно заменить мембрану. Стоимость услуги по замене мембраны зависит от емкости и марки гидроаккумулятора.

Мне пробурили скважину 23 метра. Воды в ней всего 4 метра от дна. Обращался в разные фирмы с вопросом как подобрать оптимальный насос, предлагают разные варианты насосов: советуют на такую скважину насос малыш, советует водомет, советуют установить немецкий насос Grundfos. Как выбрать насос?

Чтобы выбрать насос необходимо учитывать следующее: если дебет (производительность) скважины очень мал, то воду нужно сначала накопить, а затем уже качать центробежным насосом в систему водоснабжения. Для накапливания воды подойдет насос малыш, накопительная емкость с поплавковым выключателем. А для автоматического водоснабжения — насосная станция с гидроаккумулятором и автоматикой.

Что такое вертикальная осевая нагрузка и как она возникает?

Вертикальная осевая нагрузка — это сила, действующая вертикально вниз на рабочее колесо с валом в сборе при работе насоса, воспринимаемая нижним упорным подшипником электродвигателя.

Большинство насосов и электродвигателей предназначены для эксплуатации в условиях постоянно действующей вертикальной нагрузки, однако тем не менее очень часто она может создавать трудности при работе насоса и электродвигателя. Осевая нагрузка возникает при работе насоса с очень низкой подачей, что обуславливает повышенные значения давления нагнетания. Непрерывная эксплуатация в этом диапазоне может вызвать повреждение упорного подшипника электродвигателя, к тому же могут возникнуть проблемы с перегревом электродвигателя и насоса из-за недостаточного охлаждения потоком жидкости. Чтобы свести к минимуму связанные с осевой нагрузкой трудности, насос должен эксплуатироваться в определенном диапазоне минимального и максимального значений подачи.

Поэтому на графиках рабочих характеристик скважинных насосов фирмы Grundfos допустимый диапазон значений подачи отмечен сплошной, а недопустимый диапазон эксплуатации — пунктирной линией.

Мне необходим насос погружной, глубина скважины 9 метров, насос 1куб/метр за час. Прошу помочь мне с выбором насоса.

Необходимо уточнить:

1. Дебет скважины.

2. Внутренний диаметр обсадной трубы.

3. Уровень зеркала воды.

В чем отличие насосов «Малыш» и «Водолей»?

«Малыш» — насос клапанного типа, а «Водолей» — роторного. «Малыш» рассчитан на производительность скважины до 500 л/час. «Водолей» — до 1000 л/час

В чем отличие насосов «GRUNDFOS» и «PEDROLLO»?

Насосы Grundfos имеют встроенные системы защиты, а Pedrollo — нет. Насосы Pedrollo 4-х дюймовые — подходят не для всех типов скважин. Насосы Grundfos 3-х дюймовые — подходят для всех типов скважин.

Где лучше устанавливать автоматику водоподъёмного оборудования?

Если в доме есть свободная площадь 1 м², то лучше в доме — более удобно для обслуживания.

Можно ли временно установить насос «Малыш» (например, для ремонтных работ), а потом уже более «серьёзное» водоподъёмное оборудование? Для скважин какой глубины это приемлемо?

Насос «Малыш» — до 30 метров

Какая разница между двухпроводным и трехпроводным погружным насосом?

Разница между «двухпроводным» и «трехпроводным» погружным насосом связана с типом применяемого однофазного электродвигателя. Трехпроводный однофазный электродвигатель требует наличия электрошкафа управления с пусковым конденсатором.

Пусковой конденсатор применяется для пуска электродвигателя и отключается после того, как электродвигатель закончит разгон. Из-за этого пускового устройства три подключенных к питанию провода (плюс один провод для подключения на землю), откуда и пошло название «трехпроводный насос». Для двухпроводного электродвигателя не требуется электрошкафа управления.

Вместо использования пускового конденсатора двухпроводный электродвигатель имеет встроенное в него электрическое устройство, которое используется для пуска электродвигателя. Из-за этого пускового устройства требуется только два подключенных к питанию провода (плюс один провод для подключения на землю), откуда и пошло название «двухпроводный насос».

Как правило, трехпроводный электродвигатель будет иметь несколько больший по сравнению с двухпроводным пусковой крутящий момент (несмотря на то, что в большинство областей применения дополнительный пусковой крутящий момент не нужен), однако двухпроводный электродвигатель, как правило, устанавливается и подключается несколько проще и с меньшими затратами.

Может ли насос работать всухую?

Работа насоса всухую может привести к выходу из строя механического уплотнения вала и электродвигателя. Установленные в Вашей гидросистеме поплавковые выключатели (датчики уровня) должны быть настроены таким образом, чтобы поддерживать минимальный уровень воды, необходимый для работы насоса.

Прежде чем приступать к эксплуатации насоса, обязательно проверьте соответствие выбранной области применения Вашего насоса нашим указаниям в проспекте с техническими данными и в «Руководстве по монтажу и эксплуатации» для данного насоса.

Каково максимально допустимое значение температуры перекачиваемой жидкости?

Максимально допустимое значение температуры эксплуатации водоотливного, канализационного или грязевого насоса определяет, может ли насос в полностью погруженном положении эксплуатироваться постоянно или он должен работать с перерывами. Для справки просим Вас обращаться к «Руководству по монтажу и эксплуатации» для Вашего насоса.

Мой напорный трубопровод продолжает забиваться, почему?

Закупорка может быть отнесена к одной из двух причин. Во-первых, правильно ли рассчитана скорость перекачивания через трубопровода? Если для перекачивания шлама с твердыми частицами неправильно выбрана скорость перекачивания, то частицы шлама могут оседать на дне трубопровода и со временем закупорить его. Во-вторых, достаточный ли размер трубопровода выбран для перекачиваемого шлама? В зависимости от количества перекачиваемых твердых частиц, для обеспечения прохождения всего количества шлама через трубу, необходимо выбирать размер трубы с запасом.

Можно ли использовать насос для перекачивания морской воды?

В мире погружные дренажные насосы уже долгое время используются для перекачивания морской воды. Тем не менее, если насосы выполнены из такого легкого материала как алюминий, их срок эксплуатации для перекачивания морской воды сильно ограничен. Продлить срок службы насосам помогут цинковые аноды (цинковые аноды защищают насос от электрохимической коррозии), но они должны быть регулярно проверены и заменены. Как альтернатива, компания Grindex предлагает линейку дренажных и шламовых насосов, выполненных из нержавеющей стали марки 316 SS, которая обладает стойкостью к негативному воздействию морской воды.

Действительно ли работает воздушный клапан?

Все насосы Grindex снабжены воздушным клапаном. Воздушный клапан необходим для того, чтобы в случае работы насоса «всухую», он не перегревался, охлаждаясь при помощи потока воздуха. Воздушный клапан это простое механическое устройство, которое остается закрытым посредством давления перекачиваемой жидкости. К примеру, когда опустошается отстойник, в котором находится насос, давление воды падает и пружина освобождается, открывая тем самым клапан. Это позволяет крыльчатке насоса работать так же, как вентилятор стандарта IP55 двигатель насоса обдувает воздух вокруг и выдувает через клапан наружу. Насосы могут работать в таком режиме несколько часов без вреда. Затем, когда вода начинает поступать в отстойник снова, давление воды, которое создается вокруг корпуса насоса, закрывает воздушный клапан и насос начинает работать в нормальном режиме. На одной из выставок была проведена демонстрация воздушного клапана. Насос Minex 220В включили работать на целый день под светом огней и насос не вышел из строя. Продолжая работать как демонстрационный экземпляр и по сей день.

Как часто следует проводить плановое сервисное обслуживание погружного насоса?

Производители всегда указывают рекомендованный интервал сервисного обслуживания. В случае с насосами Grindex, данный интервал составляет порядка 2000 часов работы, в то время как насосам японской марки Toyo производитель рекомендует не более 500 часов между предыдущим и следующим сервисным обслуживанием. Почему такая разница?

Ответ в том, что сервисный интервал должен быть связан с временем проведенным насосом в своем рабочем состоянии. Поэтому насос Grindex, например Major N, работающий в среде, где вода чистая и не вызывает коррозии, должен проработать не менее 2000 часов, не создавая никаких проблем для владельца. А насос Toya, работающий в своей обычной среде, например, в окалине, которая весьма абразивная и коррозийная, требует гораздо более частого сервисного обслуживания.

Сервисные интервалы для насосов сравнимы с с сервисными интервалами для автомобилей, если относится к ним пренебрежительно, то повышается риск серьезной поломки насоса.

Можно ли использовать погружные насосы Grindex тандемно?

Да, насосы Grindex можно использовать для последовательной работы. Нет никаких особых линеек насосов. Несколько обычных дренажных насосов могут быть подключены в так называемое «тандемное соединение». На дно насоса устанавливается специальный фланец для подключения напорного шланга предыдущего насоса. Это очень эффективно в ситуациях, когда необходимо значительно увеличить поток перекачиваемой жидкости при сохранении стандарта IP68 для используемого электрооборудования. Это особенно полезно в многих подземных работах, например на шахтах или строительстве тоннелей, где требуется перекачивание воды на большие расстояния и вероятность затопления очень высока. Переоборудование тандемного соединения в стандартную конфигурацию не представляет особых затруднений, так что, впоследствии, эти насосы можно будет использовать для их стандартной задачи.

Что подразумевается под шламом?

Шлам (от нем. Schlamm — грязь) — отходы при инженерной разработке горного продукта, составляющие пылевые и мельчайшие его части, получаемые в виде осадка при промывке какого-либо рудного материала.

Шламом также может быть:

• Порошкообразная субстанция, обычно содержащая благородные металлы, выпадающие в осадок при электролизе меди, цинка и других металлов.

• Нерастворимые отложения в паровых котлах в виде ила и твёрдого осадка. Для удаления шлама котёл продувают или проводят термосифонное удаление шлама.

• Илистый осадок каменного угля или руды при мокром обогащении.

• Осадок в виде мелких частиц, образующийся при отстаивании или фильтрации жидкости.

• Продукт мокрого помола кварцевого песка — песчаный шлам.

• Разбуренная порода, выносимая буровым раствором с забоя скважины на дневную поверхность.

• Отходы при шлифовании на металлообрабатывающих шлифовальных станках, состоящие из мелкой (до 1 мкм) стружки металла, абразивного материала шлифовального инструмента и эмульсии, если таковая используется в качестве СОЖ (смазывающе-охлаждающая жидкость). Обычно попадает в дренажную систему СОЖ станка и требует периодического удаления.

Перекачиваемый шлам в своей простейшей форме можно разделить на три типа; легкий, средний, и тяжелый. Ниже приведены грубые признаки этих типов.

Легкий:

Наличие твердых частиц в основном случайное

Размер твердых частиц обычно < 200 микронов

Тип шлама — неоседающий

Удельный вес взвеси < 1.05

Менее 5% твердых веществ в общей массе

Средний:

Размер твердых частиц от 200 микронов до 5 мм

Тип шлама — неоседающий и оседающий

Удельный вес взвеси < 1.15

От 5% до 20% твердых веществ в общей массе

Тяжелый:

Основной состав перекачиваемого шлама — это песок или гравий

Частицы > 5 мм

Тип шлама — неоседающий и оседающий

Удельный вес взвеси > 1.15

Более 20% твердых веществ в общей массе

ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ. ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ. ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно на земном шаре переносят инфекционные заболевания свыше 1 млрд. человек. В течение короткого срока могут заразиться большие массы людей. Так, холера Эль-Тор, начавшись в 1960 г. в Индонезии, к 1971 г. охватила все страны мира. Четвертая пандемия (эпидемия, охватывающая группу стран, континентов) гриппа за два года (1968-1970) поразила около 2 млрд. человек всех континентов и унесла около 1,5 млн. жизней. Нет-нет да и появляются больные чумой, холерой, бру­целлезом. Все еще высок уровень заболеваемости острой дизентерией, брюш­ным тифом, дифтерией, вирусным гепатитом, сальмонеллезом, гриппом. Осо­бенно опасно их возникновение на предприятиях, в учебных заведениях, воин­ских коллективах, где один может заразить всех.

Вот почему очень важно знать признаки инфекционных заболеваний, пути их распространения, способы предупреждения и правила поведения.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Ноябрь 1990 г. Таежный город нефтедобытчиков Лангепас (Ханты-Мансий­ский автономный округ) превратился в огромный лазарет. В больницу с кишеч­ной инфекцией обратилось свыше 2000 человек, более 100 были госпитализи­рованы, из которых 13 находились в очень тяжелом состоянии. В чем же причи­на? В том, что водопроводные и канализационные трубы были проложены ря­дом, в одной траншее. В результате в водопроводную сеть стали проникать фе­кальные воды.

Другой пример. В кемпинге «Родник», расположенном на окраине Ставрополя, 45 его поселенцев заболели холерой. Сложилась критическая ситуация, ведь в кемпинге за короткое время побывало 733 человека. Их надо было найти, изо­лировать и вылечить. Носителей холерного вибриона обнаруживали в Барнау­ле, Перми, Краснодаре и многих других городах. Только чрезвычайные меры предотвратили распространение инфекции. Виной всему оказался родник близ кемпинга. Оползневые явления повредили канализационную сеть, и нечистоты попали в ключевую воду.

Надо помнить, что возбудители инфекционных заболеваний, проникая в орга­низм, находят там благоприятную среду для развития. Быстро размножаясь, они выделяют ядовитые продукты (токсины), которые разрушают ткани, что приво­дит к нарушению нормальных процессов жизнедеятельности организма. Бо­лезнь возникает, как правило, через несколько часов или дней с момента зара­жения. В этот период, называемый инкубационным, идет размножение микро­бов и накопление токсических веществ без видимых признаков заболевания.

Носитель их заражает окружающих или обсеменяет возбудителями различные объекты внешней среды.

Различают несколько путей распространения: контактный, когда происходит прямое соприкосновение больного со здоровым человеком; контактно-бытовой

— передача инфекции через предметы домашнего обихода (белье, полотенце, посуда, игрушки), загрязненные выделениями больного; воздушно-капельный

— при разговоре, чихании; водный. Многие возбудители сохраняют жизнеспо­собность в воде, по крайней мере, несколько дней. В связи с этим передача ос­трой дизентерии, холеры, брюшного тифа может происходить через нее весьма широко. Если не принимать необходимых санитарных мер, водные эпидемии могут привести к печальным последствиям.

А сколько инфекционных заболеваний передается с пищевыми продуктами? В Тульской области было выявлено пять случаев заболевания бруцеллезом. При­чина? Пренебрежение ветеринарными требованиями и нормами: 65 голов круп­ного рогатого скота, больного бруцеллезом, совхоз направил на мясокомбинат, от продукции которого заразились люди,

На сегодня ведущее значение приобрел сальмонеллез. Заболеваемость им увеличилась в 25 раз. Это одно из распространенных кишечно-желудочных за­болеваний. Разносчиками могут являться различные животные: рогатый скот, свиньи, лошади, крысы, мыши и домашняя птица, особенно утки и гуси. Воз­можно такое заражение от больного человека или носителя сальмонелл.

Большую опасность для окружающих представляют больные, которые своев­ременно не обращаются к врачу, так как многие инфекционные болезни проте­кают легко. Но при этом происходит интенсивное выделение возбудителей во внешнюю среду.

Сроки выживания возбудителей различны. Так, на гладких поверхностях цел­лулоидных игрушек дифтерийная палочка сохраняется меньше, чем на мягких игрушках из шерсти или другой ткани. В готовых блюдах, в мясе, молоке возбу­дители могут жить долго. В частности, молоко является благоприятной пита­тельной средой для брюшно-тифозной и дизентерийной палочек.

В организме человека на пути проникновения болезнетворных микробов сто­ят защитные барьеры — кожа, слизистая оболочка желудка, некоторые состав­ные части крови. Сухая, здоровая и чистая кожа выделяет вещества, которые приводят к гибели микробов. Слизь и слюна содержат высокоактивный фер­мент—лизоцим, разрушающий многих возбудителей. Оболочка дыхательных путей также хороший защитник. Надежный барьер на пути микробов — желу­док. Он выделяет соляную кислоту и ферменты, которые нейтрализуют боль­шинство возбудителей заразных болезней. Однако если человек пьет много воды, то кислотность, разбавляясь, снижается. Микробы в таких случаях не гибнут и с пищей проникают в кишечник, а оттуда в кровь.

Необходимо отметить, что защитные силы более эффективны в здоровом, за­каленном организме. Переохлаждение, несоблюдение личной гигиены, травма, курение, радиация, прием алкоголя резко снижают его сопротивляемость.

РАСПОЗНАВАНИЕ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Наиболее типичными признаками инфекционного заболевания являются: оз­ноб, жар, повышение температуры. При этом возникает головная боль, боль в мышцах и суставах, недомогание, общая слабость, разбитость, иногда тошнота, рвота, нарушается сон, ухудшается аппетит. При тифе, менингококковой ин­фекции появляется сыпь. При гриппе и других респираторных заболеваниях — чихание, кашель, першение в горле. Ангина и дифтерия вызывают боли в горле при глотании. При дизентерии — понос. Рвота и понос — признаки холеры и сальмонеллеза.

Рассмотрим кратко наиболее часто встречающиеся инфекции, пути их рас­пространения и способы предупреждения.

Инфекции дыхательных путей — наиболее многочисленные и самые рас­пространенные заболевания. Ежегодно ими перебаливает до 15-20% всего на­селения, а в период эпидемических вспышек грип­па — до 40%. Возбудители локализуются в верх­них дыхательных путях и распространяются воз­душно-капельным способом. Микробы попадают в воздух со слюной и слизью при разго­воре, чихании, кашле больного (наибольшая кон­центрация на расстоянии 2-3 м от больного). Круп­ные капли, содержащие возбудителей, довольно быстро оседают, подсыхают, образуя микроскопи­ческие ядрышки. С пылью они вновь поднимают­ся в воздух и переносятся в другие помещения. При их вдыхании и происходит заражение. При высо­кой влажности воздуха в помещениях, недостаточ­ном их проветривании и других нарушениях санитарно-гигиенических правил возбудители сохраняются во внешней среде дольше.

При стихийном бедствии и крупных катастрофах обычно происходит скапли­вание людей, нарушаются нормы и правила общежития, что обусловливает мас­совость заболевания гриппом, дифтерией, ангиной, менингитом.

Грипп. Его вирус в течение короткого времени может поразить значительное количество людей. Он устойчив к замораживанию, но быстро погибает при на­гревании, высушивании, под действием дезинфицирующих средств, при ульт­рафиолетовом облучении. Инкубационный период продолжается от 12 ч до 7 суток. Характерные признаки болезни — озноб, повышение температуры, сла­бость, сильная головная боль, кашель, першение в горле, насморк, саднение за грудиной, осипший голос. При тяжелом течении возможны осложнения — пнев­мония, воспаление головного мозга и его оболочек.

Дифтерия характеризуется воспалительным процессом в глотке и токсическим поражением сердечно-сосудистой и нервной систем. Возбудитель болезни— дифтерийная палочка. Входными воротами инфекции чаще всего являются сли­зистые оболочки зева, гортани и носа. Передается воздушно-капельным путем.

Инкубационный период от 5 до 10 дней. Наиболее характерное проявление бо­лезни—образование пленок в верхних дыхательных путях. Опасность для жизни представляет токсическое поражение ядами дифтерийных палочек организма больного. При их распространении может возникнуть нарушение дыхания.

Холера, дизентерия, брюшной тиф, сальмонеллез, инфекционный гепа­тит — все эти острые кишечные инфекции занимают второе место после воз­душно-капельных. При этой группе заболеваний болезнетворные микро­организмы проникают внутрь с проглатываемой пищей или водой.

Разрушение водопроводных и канализационных сетей, низкая санитарная культура, беспечность и неосмотрительность в использовании открытых водо­емов приводят к возникновению этих эпидемий.

Острая бактериальная дизентерия. Возбудители—дизентерийные бактерии, которые выделяются с испражнениями больного. Во внешней среде они сохра­няются 30-45 дней. Инкубационный период — до 7 дней (чаще 2-3 дня). Забо­левание сопровождается повышением температуры, ознобом, жаром, общей сла­бостью, головной болью. Начинается со схваткообразных болей в животе, с частого жидкого стула, в тяжелых случаях — с примесью слизи и крови. Иногда бывает рвота.

Брюшной тиф. Источник инфекции — больные или бактерионосители. Па­лочка брюшного тифа и паратифов выделяется с испражнениями и мочой. В почве и воде они могут сохраняться до четырех месяцев, в испражнениях до 25 дней, на влажном белье — до двух недель. Инкубационный период продолжает­ся от одной до трех недель. Заболевание развивается постепенно: ухудшается самочувствие, нарушается сон, повышается температура. На 7-8-й день появля­ется сыпь на коже живота, грудной клетке. Заболевание длится 2-3 недели и может осложниться кишечным кровотечением или прободением кишечника на месте одной из многочисленных образовавшихся при этом язв.

ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ И ПРАВИЛА ПОВЕДЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

Инфекционные заболевания возникают при трех основных факторах: наличии источника инфекции, благоприятных условиях для распространения возбудите­лей и восприимчивого к заболеванию человека. Если исключить из этой цепи хотя бы одно звено, эпидемический процесс прекращается. Следовательно, це­лью предупреждающих мероприятий является воздействие на источник инфек­ции, чтобы уменьшить обсеменение внешней среды, локализовать распростра­нение микробов, а также повысить устойчивость населения к заболеваниям.

Поскольку главным источником инфекции является больной человек или бактерионоситель, необходимо раннее выявление, немедленная их изоляция и гос­питализация. При легком течении заболевания люди, как правило, поздно обра­щаются к врачу или совсем этого не делают. Помочь в скорейшем выявлении таких больных могут подворные обходы.

Помещения, где находится больной, надо регулярно проветривать. Для него выделить отдельное помеще­ние или отгородить ширмой. Обслуживающему персоналу обязательно носить защитные марлевые маски.

Важное значение для пред­упреждения развития инфек­ционных заболеваний имеет экстренная и специфическая профилактика.

Экстренная профилактика проводится при возникнове­нии опасности массовых забо­леваний, но когда вид возбу­дителя еще точно не опреде­лен. Она заключается в приеме населением антибиотиков, сульфаниламидных и других лекарственных препаратов. Средства экстренной профилактики при своевременном их использовании по предусмотренным заранее схемам позво­ляют в значительной степени предупредить инфекционные заболевания, а в слу­чае их возникновения — облегчить их течение.

Специфическая профилактика — создание искусственного иммунитета (не­восприимчивости) путем предохранительных прививок (вакцинации)— прово­дится против некоторых болезней (натуральная оспа, дифтерия, туберкулез, полиомиелит и др.) постоянно, а против других — только при появлении опас­ности их возникновения и распространения.

Повысить устойчивость населения к возбудителям инфекции возможно пу­тем массовой иммунизации предохранительными вакцинами, введением спе­циальных сывороток или гамма-глобулинов. Вакцины представляют собой уби­тых или специальными методами ослабленных болезнетворных микробов, при введении которых в организм здоровых людей у них вырабатывается состояние невосприимчивости к заболеванию. Вводятся они разными способами: подкож­но, накожно, внутрикожно, внутримышечно, через рот (в пищеварительный тракт), путем вдыхания.

Для предупреждения и ослабления инфекционных заболеваний в порядке са­мопомощи и взаимопомощи рекомендуется использовать средства, содержащи­еся в аптечке индивидуальной АИ-2.

При возникновении очага инфекционного заболевания в целях предотвращения распространения болезней объявляется карантин или обсервация.

Карантин вводится при возникновении особо опасных болезней (оспы, чумы, холеры и др.). Он может охватывать территорию района, города, группы населенных пунктов.

Карантин представляет собой систему режимных, противоэпидемических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на полную изоляцию очага и ликвидацию болезней в нем.

Основными режимными ме­роприятиями при установлении карантина являются: охрана оча­га инфекционного заболевания, населенных пунктов в нем, инфек­ционных изоляторов и больниц, контрольно-передаточных пунк­тов. Запрещение входа и выхода людей, ввода и вывода животных, а также вывоза имущества. Запрещение транзитного проезда транспорта, за исключением железнодорожного и водного. Разобщение населе­ния на мелкие группы и ограничение общения между ними. Организация дос­тавки по квартирам (домам) населению продуктов питания, воды и предметов первой необходимости. Прекращение работы всех учебных заведений, зрелищ­ных учреждений, рынков. Прекращение производственной деятельности пред­приятий или перевод их на особый режим работы.

Противоэпидемические и лечебно-профилактические мероприятия в условиях карантина включают: использование населением медицинских препаратов, за­щиту продовольствия и воды, дезинфекцию, дезинсекцию, дератизацию, сани­тарную обработку, ужесточенное соблюдение правил личной гигиены, актив­ное выявление и госпитализацию инфекционных больных.

Обсервация вводится в том случае, если вид возбудителя не является особо опасным. Цель обсервации — предупредить распространение инфек­ционных заболеваний и ликвидировать их. Для этого проводятся по существу те же лечебно-профилактические мероприятия, что и при карантине, но при обсервации менее строги изоляционно-ограничительные меры.

Срок карантина и обсервации определяется длительностью максимального инкубационного периода заболевания, исчисляемого с момента изоляции пос­леднего больного и окончания дезинфекции в очаге.

Люди, находящиеся на территории очага инфекционного заболевания, дол­жны для защиты органов дыхания пользоваться ватно-марлевыми повязками. Для кратковременной защиты рекомендуется использовать свернутый в не­сколько слоев платок или косынку, полотенце или шарф. Не помешают и за­щитные очки. Целесообразно пользоваться накидками и плащами из синтети­ческих и прорезиненных тканей, пальто, ватниками, резиновой обувью, обу­вью из кожи или ее заменителей, кожаными или резиновыми перчатками (ру­кавицами).

Защита продовольствия и воды заключается главным образом в создании ус­ловий, исключающих возможность их контакта с зараженной атмосферой. На­дежными средствами защиты могут быть все виды плотно закрывающейся тары.

Водой из водопровода и артезианских скважин разрешается пользоваться сво­бодно, но кипятить ее обязательно.

В очаге инфекционною заболевания не обойтись без дезинфекции, де­зинсекции и дератизации.

Дезинфекция проводится с целью уничтожения или удаления микробов и иных возбудителей с объектов внешней среды, с которыми может соприка­саться человек. Для дезинфекции применяют растворы хлорной извести и хло­рамина, лизол, формалин и др. При отсутствии этих веществ используется горя­чая вода с мылом или содой.

Дезинсекция проводится для уничтожения насекомых и клещей — переносчиков возбудителей инфекционных заболеваний. С этой целью ис­пользуются различные способы: механический (выколачивание, встряхивание, стирка), физический (проглаживание утюгом, кипячение), химический (приме­нение инсектицидов — хлорофоса, тиофоса, ДДТ и др.), комбинированный. Для защиты от укуса насекомых применяют отпугивающие средства (репелленты), которыми смазываются кожные покровы открытых частей тела.

Дератизация проводится для истребления грызунов — переносчиков возбудителей инфекционных заболеваний. Она проводится чаще всего с помо­щью механических приспособлений и химических препаратов.

Большую роль в предупреждении инфекционных заболеваний играет строгое соблюдение правил личной гигиены: мытье рук с мылом после работы и перед едой; регулярное обмывание тела в бане, ванне, под душем со сменой нательно­го и постельного белья; систематическая чистка и встряхивание верхней одеж­ды и постельных принадлежностей; поддержание в чистоте жилых и рабочих помещений; очистка от грязи и пыли, обтирание обуви перед входом в помеще­ние; употребление только проверенных продуктов, кипяченой воды и молока, промытых кипяченой водой фруктов и овощей, тщательно проваренных мяса и рыбы.

Успех ликвидации инфекционного очага во многом определяется активными действиями и разумным поведением всего населения. Каждый должен строго выполнять установленные режим и правила поведения на работе, на улице и дома, постоянно выполнять противоэпидемические и санитарно-гигиенические нормы.

Вопросы и ответы на тему ВИЧ-инфекции

1. ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ И СПИД, ЕСТЬ ЛИ РАЗНИЦА В ЭТИХ ПОНЯТИЯХ?

Да, конечно. ВИЧ-инфекция — это инфекционное заболевание, вызываемое вирусом иммунодефицита человека, сокращенно ВИЧ. Термин СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) -это последняя стадия ВИЧ-инфекция, когда организм практически не способен противостоять простым болезням, развивается ярко выраженная клиническая картина заболевания с серьезными поражениями, грозящими смертью.

2. СПИД ПЕРЕДАЕТСЯ ПОЛОВЫМ ПУТЕМ. МОЖНО ЛИ ЗАРАЗИТЬСЯ ПРИ ОДНОМ ПОЛОВОМ КОНТАКТЕ С ВИЧ-ИНФИЦИРОВАННЫМ?

Половой путь передачи ВИЧ является наиболее распространенным путем. В мире 70% инфицированных заражается при сексуальных контактах. Для того, чтобы произошло заражение, необходимо чтобы кровь, семенная жидкость, влагалищный секрет инфицированного человека попали в кровь здорового. При половых контактах почти всегда происходят мельчайшие, иногда невидимые ранения, через которые может проникнуть вирус. Воспалительные заболевания половых органов облегчают заражение. Таким образом, однократный \»незащищенный\» половой контакт может привести к заражению ВИЧ. Естественно, чем больше половых контактов с ВИЧ-инфицированным, тем больше шансов заразиться.

3. ЕСТЬ ЛИ РИСК ЗАРАЗИТЬСЯ ПРИ ПЕРВОМ ПОЛОВОМ КОНТАКТЕ?

Первый половой контакт, также опасен как для юношей, так и для девушек, а для девушек он более опасен, так как при нем обычно больше происходит ранений, а повреждения, как говорилось выше, являются «входными воротами» для ВИЧ.

Никакой. Доказано, что комары и другие кровососущие насекомые не являются переносчиками ВИЧ-инфекции.

5. Я ДРУЖУ С МНОГИМИ ПАРНЯМИ, НО У МЕНЯ НЕ БЫЛО С НИМИ БЛИЗКИХ ОТНОШЕНИЙ, ХОТЯ СО ВСЕМИ Я ЦЕЛОВАЛИСЬ. БЫЛА ЛИ ОПАСНОСТЬ ЗАРАЗИТЬСЯ?

Поцелуи бывают разные. Например, при дружеских поцелуях в лоб, щеку, губы риска инфицирования нет. Но, если при страстных поцелуях вы кусаете, друг друга или у кого-то кровоточат десны, то риск передачи возникает. Однако, возможно из-за свойств слюны, случаев заражения ВИЧ при поцелуях не зарегистрировано. Так что целуйтесь на здоровье.

6. ХОЧУ СДЕЛАТЬ СЕБЕ ТАТУИРОВКУ. НЕ ОПАСНО ЛИ ЭТО?

Татуировка, прокалывание ушей и тому подобные процедуры опасны, если выполняются «грязными» необработанными инструментами. Нет уверенности, что до тебя этой же иглой не делали татуировку ВИЧ-ин¬фицированному. Если же инструменты одноразовые или должным образом обработаны, то опасности нет.

7. ПОЧЕМУ ВСЕ-ТАКИ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ИНФИЦИРОВАННЫХ-ЭТО НАРКОМАНЫ? КАК ОНИ ЗАРАЖАЮТСЯ? ЗНАЧИТ ЛИ ЭТО ЧТО ПОЛОВОЙ ПУТЬ НЕ АКТУАЛЕН ?

Действительно, имеется прямая связь между внутривенным употреблением наркотиков и распространением ВИЧ-инфекции. В настоящее время основная часть инфицированных в России и в нашей области — это лица, употребляющие наркотики. Чаще всего заражение происходит при использовании общего шприца, игл инфицированным и здоровым человеком. Сначала \»колется\» инфицированный, затем его шприцом другой, третий… А на игле и в шприце осталась кровь первого, поэтому вирус может попасть второму, третьему и т.д. Достаточно одного такого \»укола\», чтобы заразиться.

Даже если ВИЧ-инфицированный наркоман имеет свой индивидуальный шприц, но недостаточно хорошо его обработал, то при заборе наркотика из общей емкости он может инфицировать содержимое, а последующий забор наркотика другими лицами может привести к их заражению. Иногда наркоманы промывают шприцы в одной посуде, не подозревая, что в воду может попасть ВИЧ из шприца их инфицированного компаньона, т.е. получается, что они не промывают шприц, а наоборот заражают его.

Но в последние годы заметно увеличилось количество лиц, заразившихся половым путем. Так, если в 2000 году половым путем заразилось всего 5%, то в 2005 -2011гг уже почти 70%! Хотя, в целом 57,0% инфицированных заразилось при употреблении наркотиков. Выводы делайте сами.

8. НЕДАВНО Я УЗНАЛА, ЧТО У МОЕЙ ПОДРУГИ СПИД. КАК МНЕ СЕБЯ ВЕСТИ С НЕЙ?

Нужно продолжать поддерживать с ней дружеские отношения. Вы не должны опасаться, что можете заразиться от нее, находясь вместе: за одной партой, в школьной столовой, спортзале, на дискотеке, в бассейне и т.д. Бытовым путем ВИЧ не передается. Нельзя заразиться также воздушно-капельным путем, то есть при кашле, чихании.

Не отдаляйте ее от себя, быть настоящей подругой в данный момент — наилучший способ помочь ей.

9. ЧТО МНЕ ДЕЛАТЬ, ЕСЛИ МОЙ БЫВШИЙ ДРУГ, С КОТОРЫМ У МЕНЯ ПОЛГОДА НАЗАД БЫЛИ БЛИЗКИЕ ОТНОШЕНИЯ, СКАЗАЛ МНЕ НЕДАВНО, ЧТО БОЛЕН СПИДОМ? МОГУ ЛИ Я УЗНАТЬ В ЦЕНТРЕ СПИД, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ОН БОЛЕН ИЛИ ШУТИТ?

Учитывая, что риск заражения от бывшего друга у вас был полгода назад, то в случае инфицирования в крови уже должны быть антитела к вирусу, т.е. с большой долей уверенности можно определить заразились Вы или нет. Поэтому вам необходимо обратиться в центр профилактики СПИДа (ул. Спортивная д.9), где специалисты оценят ситуацию, в которой вы оказались, проведут консультирование, обследование, определят тактику дальнейшего наблюдения. Также можно обратиться и обследоваться в поликлинике по месту жительства.

Что касается второго вопроса, то информация о ВИЧ-инфицированных, находящихся на учете в центре СПИД, является строго конфиденциальной (секретной) и составляет врачебную тайну. Ваш парень может взять справку в центре СПИД о факте инфицирования (если он действительно инфицирован и состоит на учете) и предъявлять ее по своему усмотрению, когда угодно, где

10. А ЕСЛИ КТО В СЕМЬЕ \»ВИЧ-евой\», НЕ ЗАРАЗИТ ЛИ ОН ДРУГИХ?

Опасности заражения в данном случае нет. Пути передачи вируса ограничены, их всего три: Половой, через кровь, от инфицированной беременной женщины ее будущему ребенку. Многочисленные обследования тысяч семей, где проживали ВИЧ-инфицированные, показали, что никто из домашних, кто пользовался общими предметами, посудой, ванной, туалетом и т.д. не были инфицированы. Однако можно смоделировать ситуацию, когда возможно заражение в быту. Например, ВИЧ-инфицированный при бритье порезался, и на бритве осталась его кровь. Тут же этой бритвой воспользовался брат. Он тоже порезался, и кровь попала в рану. Здесь возможно инфицирование брата. Таким же образом можно заразиться при использовании общей зубной щетки при условии, что на ней остались остатки крови. Согласитесь, такие ситуации крайне редки, но в любом случае необходимо строго соблюдать правила личной гигиены.

11. СКОЛЬКО МОЖЕТ ПРОЖИТЬ ВИЧ-ИНФИЦИРОВАННЫЙ?

ВИЧ-инфекция — это заболевание с длительным бессимптомным периодом. Он может у разных лиц продолжаться от З- б месяцев до 5-7 и более лет. В это время у инфицированного серьезных проблем со здоровьем нет. Как долго это будет продолжаться, зависит во многом от состояния иммунной системы, которая в свою очередь определяется наследственными факторами, образом жизни инфицированного, своевременным лечением сопутствующих заболеваний и т.д. Однако статистика показывает, что половина зараженных ВИЧ заболевает СПИДом (у них разовьется яркая клиническая картина) к 8-10 году от момента заражения, а к 11 умирают. Лишь единицы живут больше 20 лет. Однако своевременный прием антивирусных препаратов значительно продлевает жизнь инфицированных, сохраняя их активность и работоспособность.

12. ПРАВДА ЛИ, ЧТО ИНФИЦИРОВАННЫЙ ВСЮ ЖИЗНЬ МОЖЕТ БЫТЬ ОПАСЕН ДЛЯ ОКРУЖАЮЩИХ? ЧТО ЕГО НЕЛЬЗЯ ВЫЛЕЧИТЬ?

Да, однажды зараженный человек остается источником инфекции в течении всей своей жизни. До настоящего времени нет ни одного лекарственного средства, уничтожающего вирус. Имеются препараты (их несколько десятков), которые лишь сдерживают дальнейшее размножение ВИЧ в организме. Лечение проводится бесплатно по показаниям, пожизненно. Таким образом, действительно инфицированный может заражать других. Но будем надеяться, что в ближайшее время лекарства против СПИДа будут найдены.

13. МОЖЕТ ЛИ ИНФИЦИРОВАННЫЙ СОЗДАТЬ СЕМЬЮ И ИМЕТЬ ДЕТЕЙ? КАКОЙ РОДИТСЯ РЕБЕНОК — БОЛЬНОЙ ИЛИ ЗДОРОВЫЙ?

ВИЧ-инфекция — это не повод поставить крест на личной жизни. ВИЧ-инфицированный может создать семью и иметь детей. Единственное условие — это поставить в известность своего избранника или избранницу о факте инфицирования. В противном случае наступает уголовная ответственность за поставление лица в опасность заражения и заражение другого лица ВИЧ-инфекцией.

Вероятность того, что ребенок родится инфицированным, по разным данным, составляет от 25 до 40 %, то есть из 10 рожденных детей 6 оказываются здоровыми. Профилактический прием специальных лекарственных препаратов будущей матерью, а в дальнейшем и ее ребенком, снижает риск инфицирования до 3–6 %! Окончательное решение, иметь ребенка или нет, остается за женщиной.

14. ПОЧЕМУ БЫ НЕ ПРОВЕРИТЬ НА СПИД ВСЕХ ЛЮДЕЙ, А ВЫЯВЛЕННЫХ ИНФИЦИРОВАННЫХ ИЗОЛИРОВАТЬ ОТ ОБЩЕСТВА?

Существует много проблем, связанных с обследованием всего населения на носительство ВИЧ. Во-первых, невозможно физически одномоментно или хотя бы в кратчайшие сроки обследовать все население. Образно говоря, тот, кто обследован был сегодня, может завтра заразиться от того, кого еще не успели обследовать. Во-вторых, зная последствия (изоляцию), так называемая группы риска заражения (наркоманы, проститутки и т.д.) будут избегать обследования. В-третьих, слишком дорого обойдется обследование и содержание, т.к. при отсутствии лекарств против СПИДа зараженный остается носителем всю жизнь.

— Изоляция ВИЧ-инфицированных — это нарушение прав человека, она и без того усугубляет страдания ВИЧ-инфицированного, лишает его возможности заниматься любимым делом, полноценно общаться с родственниками, близкими, друзьями и т.д. Представьте себе, что беда случилась с вами и вы оказались в изоляции от внешнего мира.

15. МОЖНО ЛИ ИНФИЦИРОВАННОМУ УЧИТЬСЯ В ШКОЛЕ, А ЗАТЕМ ПОСТУПИТЬ В ИНСТИТУТ ИЛИ ДРУГОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ?

Права ВИЧ-инфицированных защищает Федеральный закон о СПИДе. Они обладают равными правами с другими гражданами Российской Федерации. Закон не допускает увольнения с работы, отказ в приеме в образовательные учреждения и учреждения, оказывающие медицинскую помощь. Таким образом, можно закончить школу, поступить в институт и в дальнейшем заниматься любимым делом.

ВИЧ-инфицированный не обязан сообщать о своем заболевании руководителю учебного заведения, учителям, одноклассникам, друзьям. Решение рассказать кому-либо о своем заболевании принимает сам инфицированный. Медработники, которым в силу своих профессиональных обязанностей стало известно о ВИЧ-инфицированном, должны соблюдать врачебную тайну.

17. ПОМОГАЕТ ЛИ ПРЕЗЕРВАТИВ ИЗБЕЖАТЬ ЗАРАЖЕНИЯ?

Презервативы практически исключают вероятность заражения, но 100% гарантии не дают. Потому что существует риск, что презерватив сползет или порвется во время контакта. Нужно обращать внимание на срок годности презерватива, на целостность упаковки и помнить, что это изделие одноразового пользования, то есть использовать его можно 1 раз.

18. КУДА НАДО ОБРАЩАТЬСЯ ПО ПОВОДУ НАРКОТИКОВ И СПИДА?

По поводу наркотиков надо обращаться в областной наркологический диспансер либо к врачу наркологу в поликлинику по месту жительства.

По поводу ВИЧ-инфекции лучше обратиться в областной центр профилактики СПИДа или к врачу инфекционисту, при его отсутствии — к участковому терапевту в поликлинику по месту жительства.

19. МОЖНО ЛИ ПО КАКИМ-ТО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ ОПРЕДЕЛИТЬ ИНФИЦИРОВАННОГО ЧЕЛОВЕКА ИЛИ НЕТ?

Ни по походке, ни по цвету лица, ни по голосу и т.д. определить наличие ВИЧ-инфекции невозможно. Окончательный диагноз ставиться только после лабораторного обследования пациента, при обнаружении у него в крови антител к ВИЧ. Но, помните, что у 90-95% инфицированных антитела появляются в течении 3-х месяцев после заражения, то есть обследоваться нужно не сразу, а спустя 1-3 месяца. В стадии СПИД диагноз может быть поставлен по клиническим признакам, без лабораторного подтверждения.

20. ЕСЛИ ПО ВИНЕ МЕДРАБОТНИКА ЗАРАЗИЛСЯ ЧЕЛОВЕК, НЕСУТ ЛИ МЕДИКИ ЗА ЭТО ОТВЕТСТВЕННОСТЬ?

Да, несут. И не только за заражение ВИЧ, но и другими инфекционными заболеваниями. Заражение другого лица ВИЧ-инфекцией вследствие ненадлежащего исполнения лицом своих профессиональных обязанностей наказывается лишением свободы на срок до пяти лет с лишением права заниматься медицинской деятельностью на срок до трех лет.

21. Несут ли ВИЧ-инфицированные ответственность за заражение других лиц?

За умышленное заражение или поставление в опасность заражения ВИЧ-инфицированные несут ответственность в соответствии со ст.122 Уголовного кодекса РФ (ограничение свободы на срок до 3-х лет, либо арестом на срок от 3-х до 6-ти месяцев, либо лишением свободы на срок от 1-го года до 8-и лет).

22. Какую опасность представляют гепатиты В и С и как ими можно заразиться?

Гепатиты В и С вызываются вирусами. Заражение гепатитами В, С происходит половым путем, контактно-бытовым (общая бритва, мочалка, зубная щетка, маникюрные принадлежности), от матери к ребенку во время беременности, родов, кормления грудью — это естественные пути передачи заболевания. Искусственные пути связаны с нарушением целостности кожных покровов и слизистых оболочек при медицинских и немедицинских манипуляциях с использованием нестерильных инструментов (инъекции, операции, в/венное введение наркотиков, татуировки, пирсинг и др.). Более 80% наркоманов заражены гепатитом С.

Действие вирусов, прежде всего, направлено на поражение печени. Против гепатита\»В\» существует вакцина и возможно излечение, хотя в 10-15% случаев острый гепатит \»В\» переходит в хроническую форму. Коварство гепатита \»С\» состоит в том, что он протекает бессимптомно, незаметно, но приводит к необратимым разрушениям печени. В 70-80% случаев острый гепатит \»С\» переходит в хроническую форму, а в 20-50% — в цирроз печени. В свою очередь, хронический гепатит \»С\» является одной из главных причин рака печени.

23. Где можно обследоваться на ВИЧ?

Обследоваться можно в лечебно-профилактических учреждениях по месту жительства, но лучше это сделать в специализированном учреждении – Центре профилактики и борьбы со СПИД. Обследование проводится без предъявления документов, удостоверяющих личность, бесплатно, в т.ч. анонимно.

В Центре кроме консультаций специалистов (инфекциониста, терапевта, нарколога, гинеколога, педиатра, психолога, социального работника) можно получить необходимую литературу.

Центр находится на базе областного клинического кожно-венерологического диспансера по адресу: г. Рязань, ул. Спортивная д. 9.

Часы работы: с 8:00 до 18:00 час.

Контактные телефоны: 25-46-01; 25-88-54

Как выбрать веревку для скалозания

Одинарная веревка (Single rope)

Такая веревка активно используется в спортивном скалолазании или на маршрутах без страховок, где спуск изначально не предусмотрен.
Диаметр одинарной веревки, как правило, варьируется от 9 до 11 мм.
Очень важно выбрать правильную длину веревки. Ее длина зависит от высоты стены или скалы. Длина должна как минимум в два раза превышать высоту стены или скалы. Общепринятый стандарт для indoor climbing – 25/35 м, для outdoor climbing – 60/70/80 м.

Полуверевка (Half rope)

Полуверевка представляет из себя пару веревок, привязанных к лидирующему скалолазу. Однако, в любую секунду эти концы веревок могут запутаться между собою. Для того чтобы предотвратить спутывание веревок, ведущий скалолаз может пропускать каждую из них через разные точки страховки. Полуверевка используется только в альпинизме и мульти-питче, где есть необходимость в спуске. Также в равной степени эта веревка полезна там, где отсутствуют надежные точки страховки (например, в ледолазании), на которые уменьшается ударная нагрузка. Вдобавок, раздельное простегивание двух канатов обеспечивает лучшую защиту от камнепада (если одна веревка повредится, останется еще вторая).
Диаметр полуверевки варируется от 8 до 9 мм.
Чтобы с легкостью отличать одну веревку от другой, советуем Вам выбирать веревки различных цветов.
Также немаловажно выбрать правильную длину веревки, которая зависит от длины маршрута или спуска. Самая популярная длина – от 50 до 60 м.

Сдвоенная веревка (Twin rope)

Сдвоенные веревки всегда используются вместе: каждый скалолаз привязывает оба конца к себе и простегивает их также вместе, словно одинарную веревку. Ее главным преимуществом является то, что она позволяет спускаться на всю длину веревки. Она легче, чем полуверевка, но не предназначена для раздельного прощелкивания.
Диаметр этой динамической веревки – от 7 до 9 мм.
Как и в случае с полуверевкой, сдвоенная имеет различные цвета, и ее длину также подбирают по длине спуска или трассы.
Сдвоенная также применяется для обеспечения безопасности в походах через ледники или какую-либо опасную местность. С помощью нее люди, участвующие в походе, связаны между собой. Длина каната в таком случае зависит от количества человек или от продолжительности пересекаемой местности.

Иерсиниоз и псевдотуберкулез — Кабинет инфекционных заболеваний — Отделения

Иерсиниоз и псевдотуберкулез – это кишечные сапрозоонозы, вызываемые иерсиниями, характеризующиеся поражением желудочно-кишечного тракта, выраженной токсико-вазарной симптоматикой и наклонностью (наиболее выраженной при псевдотуберкулезе) к генерализованному течению. Оба заболевания имеют отчетливо выраженную тенденцию индуцировать развитие иммунопатологии.

Этиология

Возбудители иерсиниоза (Y. enterocolitica) и псевдотуберкулеза (Y. pseudotuberculosis) относятся к семейству кишечных бактерий. Иерсинии представляют собой грамотрицательные палочки, которые растут как на обычных, так и на обедненных питательными веществами средах. Последние используются при бактериологическом исследовании по методу Петерсона и Кука (1963).

Иерсинии содержат О- и Н-антигены. Различия в строении 0-антигенов позволили выделить более 50 сероваров Y. enterocolitica. Наибольшее значение в патологии человека имеют серовары 03; 05,27; 07,8 и 09. У возбудителя псевдотуберкулеза — установлено наличие 8 сероваров. Наиболее часто заболевания у людей вызываются 1-м сероваром.

Многие штаммы иерсиний продуцируют экзотоксин (термостабильный энтеротоксин). При разрушении бактерий выделяется эндотоксин. Иерсинии обладают также способностью кадгезии, инвазии и внутриклеточному размножению. Инвазивные свойства у Y. pseudotuberculosis выражены в большей степени, чем у Y. entero-colitica.

Иерсинии относятся к психрофилам. При температуре холодильника (4-8 °С) они способны длительно сохраняться и размножаться на овощах, корнеплодах и других пищевых продуктах. В то же время, некоторые из штаммов бактерий обладают повышенной термоустойчивостью к высокой температуре и способны выдержать режим пастеризации. При кипячении (100°С) все штаммы иерсиний погибают через несколько секунд. Чувствительны к действию обычных дезинфектантов.

Эпидемиология

Иерсинии (Y. enterocolitica и Y. pseudotuberculosis) широко распространены в природе. Их обнаруживали в почве, воде, выделяли из организма многих видов животных. Однако основным резервуаром возбудителя в природе, очевидно, являются мелкие грызуны, которые, обсеменяя различные объекты внешней среды, пищевые продукты, воду, способствуют распространению инфекции среди других животных. Другим резервуаром иерсиний является почва. Частое обнаружение в ней возбудителей болезней связано не только с загрязнением испражнениями животных, но и с наличием у иерсиний сапрофитических свойств. На основании этого заболевание может быть отнесено к сапрозоонозам.

Основным источником инфекции для человека при иерсиниозе являются сельскохозяйственные животные, реже – синантропные грызуны. Больной человек как источник инфекции имеет несравненно меньшее значение. При псевдотуберкулезе основными источниками инфекции являются синантропные и дикие грызуны. Человек, как правило, источником псевдотуберкулеза не является.

Основной путь распространения обеих инфекций – пищевой. Факторами передачи Y. enterocolitica чаще всего являются инфицированные мясные продукты, молоко, овощи, корнеплоды, вода. К факторам передачи Y. pseudotuberculosis относятся овощные блюда (салаты из капусты, моркови и др.) и молочные продукты, употребляемые в пищу без предварительной термической обработки. Водный путь передачи имеет при обеих инфекциях несравненно меньшее значение. Он обычно реализуется при употреблении воды из открытых водоемов. Другие пути передачи не имеют существенного значения в эпидемиологии иерсиниозов.

Заболевание встречается во всех возрастных группах, но чаще у детей первых лет жизни. Сезонный подъем заболеваемости иерсиниозом отмечается в холодное время года с пиком в ноябре. В некоторых регионах наблюдается два сезонных подъема — осенью и весной. Пик заболеваемости псевдотуберкулезом приходится на весенние месяцы (март-май). Иерсиниоз и псевдотуберкулез протекают в виде спорадических и групповых заболеваний.

Патогенез

Входными воротами для возбудителей иерсиниоза и псевдотуберкулеза служит желудочно-кишечный тракт. Максимально выраженная местная реакция в ответ на инвазию иерсиний регистрируется со стороны слизистой оболочки подвздошной кишки и ее лимфоидных образований. В подвздошной кишке развивается различной выраженности воспалительный процесс – терминальный илеит. По лимфатическим сосудам иерсиний проникают в мезентериальные лимфатические узлы и вызывают мезаденит. В патологический процесс могут быть вовлечены червеобразный отросток и слепая кишка.

На фоне инфекционно-воспалительных изменений развиваются токсический и токсико-вазарный (парез вазамоторов) процессы, связанные с токсинемией. На этом этапе инфекционный процесс, приобретая черты локализованной формы, может завершиться.
В случае прорыва лимфатического барьера кишечника, возникает бактериемия, обусловливающая развитие генерализованных форм заболевания. Наблюдается бактериально-токсическое поражение многих органов и систем, в первую очередь печени и селезенки, возможно развитие полилимфаденита, полиартрита, миозита, нефрита, уретрита, менингита и др.

При длительном нахождении иерсиний и их токсинов в крови и органах больного происходит сенсибилизация организма. У части больных, как правило, с фенотипом HLA-B27, иерсиниоз и псевдотуберкулез могут явиться толчком к возникновению иммунопатологических реакций и состояний.

Заключительное звено патогенеза – освобождение организма от возбудителя, ведущее к выздоровлению.

Развитие специфического иммунитета при иерсиниозе и псевдотуберкулезе происходит медленно и он не является достаточно прочным, с чем связано нередкое развитие обострений и рецидивов болезни.

Клиника

Продолжительность инкубационного периода при иерсиниозе колеблется от 1 до 7 дней, а псевдотуберкулезе – от 3 до 21 дня.

На основе общих патогенетических закономерностей кишечных зоонозов и клинико-патогенетических особенностей иерсиниоза и псевдотуберкулеза могут быть выделены локализованная (гастро-интестиномезентериальная) и генерал и зеванная формы. Они могут иметьманифестноеили (реже) бессимптомное течение.

Локализованная (гастроинтестиномезентериальная) форма манифестного течения включает следующие варианты: гастроэнтеро-колит, гастроэнтерит, энтероколит, энтерит, острый терминальный илеит, мезаденит, аппендицит. Бессимптомное течение локализованной (гастроинтестиномезентериальной) формы включает субклинический и реконвалесцентный варианты. Последний не характерен для псевдотуберкулеза.

Генерализованная форма манифестного течения может иметь две разновидности: токсикобактериемическая и септическая. В зависимости от преобладания той или иной симптоматики токсикобактериемическая разновидность генерализованной формы может протекать в следующих вариантах: экзантематозном, артритическом, желтушном (иерсиниозный гепатит), менингеальном, катаральном, смешанном и в виде иерсиниоза (псевдотуберкулеза) редких локализаций. В редких случаях (например, у иммунокомпрометированных лиц с хронической патологией печени и признаками тезауризмоза железа) развивается иерсиниозный сепсис. Бессимптомное течение при генерализованной форме может быть представлено реконвалесцентным вариантом. Последний обычно не характерен для псевдотуберкулеза.

По тяжести манифестного течения заболевания выделяют легкое, среднетяжелое и тяжелое течение. По характеру течения — гладкое и осложненное, в том числе с обострениями и рецидивами. По продолжительности заболевания и его исходам – острое (до 3 мес.), хроническое (более 3 мес.) и клиника последствий (резидуальная фаза).

Локализованная (застроинтестиномезентериальная) форма встречается в 70% случаев иерсиниоза и почти 30% псевдотуберкулеза. Наиболее частыми проявлениями данной формы являются гастроэнтероколитический, гастроэнтеритический, энтероколитический и энтеритический варианты течения болезни. Они регистрируются во всех возрастных группах, но в основном у детей в возрасте до 10 лет.

Клиническая картина указанных вариантов характеризуется наличием интоксикационного синдрома и симптомов поражения желудочно-кишечного тракта на том или ином его уровне. Заболевание начинается остро: возникают озноб, повышение температуры тела до 38-38,5°С. Больных беспокоит головная боль, слабость, миалгии и артралгии. Одновременно с интоксикационным синдромом возникают тошнота, у части больных — рвота, боли в животе, которые носят схваткообразный или постоянный характер. Локализация болей – в эпигастрии, вокруг пупка, в правой подвздошной области, иногда в правом подреберье. Стул жидкий, вязкий, с резким запахом. У некоторых больных при вовлечении в патологический процесс толстой кишки в стуле обнаруживают примесь слизи, реже крови. Частота стула от 2-3 до 15 раз в сутки. Продолжительность заболевания от 2 до 15 сут. Наряду с доброкачественным течением встречаются тяжелые формы болезни с резко выраженной интоксикацией, обезвоживанием организма.

Острый терминальный илеит сопровождается повышением температуры тела до 38-39°С, интенсивными болями в илеоцекальной области и диареей. Больные, как правило, описывают два вида болей: постоянного и на их фоне – схваткообразного типов. При рентгенологическом исследовании пораженная часть подвздошной кишки резко сужена и имеет сглаженный рельеф слизистой оболочки («симптом шнура»). Терминальный илеит имеет длительное и нередко осложненное течение. Среди возможных осложнений: инфарцирование и некроз слизистой оболочки с последующим ограниченным или (редко) разлитым перитонитом, спаечный процессе развитием кишечной непроходимости и др. Возможно развитие клиники последствий в виде хронического гранулематозно-язвенного поражения подвздошной кишки, морфологически не отличимого от болезни Крона.

Острый мезаденит характеризуется умеренно выраженной интоксикацией, субфебрильной температурой, меньшей, чем при терминальном илеите силой схваткообразных и постоянного типа болей. В дебюте заболевания может иметь место тошнота, рвота, жидкий стул до 3-5 раз за сутки. В дальнейшем у значительной части больных наблюдается развитие (за 4-6 дней) «инфильтрата» в илеоцекальной области, представляющего собой группу увеличенных мезентериальных узлов, и перитонеальной симптоматики. Выявляют положительные симптомы Мак-Фаддена, Клейна, Падалки, «перекрестный» симптом Штернберга. Течение острого мезаденита нередко сопровождается обострениями и рецидивами. Возможен переход заболевания в затяжное и хроническое течение. Часть больных подвергаются оперативному вмешательству.

Острый иерсиниозный (псевдотуберкулезный) аппендицит в отличие от вульгарного имеет более медленный темп развития от катаральной до деструктивной форм. Как следствие этого – большая частота обнаружения катарально измененного червеобразного отростка в ходе оперативного вмешательства, чем при вульгарном аппендиците. Однако и этот вариант не отличается гладким течением. Нередко после хирургического вмешательства развиваются признаки генерализации: высокая лихорадка, полилимфаденит, гепатоспленомегалия, экзантема.

Всем вариантам локализованной формы свойственна не только абдоминальная (желудочно-кишечная), но и внеабдоминальная симптоматика, обусловленная действием токсина и избыточной продукцией простагландинов на вазомоторы и эндотелий сосудов: инъекция сосудов склер и гиперемия конъюнктив, «малиновый» язык, гиперемия мягкого неба, артралгии, миалгии и др.

В периферической крови наблюдается лейкоцитоз, нейтрофилез, палочкоядерный сдвиг, увеличение СОЭ, иногда эозинофилия.

Генерализованная форма встречается примерно в 30% случаев манифестного течения иерсиниозаи 70% случаев псевдотуберкулеза. Она имеет две разновидности течения :токсикобактериемическая и септическая. Как при иерсиниозе, так и при псевдотуберкулезе обычно наблюдается токсикобактериемическое течение генерализованной формы. Септическое течение при обоих заболеваниях встречается крайне редко.

Токсикобактериемическое течение генерализованной формы наиболее хорошо изучено при экзантем атозном варианте псевдотуберкулеза, описанном ранее как дальневосточная скарлати неподобная лихорадка. Заболевание характеризуется острым началом. Больные жалуются на озноб, головную боль, миалгии и артралгии. Температура тела повышается до 38-40°С и держится на этом уровне в течение 5-7 сут, а при тяжелой форме и дольше. В первые дни болезни отмечаются тошнота, иногда рвота, жидкий стул, боли в животе. Нередко наблюдаются катаральные симптомы со стороны верхних дыхательных путей: першениеи умеренные боли при глотании, покашливание, насморк.

При объективном обследовании в 1-ю неделю заболевания кожа больных сухая, горячая, лицо одутловатое. Отмечается гиперемия конъюнктив, инъекция сосудов склер. Нередко, особенно у детей, определяется бледный носогубный треугольник. Слизистая оболочка ротоглотки диффузно гиперемирована. У части больных на мягком небе обнаруживается точечная энантема. К числу кардинальных признаков этого заболевания относятся точечная скарлатиноподобная экзантема в сочетании с симптомами «капюшона» (гиперемия лица и шеи), «перчаток» и «носков» (ограниченная гиперемия кистей и стоп). Эти кардинальные симптомы появляются чаще всего на 2-4-й день болезни. Продолжительность существования сыпи – 1-7 дней. После ее исчезновения, со 2-й недели болезни, у большинства больных появляется отрубевидное шелушение кожи туловища, лица и шеи и пластинчатое (листовидное) – кожи ладоней и стоп.

Следует заметить, что подобный тип экзантемы практически не встречается при иерсиниозе. Для него более характерна мелкопятнистая сыпь на симметричных участках кожи туловища и/или конечностей, которая исчезает в срок от нескольких часов до 3-4 сут.

При пальпации находят умеренно увеличенные и болезненные периферические лимфоузлы. Определяются лабильность и учащение пульса, соответствующее температуре тела. Артериальное давление несколько снижено.

Органы пищеварительной системы закономерно вовлекаются в патологический процесс. Язык, обложенный в первые дни болезни белым налетом, часто к 5-7-му дню очищается и становится «малиновым». При пальпации живота отмечают болезненность и урчание в илеоцекальной области, с меньшим постоянством в эпи- и мезогастрии. Выявляются положительные симптомы Падалки, «перекрестный» Штернберга. У больных с пониженным питанием можно прощупать увеличенные и болезненные мезентериальные лимфатические узлы. Обычно в патологический процесс вовлекается печень. Она увеличивается, становится доступной для пальпации к концу 1-й недели заболевания. У некоторых больных поражение паренхимы печени приводит к появлению иктеричности склер и кожи, гипербилирубинемии, уробилин- и билирубинурии, умеренно выраженной гипертрансаминаземии.

В части случаев имеет место спленомегалия. В периферической крови – нейтрофильный лейкоцитоз Ю-ЗОхЮ^л, палочкоядерный сдвиг, иногда эозинофилия, увеличение СОЭ до 25-50 мм/ч.

Заболевание нередко сопровождается развитием признаков инфекционно-токсического интерстициального нефрита. В некоторых случаях тяжелого течения болезни наблюдаются признаки серозного менингита.

У части больных 2-я и 3-я недели болезни характеризуются появлением симптомов, свидетельствующих об иммунопатологической перестройке. В это тпериод нередко появляются уртикарные, макулезные и макулопапулезные высыпания с локализацией на туловище и конечностях, чаще в области крупных суставов. Возникает узловатая эритема. У некоторых больных развивается реактивный полиартрит, болезнь Рейтера.

Иногда в этот период заболевания выявляют миокардит, нефрит, уретрит, цистит, конъюнктивит, иридоциклит и другие поражения внутренних органов.

По преобладанию той или иной симптоматики в пределахтокси-кобактериемического течения генерализованной формы заболевания выделяют следующие варианты: экзантематозный, артритический, желтушный (иерсиниозный/псевдотуберкулезный гепатит), менингеальный, катаральный и иерсиниоз (псевдотуберкулез) редких локализаций.

Обострения и рецидивы часто осложняют течение иерсиниоза и псевдотуберкулеза. Они встречаются у 1/ больных и характеризуются повторной волной лихорадки и симптомами локальных поражений.

В период реконвалесценции температура тела снижается до нормальной, симптомы интоксикации исчезают, нормализуются функции внутренних органов.

Тяжесть течения иерсиниоза и псевдотуберкулеза определяется выраженностью интоксикационного синдрома и степенью вовлечения в патологический процесс внутренних органов. Чаще заболевание протекает в легкой и среднетяжелой формах.

Септическое течение генерализованной формы иерсиниоза и псевдотуберкулеза встречается очень редко. Оно, как правило, развивается при выраженном иммунодефиците, у лиц с хронической патологией печени и признаками тезауризмоза железа. Течение заболевания характеризуется тяжелой интоксикацией, микроабсцедированием внутренних органов, гепатоспленомегалией, нередко диареей, длительным рецидивирующим течением и, несмотря на лечение, высокой летальностью.

При всех формах манифестного течения иерсиниозной инфекции продолжительность заболевания обычно не превышает 1,5 мес. Однако иногда встречается затяжное течение болезни (от 1,5 до 3 мес) и в редких случаях хроническое (более 3 мес). Наличие заболевания, этиологически связанного с перенесенным иерсиниозом, но при доказанном бактериологически и серологически отсутствии возбудителя в организме больного должно расцениваться как клиника последствий иерсиниоза (резидуальная фаза).

Бессимптомное течение может быть острым (до 3 мес) и хроническим (более 3 мес). Последнее не характерно для псевдотуберкулеза. Кроме того, при иерсиниозев отличие от псевдотуберкулеза наблюдается не только субклиническое, но и реконвалесцентное бактериовыделение возбудителей болезни. Лица, имеющие бессимптомное течение заболевания, выявляются активно при обследовании работников пищевых предприятий и контактных – в очагах.

Прогноз в большинстве случаев, за исключением септического течения болезни, благоприятный.

Диагностика

Из клинических признаков наибольшее диагностическое значение имеет сочетание синдрома поражения желудочно-кишечного тракта и «внекишечной» токсико-вазарной симптоматики. Данные эпидемиологического анамнеза, особенно при групповом характере заболеваемости, также имеют большое значение в распознавании иерсиниоза и псевдотуберкулеза. Однако решающим в установлении окончательного диагноза являются специфические методы диагностики – бактериологический и серологический.

Основными материалам и для бактериологического исследования служат испражнения, кровь, цереброспинальная жидкость, резецированные лимфатические узлы и червеобразный отросток. Для определения присутствия псевдотуберкулезных антигенов в фекалиях и другом материале используют иммуноферментный анализ (ИФА).

Серологическая диагностика имеет большое значение для подтверждения не только клинического диагноза, но и этиологической роли выделенных иерсиний. Она осуществляется с помощью РА и РНГА методом парных сывороток. Исследуют сыворотки крови, взятые в начале и на 3-й неделе болезни. Диагностическим для РА считается титр антител 1:80 и выше, а для РНГА-1:160 и выше.

В экспресс-диагностике иерсиниоза используют РНГА с иммуноглобулиновыми диагностикумами и МФА.

Определенное значение в диагностике имеет также гистологическое исследование биоптатов лимфатических узлов и других органов.

Дифференциальная диагностика иерсиниоза и псевдотуберкулеза зависит от клинического варианта болезни. Наиболее часто возникает необходимость дифференцировать эти заболевания с острыми кишечными инфекциями, аппендицитом, различными заболеваниями суставов, вирусным гепатитом, сепсисом иной этиологии и др.

Лечение

В качестве этиотропных средств применяют антибиотики, сульфаниламиды и химиопрепараты. К препаратам выбора при генерализованной форме заболеваний относятся фторхинолоны. К препаратам резерва — цефалоспорины 3-го поколения, тетрациклины и левомицетин. Аминогликозиды обычно используют при лечении больных с иерсиниозным (псевдотуберкулезным) гепатитом. Для лечения больных с гастроинтестиномезентериальной формой (варианты: гастроэнтероколит, гастроэнтерит, энтероколит, энтерит) могут быть использованы препараты из группы котримоксазола и нитрофурана. Продолжительность этиотропной терапии зависит от формы заболевания. При локализованной форме она составляет 7-10 дней, при генерализованной – не менее 12-14 дней.

Патогенетическая терапия предусматривает назначение дезинтоксикационных, общеукрепляющих и стимулирующих, а также десенсибилизирующих средств. В некоторых случаях используют глюкозоэлектролитныеи полиионные растворы для регидратации.

Больных с септическим течением заболевания лечат в соответствие с принципами лечения сепсиса, используя 2-3 антибиотика (фторхинолоны, аминогликозиды, цефалоспорины) внутривенно в сочетании с интенсивной патогенетической терапией.

Больные с бессимптомным течением получают терапию в зависимости от варианта (субклинический или реконвалесцентный) и продолжительности бактериовыделения. Лечение острого субклинического варианта соответствует терапии легкого течения локализованной формы. В терапии хронического субклинического и реконвалесцентного вариантов используют фторхинолоны, аминогликозиды, рифампицин в комплексе с иммуноориентированными средствами.

По показаниям проводится оперативное лечение.

Профилактика

Контроль за состоянием овощехранилищ, борьба с грызунами.

Три состояния воды — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Мы привыкли, что вода — это прозрачная жидкость без цвета и вкуса. Но она бывает и твёрдой, и газообразной. Лёд и снег — это тоже вода. А в воздухе всегда есть вода в виде пара.

Вода может быть в трёх состояниях: жидком, газообразном (пар, туман) и твёрдом (лёд, снег, град, иней).

Состояние воды зависит от температуры. Если на улице тепло, то вода жидкая. На морозе вода замерзает и превращается в лёд. А при нагревании она испаряется и становится водяным паром.

При этом изменяется расстояние между молекулами воды. В твёрдой воде молекулы располагаются совсем близко. В жидкой воде они дальше друг от друга, а в газообразной — совсем далеко.

Превращения воды

Превращение жидкой воды в лёд происходит при температуре ниже \(0\) градусов. Это замерзание.

Лёд начинает таять, если температура выше \(0\) градусов. Происходит таяние льда.

Превращение жидкой воды в пар — это испарение. Испарение происходит при любой температуре, а полностью вода становится газообразной, если температура выше \(100\) градусов.

Водяной пар превращается в жидкую воду при температуре ниже \(100\) градусов. Процесс называется конденсация.

Особые свойства льда

Обыч­но твёр­дые ве­ще­ства тя­же­лее, чем те же ве­ще­ства в жид­ком со­сто­я­нии. На­при­мер, ку­со­чек воска тонет в рас­плав­лен­ном воске. Лёд не тонет в воде. Если бро­сить ку­со­чек льда в  воду, он будет пла­вать на по­верх­но­сти.

При замерзании вода ведёт себя не так, как другие вещества.  Если воду охлаждать, то она начинает сжиматься. Но как только температура воды становится ниже \(0\) градусов, всё изменяется. При замерзании вода опять расширяется. Лёд за­ни­ма­ет боль­ший объём, чем вода, и он легче воды.

Если стеклянную  бутылку с водой  оставить на морозе, то она лопается.  То же самое происходит и с водопроводными трубами. Если в них вода замёрзнет, то они разрываются. В сильные морозы из-за этого происходят аварии, и люди остаются без тепла и воды.

Растворенный кислород — Системы измерения окружающей среды

Что такое растворенный кислород?

Растворенный кислород означает уровень свободного, несоставного кислорода, присутствующего в воде или других жидкостях. Это важный параметр при оценке качества воды из-за его влияния на организмы, живущие в водоеме. В лимнологии (изучении озер) растворенный кислород является важным фактором, уступающим только воде. Слишком высокий или слишком низкий уровень растворенного кислорода может нанести вред водным организмам и повлиять на качество воды.

Несоставной кислород или свободный кислород (O2) — это кислород, который не связан с каким-либо другим элементом. Растворенный кислород — это наличие этих свободных молекул O2 в воде. Связанная молекула кислорода в воде (h3O) находится в соединении и не учитывается при определении уровней растворенного кислорода. Можно представить себе, что молекулы свободного кислорода растворяются в воде так же, как соль или сахар при перемешивании ².

Несвязанные молекулы кислорода в воде

Растворенный кислород и водная жизнь

Растворенный кислород важен для многих форм водных организмов.

Растворенный кислород необходим для многих форм жизни, включая рыб, беспозвоночных, бактерий и растений. Эти организмы используют кислород для дыхания, как и организмы на суше. Рыбы и ракообразные получают кислород для дыхания через свои жабры, тогда как растениям и фитопланктону требуется растворенный кислород для дыхания, когда нет света для фотосинтеза ⁴ . Необходимое количество растворенного кислорода варьируется от существа к существу. Донные кормушки, крабы, устрицы и черви нуждаются в минимальном количестве кислорода (1-6 мг / л), тогда как мелководным рыбам требуется более высокий уровень (4-15 мг / л) ⁵.

Микробам, таким как бактерии и грибы, также требуется растворенный кислород. Эти организмы используют DO для разложения органического материала на дне водоема. Микробное разложение является важным фактором повторного использования питательных веществ. Однако, если существует избыток разлагающегося органического материала (от умирающих водорослей и других организмов) в водоеме с нечастым или нулевым оборотом (также известный как стратификация), кислород на более низких уровнях воды будет израсходован быстрее ⁶.

Откуда взялось?

Как растворенный кислород попадает в воду

Растворенный кислород попадает в воду через воздух или как побочный продукт растений.Из воздуха кислород может медленно диффундировать по поверхности воды из окружающей атмосферы или быстро смешиваться с аэрацией, естественной или искусственной ⁷ . Аэрация воды может быть вызвана ветром (создающим волны), порогами, водопадами, сбросом грунтовых вод или другими формами проточной воды. Искусственные причины аэрации варьируются от аквариумного воздушного насоса до водяного колеса, вращаемого вручную, и до большой плотины.

Растворенный кислород также образуется в качестве побочного продукта фотосинтеза фитопланктона, водорослей, морских водорослей и других водных растений ⁸ .

Растворенный кислород в результате фотосинтеза

Растворенный кислород может попадать в воду как побочный продукт фотосинтеза.

В то время как большая часть фотосинтеза происходит на поверхности (мелководные растения и водоросли), большая часть процесса происходит под водой (водорослями, подповерхностными водорослями и фитопланктоном). Свет может проникать в воду, хотя глубина, на которую он может проникнуть, зависит от растворенных твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде. Глубина также влияет на длины волн, доступные растениям: красный цвет быстро поглощается, а синий свет виден на расстоянии более 100 метров.В чистой воде больше не хватает света для фотосинтеза за пределами 200 м, и водные растения перестают расти. В мутной воде эта фотическая (светопроницаемая) зона часто намного мельче.

Независимо от доступных длин волн цикл не меняется ⁹. Помимо необходимого света, CO2 легко поглощается водой (он примерно в 200 раз более растворим, чем кислород), а кислород, образующийся в качестве побочного продукта, остается растворенным в воде¹⁰. Основная реакция водного фотосинтеза остается:

CO2 + h3O → (Ch3O) + O2

Так как водный фотосинтез зависит от света, выделяемый растворенный кислород достигает пика в дневные часы и снижается ночью ⁸.

Насыщение растворенным кислородом

Не все глубины воды достигают 100% насыщения воздухом

В устойчивом водном пространстве без стратификации растворенный кислород остается на уровне 100% насыщения воздухом. 100% -ное насыщение воздухом означает, что вода удерживает в равновесии как можно больше молекул растворенного газа. В состоянии равновесия процентное содержание каждого газа в воде будет эквивалентно процентному содержанию этого газа в атмосфере, то есть его парциальному давлению ³. Вода будет медленно поглощать кислород и другие газы из атмосферы, пока не достигнет равновесия при полном насыщении ¹⁰ .Этот процесс ускоряется ветровыми волнами и другими источниками аэрации ³.

В более глубоких водах DO может оставаться ниже 100% из-за дыхания водных организмов и микробного разложения. Эти более глубокие уровни воды часто не достигают 100% -ного равновесия насыщения воздухом, потому что они недостаточно мелкие, чтобы на них влияли волны и фотосинтез на поверхности ³. Эта вода находится ниже невидимой границы, называемой термоклином (глубина, на которой температура воды начинает снижаться) ¹¹.

Что влияет на растворимость кислорода?

Концентрация растворенного кислорода уменьшается с повышением температуры

Два водоема, оба на 100% насыщенные воздухом, не обязательно имеют одинаковую концентрацию растворенного кислорода. Фактическое количество растворенного кислорода (в мг / л) будет варьироваться в зависимости от температуры, давления и солености ¹.

Во-первых, растворимость кислорода уменьшается с увеличением температуры ¹. Это означает, что более теплая поверхностная вода требует меньше растворенного кислорода для достижения 100% насыщения воздухом, чем более глубокая и холодная вода.Например, на уровне моря (1 атм или 760 мм рт. Ст.) И 4 ° C (39 ° F) 100% насыщенная воздухом вода будет содержать 10,92 мг / л растворенного кислорода. ³ Но если бы температуру повысили до комнатной, 21 ° C (70 ° F), то при 100% -ном насыщении воздухом было бы только 8,68 мг / л растворенного кислорода ³.

Второй растворенный кислород экспоненциально уменьшается с увеличением уровня соли ¹. Вот почему при одинаковом давлении и температуре соленая вода содержит примерно на 20% меньше растворенного кислорода, чем пресная вода ³.

Концентрация растворенного кислорода уменьшается с увеличением высоты (снижением давления)

В-третьих, растворенный кислород будет увеличиваться с увеличением давления ¹.Это верно как для атмосферного, так и для гидростатического давления. Вода на более низких высотах может содержать больше растворенного кислорода, чем вода на больших высотах. Это соотношение также объясняет возможность «перенасыщения» воды ниже термоклина — при более высоком гидростатическом давлении вода может удерживать больше растворенного кислорода, не выходя из него ¹. Газонасыщенность снижается на 10% на метр увеличения глубины за счет гидростатического давления ². Это означает, что если концентрация растворенного кислорода составляет 100% воздухонасыщения у поверхности, это будет только 70% насыщения воздухом на три метра ниже поверхности.

Таким образом, более холодные и глубокие пресные воды обладают способностью удерживать более высокие концентрации растворенного кислорода, но из-за микробного разложения, отсутствия контакта с атмосферой для диффузии и отсутствия фотосинтеза фактические уровни DO часто намного ниже 100% насыщения ¹⁰ . Теплая неглубокая соленая вода достигает 100% насыщения воздухом при более низкой концентрации, но часто может достигать уровней более 100% из-за фотосинтеза и аэрации. Мелководье также остается ближе к 100% насыщению из-за контакта с атмосферой и постоянной диффузии ¹⁰.

Если происходит значительный фотосинтез или быстрое изменение температуры, вода может достичь уровней DO выше 100% насыщения воздухом. На этих уровнях растворенный кислород будет рассеиваться в окружающей воде и воздухе, пока не достигнет уровня 100% ³.

Каким образом вода может быть насыщена более чем на 100%?

Закон Генри, определяющий концентрацию растворенного кислорода при 20 ° C и 100% -ном насыщении воздуха (1 кг воды = 1 л воды)

100% -ное насыщение воздухом является точкой равновесия для газов в воде.Это связано с тем, что молекулы газа диффундируют между атмосферой и поверхностью воды. Согласно закону Генри, содержание растворенного кислорода в воде пропорционально проценту кислорода (парциальному давлению) в воздухе над ним ¹³ . Поскольку содержание кислорода в атмосфере составляет около 20,3%, парциальное давление кислорода на уровне моря (1 атм) составляет 0,203 атм. Таким образом, количество растворенного кислорода при 100% насыщении на уровне моря при 20 ° C составляет 9,03 мг / л.

Уравнение показывает, что вода будет оставаться при 100% -ном насыщении воздухом при равновесии.Однако есть несколько факторов, которые могут повлиять на это. Водное дыхание и разложение понижают концентрацию DO, в то время как быстрая аэрация и фотосинтез могут способствовать перенасыщению. В процессе фотосинтеза кислород образуется как отходы. Это увеличивает концентрацию растворенного кислорода в воде, потенциально повышая ее насыщение выше 100%. Кроме того, уравновешивание воды — медленный процесс (за исключением ситуаций с сильным взбалтыванием или аэрированием). Это означает, что уровень растворенного кислорода может легко превышать 100% насыщения воздуха в течение дня в фотосинтетически активных водоемах ¹⁴.

Растворенный кислород часто достигает более 100% насыщения воздуха из-за активности фотосинтеза в течение дня. Перенасыщение воды может быть вызвано быстрой аэрацией из плотины.

Перенасыщение, вызванное быстрой аэрацией, часто наблюдается у плотин гидроэлектростанций и больших водопадов ². В отличие от небольших порогов и волн, вода, протекающая через плотину или водопад, захватывает и уносит с собой воздух, который затем погружается в воду. На большей глубине и, следовательно, при более высоком гидростатическом давлении, этот увлеченный воздух вытесняется в раствор, потенциально повышая уровни насыщения более чем на 100% ².

Быстрые изменения температуры также могут привести к показаниям DO выше 100% ¹⁴. С повышением температуры воды растворимость кислорода снижается. В прохладную летнюю ночь температура в озере может быть 60 ° F. При 100% -ном насыщении воздуха уровень растворенного кислорода в озере составит 9,66 мг / л. Когда солнце встает и нагревает озеро до 70 ° F, 100% насыщение воздухом должно соответствовать 8,68 мг / л DO ³. Но если нет ветра, который двигал бы равновесие, озеро все равно будет содержать исходные 9,66 мг / л DO, то есть насыщение воздухом 111%.

Типичные уровни растворенного кислорода

Концентрации растворенного кислорода могут колебаться ежедневно и сезонно.

На концентрацию растворенного кислорода постоянно влияют диффузия и аэрация, фотосинтез, дыхание и разложение. В то время как вода уравновешивается до 100% насыщения воздухом, уровни растворенного кислорода также будут колебаться в зависимости от температуры, солености и давления ³. Таким образом, уровни растворенного кислорода могут варьироваться от менее 1 мг / л до более 20 мг / л в зависимости от того, как взаимодействуют все эти факторы.В пресноводных системах, таких как озера, реки и ручьи, концентрация растворенного кислорода будет варьироваться в зависимости от сезона, местоположения и глубины воды.

Колебания пресной воды: Пример 1

В реке Помтон в Нью-Джерси средние концентрации растворенного кислорода колеблются от 12-13 мг / л зимой и падают до 6-9 мг / л летом ⁸. В той же реке наблюдаются суточные колебания до 3 мг / л из-за продукции фотосинтеза ⁸.

Уровни растворенного кислорода часто стратифицируются зимой и летом, меняясь весной и осенью по мере выравнивания температуры в озере.

Колебания пресной воды: Пример 2

Исследования в Крукед-Лейк в Индиане показывают, что концентрация растворенного кислорода меняется в зависимости от сезона и глубины от 12 мг / л (поверхность, зима) до 0 мг / л (глубина 32 м, конец лета), при полном озере. оборот весной и осенью выравнивает уровни DO около 11 мг / л для всех глубин ¹.

В реках и ручьях концентрация растворенного кислорода зависит от температуры.

Реки и ручьи имеют тенденцию оставаться около 100% -ного насыщения воздухом или немного выше него из-за относительно большой площади поверхности, аэрации от порогов и разгрузки грунтовых вод, что означает, что их концентрация растворенного кислорода будет зависеть от температуры воды ¹.В то время как грунтовые воды обычно имеют низкие уровни DO, потоки, питаемые грунтовыми водами, могут содержать больше кислорода из-за притока более холодной воды и вызываемого ею перемешивания ¹⁵. Стандартные методы исследования воды и сточных вод определяют растворенный кислород в потоках как сумму побочных продуктов фотосинтеза, дыхания, повторной аэрации, накопления за счет притока подземных вод и поверхностного стока ¹³.

Морская вода содержит меньше кислорода, чем пресная вода, поэтому концентрации DO в океане, как правило, ниже, чем в пресной воде.В океане среднегодовые концентрации DO в поверхностных водах колеблются от 9 мг / л у полюсов до 4 мг / л у экватора с более низкими уровнями DO на больших глубинах. Вблизи экватора концентрация растворенного кислорода ниже, поскольку соленость выше.

Уровни растворенного кислорода на поверхности океана: (данные: Атлас Мирового океана 2009; фото: Plumbago; Wikipedia Commons)

В некоторых штатах приняты законы о стандартах качества воды, требующие минимальных концентраций растворенного кислорода; в Мичигане эти минимальные значения составляют 7 мг / л для холодноводных промыслов и 5 мг / л для теплокровных рыб ¹⁷ ; в Колорадо для «водной флоры и фауны с холодной водой класса 1» требуется 6 мг / л, а для «водной флоры и фауны с теплой водой класса 1» требуется уровень DO не менее 5 мг / л. ¹⁵ .Чтобы имитировать идеальные системы окружающей среды, пресноводным резервуарам в идеале требуется около 8 мг / л DO для оптимального роста, а требования к морским резервуарам варьируются от 6 до 7 мг / л DO в зависимости от уровня солености ¹⁸. Другими словами, растворенный кислород должен быть почти на 100% воздухонасыщенным.

Примеры требований для пресноводных организмов и растворенного кислорода

Минимальные потребности в растворенном кислороде пресноводных рыб

Холодноводные рыбы, такие как форель и лосось, больше всего страдают от низкого уровня растворенного кислорода ¹⁹ .Средний уровень DO для взрослых лососевых составляет 6,5 мг / л, а минимальный — 4 мг / л ². Эти рыбы обычно стараются избегать мест, где растворенный кислород составляет менее 5 мг / л, и начнут умирать, если подвергнутся воздействию DO менее 3 мг / л в течение более чем пары дней ¹⁹. Для икры лосося и форели уровни растворенного кислорода ниже 11 мг / л задерживают их вылупление, а ниже 8 мг / л замедляют их рост и снижают выживаемость. ¹⁹ Когда растворенный кислород упадет ниже 6 мг / л (что считается нормальным для большинства других рыб), подавляющее большинство икры форели и лосося погибнет.¹⁹

Синежабрник, большеротый окунь, белый окунь и желтый окунь считаются теплопроводными рыбами и зависят от содержания растворенного кислорода выше 5 мг / л. ²¹ . Они будут избегать районов, где уровни DO ниже 3 мг / л, но обычно не начинают страдать от смертельного исхода из-за кислородного истощения, пока уровни не упадут ниже 2 мг / л. Средние уровни DO должны оставаться около 5,5 мг / л для оптимального роста и выживания ¹².

Судак также предпочитает уровни выше 5 мг / л, хотя они могут выжить при уровнях DO 2 мг / л в течение короткого времени.«Маски требуется уровень более 3 мг / л как для взрослых особей, так и для яиц». Карпы более выносливы, и хотя они могут наслаждаться уровнем растворенного кислорода выше 5 мг / л, они легко переносят уровни ниже 2 мг / л и могут выжить при уровнях ниже 1 мг / л²⁶.

К пресноводным рыбам, наиболее устойчивым к уровню DO, относятся толстоголовые гольяны и северная щука. Северная щука может выжить при концентрациях растворенного кислорода до 0,1 мг / л в течение нескольких дней и при 1,5 мг / л в течение бесконечного промежутка времени ²⁷. Толстоголовые гольяны могут выжить при концентрации 1 мг / л в течение длительного периода с минимальным влиянием на воспроизводство и рост.

Что касается донных микробов, то изменения ДО их не сильно беспокоят. Если весь кислород на их уровне воды будет израсходован, бактерии начнут использовать нитраты для разложения органических веществ — процесс, известный как денитрификация. Если весь азот израсходован, они начнут восстанавливать сульфат ¹⁷. Если органическое вещество накапливается быстрее, чем разлагается, отложения на дне озера просто обогащаются органическим материалом. ²⁸.

Примеры требований для морских организмов и растворенного кислорода

Минимальные потребности в растворенном кислороде для морских рыб

Морские рыбы и организмы имеют более высокую толерантность к низким концентрациям растворенного кислорода, поскольку морская вода имеет более низкую 100% насыщенность воздухом, чем пресная вода.В целом уровень растворенного кислорода в морской воде примерно на 20% меньше, чем в пресной ³.

Это не означает, что морские рыбы могут жить без растворенного кислорода. Полосатому окуну, белому окуну и американскому шэду для роста и процветания требуется уровень DO более 5 мг / л ⁵. Красный хек также чрезвычайно чувствителен к уровням растворенного кислорода, покидая свою предпочитаемую среду обитания вблизи морского дна, если его концентрация упадет ниже 4,2 мг / л²⁹.

Потребность в растворенном кислороде для рыб открытого и глубоководного океанов отследить немного сложнее, но в этом районе проводились некоторые исследования.Олень плавает в районах с концентрацией DO не менее 3,5 мг / л, а марлины и парусники ныряют на глубины с концентрацией DO 1,5 мг / л ³⁰. Точно так же белые акулы также ограничены в глубине погружения из-за уровней растворенного кислорода (выше 1,5 мг / л), хотя многие другие акулы были обнаружены в районах с низким DO ³³. Выслеженная рыба-меч в течение дня предпочитает мелководье, купаясь в насыщенной кислородом воде (7,7 мг / л) после погружения на глубину с концентрацией около 2,5 мг / л ³⁴. Альбакорский тунец обитает на уровне океана, и ему требуется как минимум 2 особи.5 мг / л ³⁵, в то время как для палтуса минимальный порог допуска DO составляет 1 мг / л ³⁶.

Многие морские тропические рыбы, в том числе рыба-клоун, рыба-ангел и групер, требуют более высоких уровней DO, как, например, рыбы, окружающие коралловые рифы. Коралловые рифы находятся в эвфотической зоне (где свет проникает в воду — обычно не глубже 70 м). Более высокие концентрации растворенного кислорода обычно обнаруживаются вокруг коралловых рифов из-за фотосинтеза и аэрации от водоворотов и волн ³⁷. Эти уровни DO могут колебаться от 4-15 мг / л, хотя обычно они остаются на уровне 5-8 мг / л, циклически меняясь между производством дневного фотосинтеза и ночным дыханием растений ³⁸.Что касается насыщения воздуха, это означает, что растворенный кислород у коралловых рифов может легко колебаться от 40 до 200% ³⁹.

Ракообразные, такие как крабы и омары, являются донными (обитающими на дне) организмами, но все же требуют минимального уровня растворенного кислорода. В зависимости от вида минимальные требования DO могут варьироваться от 4 мг / л до 1 мг / л ³. Несмотря на то, что они обитают на дне, мидии, устрицы и моллюски также требуют минимум 1-2 мг / л растворенного кислорода ²⁹ , поэтому они встречаются в более мелких прибрежных водах, которые получают кислород из атмосферы и источников фотосинтеза.

Последствия необычных уровней DO

Если концентрация растворенного кислорода упадет ниже определенного уровня, уровень смертности рыб увеличится. Чувствительные пресноводные рыбы, такие как лосось, не могут воспроизводить даже при уровнях ниже 6 мг / л. В океане прибрежная рыба начинает избегать районов, где содержание DO ниже 3,7 мг / л, а определенные виды полностью покидают район, когда уровень содержания ниже 3,5 мг / л². Ниже 2,0 мг / л беспозвоночные также покидают, а ниже 1 мг / л даже бентические организмы демонстрируют снижение темпов роста и выживаемости ²⁹.

Убийство рыбы / Winterkill

Убийство рыбы происходит, когда большое количество рыбы умирает в районе воды. Это может быть видовая или водная смертность. Убийство рыбы может произойти по ряду причин, но зачастую одним из факторов является низкий уровень растворенного кислорода. Winterkill — это гибель рыбы, вызванная длительным сокращением растворенного кислорода из-за льда или снежного покрова на озере или пруду ²⁰.

Истощение растворенного кислорода — наиболее частая причина гибели рыбы.

Когда водоем чрезмерно продуктивен, кислород в воде может израсходоваться быстрее, чем он может быть восполнен.Это происходит, когда водоем переполнен организмами или когда происходит массовое отмирание цветения водорослей.

Убийство рыбы чаще встречается в эвтрофных озерах: озерах с высокой концентрацией питательных веществ (особенно фосфора и азота) ⁴¹. Высокий уровень питательных веществ способствует цветению водорослей, что может изначально повысить уровень растворенного кислорода. Но больше водорослей означает большее дыхание растений, потребление DO, а когда водоросли умирают, разложение бактерий резко возрастает, израсходовав большую часть или весь доступный растворенный кислород.Это создает бескислородную или обедненную кислородом среду, в которой рыба и другие организмы не могут выжить. Такие уровни питательных веществ могут возникать естественным образом, но чаще всего они вызваны загрязнением в результате стока удобрений или плохо очищенных сточных вод ⁴¹.

Winterkills происходит, когда дыхание рыб, растений и других организмов превышает выработку кислорода фотосинтезом ¹. Они возникают, когда вода покрыта льдом и поэтому не может получать кислород путем диффузии из атмосферы. Если затем лед покрывается снегом, фотосинтез также не может происходить, и водоросли будут полностью зависеть от дыхания или отмирать.В этих ситуациях рыба, растения и разложения потребляют растворенный кислород, и его невозможно пополнить, что приводит к гибели рыбы зимой. Чем мельче вода и чем выше продуктивность (высокое содержание организмов) в воде, тем выше вероятность зимнего умерщвления ²⁰.

Болезнь газовых пузырей

Нерка с болезнью газовых пузырей

Как низкое содержание растворенного кислорода может вызвать проблемы, так и высокие концентрации. Перенасыщенная вода может вызвать болезнь газовых пузырей у рыб и беспозвоночных ¹².Значительная смертность происходит, когда растворенный кислород остается на уровне выше 115% -120% насыщения воздуха в течение определенного периода времени. Общая гибель молоди лосося и форели происходит менее чем за три дня при насыщении растворенным кислородом 120% ². Беспозвоночные, хотя они также страдают от болезни газовых пузырей, обычно могут переносить более высокие уровни перенасыщения, чем рыбы ¹².

Длительные периоды перенасыщения могут возникать в сильно аэрированных водах, часто вблизи плотин гидроэлектростанций и водопадов, или из-за чрезмерной фотосинтетической активности.Цветение водорослей может вызвать насыщение воздуха более чем на 100% из-за большого количества кислорода в качестве побочного продукта фотосинтеза. Это часто сочетается с более высокой температурой воды, что также влияет на насыщение. ¹² При более высоких температурах вода становится на 100% насыщенной при более низких концентрациях, поэтому более высокие концентрации растворенного кислорода означают еще более высокие уровни насыщения воздуха.

Мертвая зона

Мертвая зона — это область воды, в которой практически отсутствует растворенный кислород. Они названы так потому, что водные организмы не могут там выжить.Мертвые зоны часто возникают рядом с густонаселенными людьми, такими как эстуарии и прибрежные районы у Мексиканского залива, Северного моря, Балтийского моря и Восточно-Китайского моря. Они также могут встречаться в больших озерах и реках, но более известны в океаническом контексте.

Гипоксические и бескислородные зоны по всему миру (фото предоставлено НАСА)

Эти зоны обычно являются результатом подпитываемых удобрениями водорослей и роста фитопланктона. Когда водоросли и фитопланктон умирают, микробы на морском дне расходуют кислород, разлагая органическое вещество ³¹.Эти бескислородные условия обычно стратифицированы и встречаются только в нижних слоях воды. В то время как некоторые рыбы и другие организмы могут убегать, моллюски, молодь и яйца обычно умирают ³².

Естественные условия гипоксии (с низким содержанием кислорода) не считаются мертвыми зонами. Местная водная жизнь (включая бентические организмы) приспособилась к повторяющимся условиям с низким содержанием кислорода, поэтому неблагоприятные последствия мертвой зоны (массовая гибель рыбы, внезапное исчезновение водных организмов и проблемы роста / развития рыб и беспозвоночных) не проявляются. происходят ³¹.

Такие естественные зоны часто встречаются в глубоких озерных котловинах и на более низких уровнях океана из-за стратификации водной толщи.

Расслоение растворенного кислорода и воды в столбе

Стратификация разделяет водоем на слои. Это наслоение может быть основано на температуре или растворенных веществах (а именно, соли и кислороде), причем оба фактора часто играют роль. Стратификация воды обычно изучается в озерах, хотя она встречается и в океане.Это также может происходить в реках, если водоемы достаточно глубокие, и в устьях, где существует значительная разница между источниками пресной и соленой воды.

Стратификация озера

Стратификация озера

Самый верхний слой озера, известный как эпилимнион, подвергается солнечному излучению и контакту с атмосферой, поддерживая его теплее. Глубина эпилимниона зависит от температурного обмена, обычно определяемого прозрачностью воды и глубиной перемешивания (обычно инициируемого ветром) ¹¹.В этом верхнем слое водоросли и фитопланктон участвуют в фотосинтезе. Между контактом с воздухом, возможностью аэрации и побочными продуктами фотосинтеза растворенный кислород в эпилимнионе остается почти 100% насыщением. Точные уровни DO варьируются в зависимости от температуры воды, количества происходящего фотосинтеза и количества растворенного кислорода, используемого для дыхания водными организмами.

Ниже эпилимниона находится металимнион, переходный слой, толщина и температура которого колеблются.Граница между эпилимнионом и металимнионом называется термоклином — точкой, в которой температура воды начинает неуклонно снижаться ¹¹. Здесь могут произойти два разных исхода. Если свет может проникать за пределы термоклина и фотосинтез происходит в этих слоях, металимнион может достичь максимума кислорода ¹¹. Это означает, что уровень растворенного кислорода в металимнионе будет выше, чем в эпилимнионе. Но в эвтрофных озерах или озерах, богатых питательными веществами, дыхание организмов может истощать уровни растворенного кислорода, создавая металимнетический кислородный минимум ⁴².

Следующий слой — гиполимнион. Если гиполимнион достаточно глубокий, чтобы никогда не смешиваться с верхними слоями, он известен как монимолимнион. Гиполимнион отделен от верхних слоев хемоклином или галоклином. Эти клины отмечают границу между кислородной и бескислородной водой и градиентами солености соответственно. ¹¹. Хотя лабораторные условия позволяют сделать вывод, что при более низких температурах и более высоких давлениях вода может удерживать больше растворенного кислорода, это не всегда результат. В гиполимнионе бактерии и грибы используют растворенный кислород для разложения органического материала ⁶.Этот органический материал поступает из мертвых водорослей и других организмов, которые опускаются на дно. Растворенный кислород, используемый при разложении, не заменяется — нет контакта с атмосферой, аэрации или фотосинтеза для восстановления уровней DO в гиполимнионе. Таким образом, процесс разложения «расходует» весь кислород в этом слое.

Если рассматриваемое озеро представляет собой голомиктическое «смешивающееся» озеро, все слои перемешиваются, по крайней мере, один раз в год (обычно весной и осенью), когда температура слоев озера выравнивается.Этот оборот перераспределяет растворенный кислород по всем слоям, и процесс начинается снова.

Стратификация океана

Стратификация в океане

Стратификация в океане бывает горизонтальной и вертикальной. Прибрежная или прибрежная зона больше всего страдает от устьев рек и других источников притока. Обычно они мелкие и приливные с колебаниями уровня растворенного кислорода. Сублитораль, также известная как неритическая или демерсальная зона, также считается прибрежной зоной.В этой зоне концентрации растворенного кислорода могут варьироваться, но они не колеблются так сильно, как в литоральной зоне.

Это зона, где растут многие коралловые рифы, а уровни DO остаются близкими к 100% -ному насыщению воздухом из-за водоворотов, прибойных волн и фотосинтеза. ⁴⁵ . В этой зоне также обитает большинство океанических бентосных (обитающих на дне) организмов. Океанические донные рыбы не обитают на самых больших глубинах океана. Они обитают на морском дне рядом с побережьями и океаническими шельфами, оставаясь при этом на верхних уровнях океана.

За демерсальной зоной находятся батиальные, абиссальные и хадальные равнины, которые довольно схожи с точки зрения стабильно низкого содержания DO.

В открытом океане есть пять основных вертикальных слоев: эпипелагический, мезопелагический, батипелагический, абиссопелагический и хадалпелагический ⁴⁴. Точные определения и глубина субъективны, но следующая информация в целом согласована. Эпипелагия также известна как поверхностный слой или фотическая зона (куда проникает свет). Это слой с самым высоким уровнем растворенного кислорода из-за воздействия волн и фотосинтеза.Эпипелагиаль обычно достигает 200 м и окаймлен скоплением обрывов.

Эти клины могут перекрываться или существовать на разных глубинах. Как и в озере, термоклин разделяет слои океана по температуре. Галоклин делится по уровням солености, а пикноклин делит слои по плотности ¹⁶. Каждая из этих клин может влиять на количество растворенного кислорода, которое могут удерживать слои океана.

Мезопелагическая, что означает «сумеречная» зона, простирается от 200 до 1000 м. В зависимости от прозрачности воды, часть света может проникать сквозь нее, но этого недостаточно для фотосинтеза ⁴⁴.В пределах этой толщи может находиться зона кислородного минимума (ОМЗ). OMZ развивается потому, что организмы используют кислород для дыхания, но он слишком глубок, чтобы восполняться за счет побочных продуктов фотосинтеза или аэрации из-за волн. Эта зона обычно существует на глубине около 500 м. Мезопелагическая зона граничит с хемоклинами (клинами, основанными на химических уровнях, например, по кислороду и солености) с обеих сторон, отражая различные уровни растворенного кислорода и солености между слоями.

Ниже мезопелагиали находится афотическая зона (зоны).Эти слои имеют более низкие уровни растворенного кислорода, чем поверхностная вода, потому что фотосинтез не происходит, но могут иметь более высокие уровни, чем OMZ, потому что происходит меньшее дыхание.

Батипелагическая, «полуночная» зона существует на высоте 1000–4000 м, и многие существа все еще могут здесь жить. Нижний слой океана — абиссопелагический, существующий ниже 4000 м. Хадопелагический — это название зоны глубоких океанских желобов, которые открываются под абиссальной равниной, таких как Марианская впадина ⁴⁴.

Стратификация эстуария

Стратификация растворенного кислорода в эстуарии зависит от солености (выражается в PSU).

Стратификация лимана основана на распределении солености. Поскольку морская вода содержит меньше растворенного кислорода, чем пресная вода, это может повлиять на распределение водных организмов. Чем сильнее течение реки, тем выше концентрация кислорода. Эта стратификация может быть горизонтальной, когда уровни DO падают от материка к открытому океану, или вертикальной, когда пресная насыщенная кислородом речная вода плавает над морской водой с низким содержанием DO.Когда расслоение четко определено, пикноклин отделяет более свежую воду от соленой, способствуя разделению концентрации растворенного кислорода в каждой пласте.

Единицы измерения растворенного кислорода и отчетность

Преобразование единиц растворенного кислорода при 21 ° Цельсия (70 ° F) и 1 атмосфере (760 мм рт. Ст.)

Растворенный кислород обычно указывается в миллиграммах на литр (мг / л) или в процентах от воздуха насыщенность. Тем не менее, некоторые исследования сообщают о DO в миллионных долях (ppm) или микромолях (мкмоль).1 мг / л равен 1 промилле. Взаимосвязь между мг / л и% насыщения воздухом обсуждалась выше и изменяется в зависимости от температуры, давления и солености воды. Один микромоль кислорода равен 0,022391 миллиграмму, и эта единица измерения обычно используется в океанических исследованиях ⁴⁷. Таким образом, 100 мкмоль / л O2 равно 2,2 мг / л O2.

Расчет DO на основе% насыщения воздуха

Для расчета концентрации растворенного кислорода на основе насыщения воздуха необходимо знать температуру и соленость образца.Барометрическое давление уже учтено, так как парциальное давление кислорода способствует процентному насыщению воздухом ⁷ . Затем соленость и температуру можно использовать в законе Генри для расчета концентрации DO при 100% -ном насыщении воздухом ¹⁰ . Однако проще использовать диаграмму растворимости кислорода. Эти графики показывают концентрацию растворенного кислорода при 100% -ном насыщении воздуха при различных температурах и солености. Затем это значение можно умножить на измеренный процент насыщения воздуха, чтобы рассчитать концентрацию растворенного кислорода ^7.

O2 мг / л = (измеренный% DO) * (значение DO из диаграммы при температуре и солености)

Пример:
70% DO измерено
35 ppt солености
15 ° C

.70 * 8.135 = 5,69 мг / л DO

Цитируйте эту работу

Fondriest Environmental, Inc. «Растворенный кислород». Основы экологических измерений. 19 ноября 2013 г. Web. .

Дополнительная информация

Подземные воды | Информация о воде Земли

Содержание страницы Кимберли Маллен, CPG

Распределение воды на Земле

Земля известна как «Голубая планета», потому что 71 процент поверхности Земли покрыт водой.Вода также существует под земной поверхностью и в виде водяного пара в воздухе. Вода — конечный источник. Вода в бутылках, потребляемая сегодня, может
быть той же водой, которая когда-то текла по спине шерстистого мамонта. Земля — ​​замкнутая система, а это означает, что очень небольшое количество вещества, включая воду, когда-либо покидает или входит в атмосферу; вода, которая была здесь миллиарды лет назад, все еще здесь
сейчас. Но Земля очищает и пополняет запасы воды через гидрологический цикл.

Земля изобилует водой, но, к сожалению, лишь небольшой процент (около 0.3 процента), может использоваться даже людьми. Остальные 99,7% находятся в океанах, почвах, ледяных шапках и плавают в атмосфере. Тем не менее, большая часть из 0,3%,
можно использовать недостижимо. Большая часть воды, используемой людьми, поступает из рек. Видимые водоемы называются поверхностными водами. Большая часть пресной воды фактически находится под землей в виде почвенной влаги и в водоносных горизонтах. Подземные воды могут
подпитывать ручьи, поэтому река может продолжать течь даже в отсутствие осадков.Люди могут использовать как грунтовые, так и поверхностные воды.

Распределение воды на Земле

• Вода в океане: 97,2 процента
• Ледники и другой лед: 2,15 процента
• Подземные воды: 0,61 процента
• Пресноводные озера: 0,009 процента
• Внутренние моря: 0,008 процента
• Почва Влажность: 0,005%
• Атмосфера: 0,001%
• Реки: 0,0001%.

(Ссылка: http: //ga.water.usgs.gov / edu / earthwherewater.html)

(Источник: Nace, USGS, 1967 и The Hydrologic Cycle (Pamphlet), USGS, 1984)

Поверхностные воды намного легче достижимы, поэтому они становятся наиболее распространенным источником питьевой воды. Люди используют около 321 миллиарда галлонов поверхностных вод в день. Ежедневно используется около 77 миллиардов галлонов грунтовых вод. Также существуют проблемы с загрязнением
водоснабжения. Это еще больше ограничивает количество воды, доступной для потребления человеком.Вода встречается в самых разных формах и во многих разных местах. Хотя количество воды, которое существует, кажется, изобилие, доступность
вода для потребления человеком ограничена.

Поверхностные воды

Поверхностные воды можно описать просто как воду, которая находится на поверхности Земли. Сюда входят океаны, реки и ручьи, озера и водохранилища. Поверхностные воды очень важны. Они составляют примерно 80 процентов используемой воды.
ежедневно.В 1990 году одни только Соединенные Штаты использовали приблизительно 327 000 миллиардов галлонов поверхностной воды в день. Поверхностные воды составляют большую часть воды, используемой для коммунального снабжения и орошения. Он играет меньшую роль в майнинге
и животноводство. Океаны, которые являются крупнейшим источником поверхностных вод, составляют примерно 97 процентов поверхностных вод Земли. Однако, поскольку океаны имеют высокую соленость, вода не пригодна для питья. Усилия
был сделан для удаления соли из воды (опреснение), но это очень дорогостоящее мероприятие.Соленая вода используется в процессе добычи полезных ископаемых, в промышленности и в производстве электроэнергии. Океаны также играют жизненно важную роль в гидрологическом цикле, регулируя
глобальный климат и обеспечение среды обитания для тысяч морских видов.

Реки и ручьи представляют собой текущие поверхностные воды. Сила тяжести естественным образом притягивает воду с большей высоты на меньшую. Реки получают воду из двух источников: грунтовые воды и сток. Реки могут получать воду из
грунт, если они врезаются в грунт, то есть участок, в котором грунт пропитан водой.Это называется базовым потоком в ручье. Сток течет вниз по склону, сначала небольшими ручьями, затем постепенно сливаясь с другими ручьями и ручьями, увеличиваясь.
размером, пока не сформируется река. Эти небольшие ручьи или притоки, в которых начинается река, известны как истоки. Источники из замкнутых водоносных горизонтов также могут вносить свой вклад в реки.

Река со временем впадет в океан. Длину реки определить сложно, особенно если у нее много притоков. На веб-сайте USGS длина реки определяется как «расстояние до точки истока от первоначального истока, где
имя определяет полную длину.»Для того, чтобы вода текла, у реки должна быть улучшенная земля, то есть земля, которая находится на более высоком уровне, чем река. Земля, которая улучшается по сравнению с любой точкой на реке, известна как дренаж
бассейн или водораздел. Гряды возвышенностей, такие как Континентальный водораздел, разделяют два водосборных бассейна. Текущая вода чрезвычайно мощна и играет важную роль в создании ландшафта и в жизни людей. Проточная вода используется для многих
причины, включая орошение и производство гидроэлектроэнергии.Реки разрушают ландшафт и изменяют топографию Земли, вырезая каньоны и транспортируя почву и наносы, создавая плодородные равнины. Реки несут почву и отложения, которые
были смыты в реку во время дождя или таяния снега. Чем быстрее движется вода, тем больший размер частиц может нести река. Геологическая служба США измеряет количество наносов, которые несет река, путем измерения стока или количества наносов.
воды, протекающей мимо данного участка; и концентрация осадка.Осадки в реке могут быть полезными и вредными. Осадки, отложенные на берегах и в пойме, создают прекрасные сельскохозяйственные угодья. Однако осадок может навредить и даже разрушить
плотины, водохранилища и жизнь в ручье. Кроме того, во время паводков эти отложения могут оставаться в нежелательных местах в виде липкой вонючей грязи.

Измерение расхода воды осуществляется путем определения стадии потока и расхода потока. Уровень потока, или точка отсчета, — это высота поверхности воды в футах над произвольной контрольной точкой.Расход струи — это измерение
количество воды, протекающей в определенный момент времени. Он измеряется в кубических футах в секунду. Измерение расхода определяет количество воды, протекающей в реке на любой стадии течения. Чтобы произвести это измерение,
ширина реки, а также глубина и скорость воды в различных точках должны быть измерены на нескольких различных стадиях течения. Поперечный разрез реки делится на интервалы и вычисляется площадь каждого интервала.Если бы скорость была
измеряется на разных глубинах на одном и том же вертикальном интервале, затем скорость усредняется. Чтобы определить расход за интервал, площадь умножается на скорость. Чтобы найти расход всего ручья, нужно усреднить все интервалы.
разряды рассчитываются. Важно проводить замеры расхода воды в ручье на различных этапах водотока, даже на этапе паводка.

Река достигает стадии паводка, когда река выходит из берегов. Стадия паводка может быть определена путем измерения уровня воды в ручье или просто высоты воды в ручье, измеренной от дна реки.Поток реки может увеличиваться в геометрической прогрессии.
по мере увеличения габаритной высоты. Таким образом, небольшое увеличение высоты колеи может указывать на то, что река достигла стадии разлива. Наводнения — довольно частое, но опасное стихийное бедствие.

Обычно они возникают из-за того, что шторм или быстрое таяние снега вызвали больше стока, чем может унести ручей. Обрушение плотин, оползни, перекрывающие русла ручьев, и приливы — некоторые другие причины наводнений. Погодные условия могут сильно повлиять на то, когда и
где произойдет затопление.Изучая эти закономерности, геологи могут определить подверженность региона наводнениям в определенное время года. Период повторяемости, измеряемый годами, описывает величину наводнения. Изменения
в водосборном бассейне, например, при заготовке древесины или при строительстве жилых домов, может изменить силу наводнения. Обычно сухая земля, которая покрывается водой во время наводнения, известна как пойма. Ограничения на использование земель в поймах рек
регулируется пойменным зонированием.Были построены дамбы и дамбы, чтобы уменьшить ущерб, причиненный наводнениями.

Когда текущая вода достигает участка земли, который полностью окружен возвышенностями, образуется озеро. Вода не задерживается в этой низкой области, она просто уходит медленнее, чем скорость поступающей воды. Озера могут сильно различаться по
площадь, глубина и тип воды. Большинство озер пресноводны, однако некоторые, например, Большое Соленое озеро и Мертвое море, имеют соленую воду. Вопреки распространенному мнению, водоем — это не то же самое, что озеро.Водохранилище — это искусственное озеро, созданное рекой.
быть запруженным. Вода в водоеме движется очень медленно по сравнению с рекой. Таким образом, большая часть наносов, которые несет река, оседает на дно водохранилища. В конечном итоге резервуар заполнится осадком и грязью.
и пришли в негодность.

Круговорот воды

Круговорот воды или круговорот воды — это графическое представление того, как вода циркулирует в окружающей среде. Молекулы воды остаются постоянными, хотя они могут меняться между твердой, жидкой и газовой формами.Капли воды в океане испаряются, что
это процесс превращения жидкой воды в водяной пар. Испарение может происходить с поверхности воды, земли и снежных полей в воздух в виде водяного пара. Влага в воздухе может конденсироваться, что является процессом превращения водяного пара в воздухе.
в жидкую воду. Капли воды на внешней стороне стакана с холодной водой представляют собой конденсированную воду. Конденсация — это процесс, противоположный испарению. Водяной пар конденсируется на крошечных частицах пыли, дыма и кристаллах соли, становясь частью облака.После
некоторое время капли воды соединяются с другими каплями и падают на Землю в виде осадков (дождь, снег, град, мокрый снег, роса и иней). После того, как осадки выпали на Землю, они могут перейти в водоносный горизонт в виде грунтовых вод или капель.
может оставаться над землей в виде поверхностных вод. Гидрологический цикл — важное понятие для понимания. Вода имеет множество применений на Земле, например, для потребления людьми и животными, для производства энергии, а также для промышленных и сельскохозяйственных нужд. Осадки — в
форма дождя и снега — тоже важно понимать.Это основной путь, по которому вода в небе спускается на Землю, где она наполняет озера и реки, подпитывает подземные водоносные горизонты и дает напитки растениям и растениям.
животные. Разное количество осадков выпадает на разных участках Земли с разной скоростью и в разное время года.

Одной из проблем круговорота воды на Земле является загрязнение воды. Химические вещества, которые часто попадают в воду, удалить очень сложно, если вообще возможно. Одним из потенциальных источников загрязнения воды является сток, то есть наземный сток воды.Хотя осадки вызывают сток, удаление растительности с земли может увеличить сток в определенной области. Осадки и почва с этих мест, не говоря уже о любых пестицидах или удобрениях, смываются в ручьи,
океаны и озера. Что происходит с дождем после его выпадения, зависит от многих факторов, таких как интенсивность и продолжительность дождя, топография земли, почвенные условия, степень урбанизации и густота растительности. Распространенное заблуждение
о дожде, что он имеет форму слезы, когда на самом деле он больше похож на булочку для гамбургера.Капли дождя также имеют разный размер из-за первоначальной разницы в размере частиц и разной скорости слияния.

Ледники и ледяные шапки

Ледники и ледяные шапки считаются хранилищами пресной воды. Они покрывают 10 процентов суши в мире. Эти ледники в основном расположены в Гренландии и Антарктиде. Ледники Гренландии покрывают почти всю сушу. Ледники
начинают формироваться из-за скопления снега. Когда снегопад превышает скорость таяния в определенной области, начинают образовываться ледники.Это таяние происходит летом. Вес накапливающегося снега сжимает снег, образуя лед. Потому что эти
ледники настолько тяжелые, что могут медленно спускаться с холмов.

Ледники влияют на топографию суши в некоторых областях. Древние ледники образовывали озера и долины. Примером тому служат Великие озера. Длина ледников варьируется от размеров футбольного поля до сотен миль. Они также могут
достигают толщины до 2 миль. Таяние ледников может иметь огромное влияние на уровень моря.По данным Геологической службы США, если бы сегодня все ледники растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 260 футов. Ледники оказали огромное влияние на формирование
поверхности Земли и до сих пор ежедневно влияют на топографию.

Подземные воды

Подземные воды определяются как вода, находящаяся под поверхностью Земли в условиях 100-процентного насыщения (если оно менее 100-процентного насыщения, то вода считается почвенной влагой). Девяносто восемь процентов имеющихся на Земле свежих
вода подземная.Ее примерно в 60 раз больше, чем пресной воды в озерах и ручьях. Вода в земле проходит через поры в почве и скале, а также в трещинах и выветрившихся участках коренных пород. Количество порового пространства, присутствующего в
камень и почва известны как пористость. Способность проходить через скалу или почву называется проницаемостью. Измерения проницаемости и пористости в породе и / или почве могут определить количество воды, которая может протекать через эту конкретную среду.
«Высокая» проницаемость и пористость означает, что вода может перемещаться быстро.

Подземные воды встречаются в водоносных горизонтах. Водоносный горизонт — это массив водонасыщенных отложений или горных пород, в котором вода может легко перемещаться. Есть два основных типа водоносных горизонтов: безнапорные и замкнутые. Безнапорный водоносный горизонт — это частично или полностью заполненный водоносный горизонт.
который выставлен на поверхность земли. Поскольку этот водоносный горизонт находится в контакте с атмосферой, на него воздействуют метеорные воды и любые поверхностные загрязнения. Для защиты этого водоносного горизонта нет непроницаемого слоя. Напротив, ограниченный
Водоносный горизонт — это водоносный горизонт, который имеет ограничивающий слой, отделяющий его от поверхности земли.Этот водоносный горизонт заполнен водой под давлением (из-за ограничивающего слоя). Если давление воды достаточно высокое, когда скважина пробурена в
ограничивая водоносный горизонт, вода поднимается над поверхностью земли. Это колодец с проточной водой. Давление воды называется гидравлическим напором. Движение или скорость грунтовых вод измеряется в футах (или метрах) в секунду.

В некоторых районах коренная порода имеет низкие уровни проницаемости и пористости, но грунтовые воды все еще могут перемещаться в водоносных горизонтах.Подземные воды могут проходить через трещины в породе или через участки, подверженные выветриванию. Известняк, например, выветривается в растворе,
создание подземных полостей и каверн-систем. На поверхности земли эти области известны как «карстовые». Пустоты в породе, образовавшиеся при переходе известняка в раствор, могут вызвать обрушение поверхности земли. Эти обвалы известны как воронки.
Карстовые колодцы часто являются прямым проводником к грунтовым водам и участкам, где загрязнение может легко проникнуть в водоносные горизонты.В местах провалов грунта также может наблюдаться проседание грунта, поскольку происходит массовое истощение в районах с внезапным изменением наклона и контактом с водой.
Проседание земли может быть или не быть заметным в некоторых областях, потому что оно выглядит как холмы и долины (из-за очень большого размера). По мере того как подземные воды становятся все более источником питьевой воды, проблема воронок и проседания почвы может усугубиться.

Пористость и проницаемость наносов, почвы и коренных пород в этом районе также влияет на скорость пополнения подземных вод.Это означает, что в некоторых районах грунтовые воды могут откачиваться быстрее, чем восполняются сами собой. Это создает ряд
проблемы. Одна из этих проблем называется «просадка», то есть опускание водоносного горизонта возле насосной скважины. Это может происходить в районах, где скважина качает быстрее, чем подпитывается водоносный горизонт подземных вод. Просадка создает пустоты в коренной породе и может
привести к дополнительному проседанию земли или провалам (поскольку воды больше нет, а пустота не может выдержать вес материала выше и разрушается).

Поперечный разрез на http://ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html, озаглавленный «Снижение уровня воды», иллюстрирует проблемы с понижением и перекачкой. Потому что грунтовые воды
это очень обильный источник пресной воды, он должен быть охраняемым ресурсом. Однако во многих районах грунтовые воды не защищены. Если водоносный горизонт загрязнен химическими веществами или нефтью, его трудно, если не невозможно, очистить. Следовательно,
предотвращение заражения имеет первостепенное значение. Карстовые участки представляют собой сложную проблему, потому что все, что пролито на поверхности, быстро и легко попадает в водоносный горизонт.Часто поверхностные воды также находятся в прямом контакте с подземными водами, и
в зависимости от того, питает ли поток подземные воды (потерянный поток) или грунтовые воды питают поток (набирающий поток), это может создать проблему с загрязнением грунтовых вод.

Существует также проблема проникновения соленой воды (присутствует в прибрежных регионах, таких как Флорида), когда чрезмерная перекачка грунтовых вод втягивает более плотную соленую воду в водоносный горизонт. Поперечный разрез иллюстрирует проблему проникновения соленой воды на
http: // ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html на рисунке «Качество GW». Таким образом, защита грунтовых вод должна быть приоритетом, поскольку население Земли
продолжает расти, и питьевая вода становится ценным ресурсом. Защита грунтовых вод также означает защиту поверхностных вод, дождевой воды и всех форм воды, потому что вода продолжает циркулировать и повторно использоваться. Как только вода загрязнена, она
трудно исправить.

Заключение

Вода на Земле — конечный источник.Защита воды означает защиту всех форм грунтовых вод, которые можно найти в водоносных горизонтах. вода, найденная на Земле. Вода на поверхности, под землей, в виде пара и в виде осадков. Загрязнение от использования
ископаемое топливо может воздействовать на все формы воды (от утечек сырой нефти до кислотных дождей, образующихся при сжигании угля). Кислотный дождь падает на землю и стекает в поверхностные воды, обратно в землю и обратно в воздух. Это может быть бесконечный цикл.
По мере того, как загрязнение проникает в круговорот воды, будет затронуто больше воды.Большая часть воды на Земле соленая. Пресная вода была и будет пользоваться спросом и станет очень ценным ресурсом. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить чрезмерного использования источников питьевой воды.
Необходимо также позаботиться о защите вод Земли от загрязнения. Вода действительно является ценным ресурсом.

Переоценка прогнозов Доклада об освоении водных ресурсов мира

Что такое водный след?

Для производства всего, что мы используем, носим, ​​покупаем, продаем и едим, нужна вода.

Водный след измеряет количество воды, используемой для производства каждого из товаров и услуг, которые мы используем. Его можно измерить для отдельного процесса, такого как выращивание риса, для продукта, такого как пара джинсов, для топлива, которое мы заправляем в нашу машину, или для всей многонациональной компании.Водный след также может сказать нам, сколько воды потребляется конкретной страной — или глобально — в конкретном речном бассейне или из водоносного горизонта.

Водный след — это мера освоения человечеством пресной воды в объемах потребляемой и / или загрязненной воды.

Водный след позволяет нам ответить на широкий круг вопросов для компаний, правительств и частных лиц. Например:

• Где зависимость от воды в деятельности моей компании или в цепочке поставок?

• насколько хорошо нормативные акты защищают наши водные ресурсы?

• насколько безопасны наши продукты питания или энергоносители?

• Могу ли я что-то сделать, чтобы уменьшить свой собственный водный след и помочь нам управлять водой как для людей, так и для природы?

В зависимости от вопроса, который вы задаете, водный след может быть измерен в кубических метрах на тонну продукции, на гектар пахотных земель, на денежную единицу и в других функциональных единицах.Водный след помогает нам понять, для каких целей потребляются и загрязняются наши ограниченные ресурсы пресной воды. Его влияние зависит от того, откуда и когда берется вода. Если он исходит из места, где и так не хватает воды, последствия могут быть значительными и потребовать действий.

Водяной след состоит из трех компонентов: зеленого, синего и серого. Вместе эти компоненты обеспечивают полную картину водопользования путем определения источника потребляемой воды, будь то осадки / влажность почвы или поверхностные / грунтовые воды, а также объем пресной воды, необходимый для ассимиляции загрязнителей.

Прямое и косвенное водопользование

Водный след рассматривает как прямое, так и косвенное использование воды процессом, продуктом, компанией или сектором и включает потребление воды и загрязнение на протяжении всего производственного цикла от цепочки поставок до конечного пользователя.

Также можно использовать водный след для измерения количества воды, необходимого для производства всех товаров и услуг, потребляемых отдельным лицом или сообществом, нацией или всем человечеством. Это также включает прямой водный след, который представляет собой воду, непосредственно используемую отдельными лицами, и косвенный водный след — сумму водных следов всех потребляемых продуктов.

Три водных следа:

Зеленый водный след — это вода из атмосферных осадков, которая накапливается в корневой зоне почвы и испаряется, выделяется или поглощается растениями. Это особенно актуально для продуктов сельского хозяйства, садоводства и лесного хозяйства.

Голубой водный след — это вода, полученная из поверхностных или подземных вод, которая либо испаряется, включается в продукт, либо берется из одного водоема и возвращается в другой, либо возвращается в другое время.Орошаемое земледелие, промышленность и бытовое водопользование могут иметь «голубой след».

«Серый водный след» — это количество пресной воды, необходимое для ассимиляции загрязняющих веществ в соответствии с конкретными стандартами качества воды. «Серый водный след» рассматривает загрязнение из точечных источников, сбрасываемое в пресноводные ресурсы непосредственно через трубу или косвенно через сток или выщелачивание из почвы, непроницаемых поверхностей или других диффузных источников.

Компоненты сельскохозяйственного водного следа: зеленый, синий и серый (по данным SAB Miller и WWF, 2009 г.)

Соотношение между потреблением и водопользованием

«Интерес к водному следу коренится в признании того, что воздействие человека на пресноводные системы может в конечном итоге быть связано с потреблением человека, и что такие проблемы, как нехватка воды и загрязнение, можно лучше понять и решить, рассматривая производственные и производственные цепочки в целом. », — говорит профессор Арьен Ю.Хекстра, создатель концепции водного следа.

«Проблемы с водой часто тесно связаны со структурой мировой экономики. Многие страны значительно увеличили свой водный след, импортируя водоемкие товары из других стран. Это оказывает давление на водные ресурсы в регионах-экспортерах, где слишком часто отсутствуют механизмы разумного управления водными ресурсами и их сохранения. Не только правительства, но и потребители, предприятия и гражданское общество могут сыграть свою роль в достижении лучшего управления водными ресурсами.”

Фильм ЮНЕСКО WWAP. Продюсировал и анимировал Стив Каттс

Некоторые цифры и факты

• Для производства одного килограмма говядины требуется примерно 15 тысяч литров воды (93% зеленого, 4% синего, 3% серого водного следа). Этот средний мировой показатель сильно разнится. Точный след куска говядины зависит от таких факторов, как тип производственной системы, а также состав и происхождение корма.[скачать отчет]

• Водный след 150-граммового соевого бургера, произведенного в Нидерландах, составляет около 160 литров. Бургер из той же страны в среднем стоит около 1000 литров. [скачать отчет]

• Водный след потребления Китая составляет около 1070 кубических метров в год на душу населения. Около 10% водного следа Китая приходится на пределы Китая. [скачать отчет]

• На долю Японии, занимающей 1380 кубических метров в год на душу населения, приходится около 77% общего водного следа за пределами страны.[скачать отчет]

• Водный след граждан США составляет 2840 кубических метров в год на душу населения. Около 20% этого водного следа является внешним. Самый большой внешний водный след потребления США приходится на бассейн реки Янцзы, Китай. [Загрузить отчет]

• Глобальный водный след человечества в период 1996–2005 годов составлял 9087 миллиардов кубических метров в год (74% зеленого, 11% синего, 15% серого). 92% этого общего следа приходится на сельскохозяйственное производство.[скачать отчет]

• Нехватка воды затрагивает более 2,7 миллиарда человек не менее одного месяца каждый год. [скачать отчет]

Глава 7 — Растворы — Химия

Глава 7: Растворы A Стехиометрия раствора

7.1 Введение

7.2 Типы решений

7.3 Растворимость

7.4 Температура и растворимость

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

7,6 Твердые гидраты

7.7 Концентрация раствора

7.7.1 Молярность

7.7.2 Количество частей в решениях

7,8 Разведения

7,9 Концентрации ионов в растворе

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом

7.11 Резюме

7.12 Ссылки

7.1 Введение:

Напомним из главы 1, что растворов определяются как гомогенные смеси, которые перемешаны настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого. Решения повсюду вокруг нас. Например, воздух — это решение. Если вы живете рядом с озером, рекой или океаном, этот водоем — не чистый H ₂ O, но, скорее всего, решение.Многие из того, что мы пьем, например газированные напитки, кофе, чай и молоко, являются растворами. Решения — большая часть повседневной жизни. Большая часть химии, происходящей вокруг нас, происходит в растворе. Фактически, большая часть химии, которая происходит в нашем собственном организме, происходит в растворе, и многие растворы, такие как раствор лактата Рингера для внутривенного введения, важны для здравоохранения. В нашем понимании химии нам нужно немного разбираться в растворах. В этой главе вы узнаете об особых характеристиках решений, их характеристиках и некоторых их свойствах.

Навыки для развития

• Определите эти термины: раствор, растворенное вещество и растворитель.
• Различают растворы, смеси и коллоиды.
• Опишите различные типы решений.
• Различают ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы.

Главный компонент раствора называется растворителем , а второстепенный компонент (ы) называется растворенным веществом . Если оба компонента в растворе составляют 50%, термин «растворенное вещество» может относиться к любому компоненту.Когда газообразный или твердый материал растворяется в жидкости, газ или твердый материал называется растворенным веществом. Когда две жидкости растворяются друг в друге, основной компонент называется растворителем , а второстепенный компонент называется растворенным веществом .

Многие химические реакции протекают в растворах, и растворы также тесно связаны с нашей повседневной жизнью. Воздух, которым мы дышим, жидкости, которые мы пьем, и жидкости в нашем теле — все это решения.Кроме того, нас окружают такие решения, как воздух и вода (в реках, озерах и океанах).

По теме решений мы включаем следующие разделы.

1. Типы растворов: газообразные, жидкие и твердые растворы в зависимости от состояния раствора.
2. Стехиометрия раствора: выражение концентрации в различных единицах (масса на единицу объема, моль на единицу объема, процент и доли), расчеты стехиометрии реакции с использованием растворов.
3. Растворы электролитов: растворы кислот, оснований и солей, в которых растворенные вещества диссоциируют на положительные и отрицательные гидратированные ионы.
4. Метатезис или обменные реакции: реакция электролитов, приводящая к нейтральным молекулам, газам и твердым веществам.

Решение проблем стехиометрии решения требует концепций, введенных в стехиометрию в главе 6, которая также обеспечивает основу для обсуждения реакций.

(Вернуться к началу)

7.2 типа решений

В главе 1 вы познакомились с концепцией смеси , которая представляет собой вещество, состоящее из двух или более веществ. Напомним, что смеси могут быть двух типов: гомогенные и гетерогенные, где гомогенные смеси сочетаются настолько тесно, что их можно рассматривать как единое вещество, хотя это не так. С другой стороны, гетерогенные смеси неоднородны и имеют участки смеси, которые отличаются от других участков смеси.Гомогенные смеси можно разделить на две категории: коллоиды и растворы. Коллоид — это смесь, содержащая частицы диаметром от 2 до 500 нм. Коллоиды кажутся однородными по своей природе и имеют одинаковый состав, но являются мутными или непрозрачными. Молоко — хороший пример коллоида. Истинные растворы имеют размер частиц типичного иона или небольшой молекулы (от 0,1 до 2 нм в диаметре) и прозрачны, хотя могут быть окрашены. В этой главе основное внимание будет уделено характеристикам истинных решений.

Материал существует в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Решения также существуют во всех этих состояниях:

1. Газовые смеси обычно однородны и обычно представляют собой газо-газовые растворы . Для количественной обработки такого типа растворов мы посвятим единицу газам. Атмосфера представляет собой газообразный раствор, состоящий из азота, кислорода, аргона, двуокиси углерода, воды, метана и некоторых других второстепенных компонентов. Некоторые из этих компонентов, такие как вода, кислород и углекислый газ, могут различаться по концентрации в разных местах на Земле в зависимости от таких факторов, как температура и высота над уровнем моря.
2. Когда молекулы газа, твердого тела или жидкости диспергированы и смешаны с молекулами жидкости, гомогенные (однородные) состояния называются жидкими растворами . Твердые вещества, жидкости и газы растворяются в жидком растворителе с образованием жидких растворов. В этой главе большая часть химии, которую мы будем обсуждать, происходит в жидких растворах, в которых вода является растворителем.
3. Многие сплавы, керамика и полимерные смеси представляют собой твердые растворы . В определенных пределах медь и цинк растворяются друг в друге и затвердевают с образованием твердых растворов, называемых латунью.Серебро, золото и медь образуют множество различных сплавов, уникальных по цвету и внешнему виду. Сплавы и другие твердые растворы важны в мире химии материалов.

(Вернуться к началу)

7.3 Растворимость

Максимальное количество вещества, которое может быть растворено в данном объеме растворителя, называется растворимостью . Часто растворимость в воде выражается в граммах / 100 мл. Раствор, не достигший максимальной растворимости, называется ненасыщенным раствором . Это означает, что к растворителю все еще может быть добавлено больше растворенного вещества, и растворение все равно будет происходить.

Раствор, достигший максимальной растворимости, называется насыщенным раствором . Если в этот момент добавить больше растворенного вещества, оно не растворится в растворе. Вместо этого он останется в осадке в виде твердого вещества на дне раствора. Таким образом, часто можно сказать, что раствор является насыщенным, если присутствует дополнительное растворенное вещество (оно может существовать в виде другой фазы, такой как газ, жидкость или твердое вещество).В насыщенном растворе нет чистого изменения количества растворенного вещества, но система никоим образом не статична. Фактически растворенное вещество постоянно растворяется и откладывается с одинаковой скоростью. Такое явление называется равновесием . Например:

В особых случаях раствор может быть перенасыщенным . Перенасыщенные растворы — это растворы, в которых растворенные вещества растворяются за пределами нормальной точки насыщения.Обычно для создания перенасыщенного раствора требуются такие условия, как повышенная температура или давление. Например, ацетат натрия имеет очень высокую растворимость при 270 К. При охлаждении такой раствор остается растворенным в так называемом метастабильном состоянии . Однако, когда к раствору добавляют кристалл затравки , дополнительное растворенное вещество быстро затвердевает. В процессе кристаллизации выделяется тепло, и раствор становится теплым. Обычные грелки для рук используют этот химический процесс для выработки тепла.

Видео 7.1: Видео, показывающее кристаллизацию перенасыщенного раствора ацетата натрия. Видео: Школа естественных и математических наук Северной Каролины

Итак, как мы можем предсказать растворимость вещества?

Одна полезная классификация материалов — полярность. Читая о ковалентных и ионных соединениях в главах 3 и 4, вы узнали, что ионные соединения имеют самую высокую полярность, образуя полные катионы и анионы внутри каждой молекулы, поскольку электроны передаются от одного атома к другому.Вы также узнали, что ковалентные связи могут быть полярными или неполярными по своей природе в зависимости от того, разделяют ли атомы, участвующие в связи, электроны неравномерно или поровну, соответственно. Напомним, что по разнице электроотрицательностей можно определить полярность вещества. Обычно ионная связь имеет разность электроотрицательностей 1,8 или выше, тогда как полярная ковалентная связь составляет от 0,4 до 1,8, а неполярная ковалентная связь составляет 0,4 или ниже.

Рисунок 7.1 Диаграмма разности электроотрицательностей. Приведенная выше диаграмма является руководством для определения типа связи между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются в соответствии с правилами ионного связывания.

Вещества с нулевой или низкой разностью электроотрицательности, такие как H ₂ , O ₂ , N ₂ , CH ₄ , CCl ₄ , являются неполярными соединениями , тогда как H ₂ O, NH ₃ , CH ₃ OH, NO, CO, HCl, H ₂ S, PH ₃ Более высокая разница электроотрицательности полярных соединений .Обычно соединения, имеющие сходную полярность, растворимы друг в друге. Это можно описать правилом:

Like Dissolves Like.

Это означает, что вещества должны иметь одинаковые межмолекулярные силы для образования растворов. Когда растворимое растворенное вещество вводится в растворитель, частицы растворенного вещества могут взаимодействовать с частицами растворителя. В случае твердого или жидкого растворенного вещества взаимодействия между частицами растворенного вещества и частицами растворителя настолько сильны, что отдельные частицы растворенного вещества отделяются друг от друга и, окруженные молекулами растворителя, входят в раствор.(Газообразные растворенные вещества уже отделены от составляющих частиц, но концепция окружения частицами растворителя все еще применима.) Этот процесс называется solvatio n и проиллюстрирован на рисунке 7.2. Когда растворителем является вода, вместо сольватации используется слово гидратация .

Обычно полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, тогда как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. В целом процесс растворения зависит от силы притяжения между частицами растворенного вещества и частицами растворителя.Например, вода представляет собой высокополярный растворитель, способный растворять многие ионные соли. На рис. 7.2 показан процесс растворения, в котором вода действует как растворитель для растворения кристаллической соли хлорида натрия (NaCl). Обратите внимание, что когда ионные соединения растворяются в растворителе, они распадаются на свободно плавающие ионы в растворе. Это позволяет соединению взаимодействовать с растворителем. В случае растворения хлорида натрия в воде ион натрия притягивается к частичному отрицательному заряду атома кислорода в молекуле воды, тогда как ион хлорида притягивается к частичным положительным атомам водорода.

Рисунок 7.2: Процесс растворения. Когда ионная соль, такая как хлорид натрия, показанная на (A), вступает в контакт с водой, молекулы воды диссоциируют ионные молекулы хлорида натрия в их ионное состояние, что показано в виде молекулярной модели на (B) твердого тела. кристаллическая решетка хлорида натрия и (C) хлорид натрия, растворенный в водном растворителе. (Фотография хлорида натрия предоставлена ​​Крисом 73).

Многие ионные соединения растворимы в воде, однако не все ионные соединения растворимы.Ионные соединения, растворимые в воде, существуют в растворе в ионном состоянии. На рис. 7.2 вы заметите, что хлорид натрия распадается на ион натрия и ион хлорида по мере растворения и взаимодействия с молекулами воды. В случае ионных соединений, не растворимых в воде, ионы настолько сильно притягиваются друг к другу, что не могут быть разрушены частичными зарядами молекул воды. Следующая таблица может помочь вам предсказать, какие ионные соединения будут растворимы в воде.

Таблица 7.1 Правила растворимости

Диссоциация растворимых ионных соединений придает растворам этих соединений интересное свойство: они проводят электричество. Из-за этого свойства растворимые ионные соединения называются электролитами . Многие ионные соединения полностью диссоциируют и поэтому называются сильными электролитами . Хлорид натрия — пример сильного электролита.Некоторые соединения растворяются, но диссоциируют лишь частично, и растворы таких растворенных веществ могут лишь слабо проводить электричество. Эти растворенные вещества называются слабыми электролитами . Уксусная кислота (CH ₃ COOH), входящая в состав уксуса, является слабым электролитом. Растворенные вещества, которые растворяются в отдельные нейтральные молекулы без диссоциации, не придают своим растворам дополнительную электропроводность и называются неэлектролитами . Полярные ковалентные соединения, такие как столовый сахар (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ), являются хорошими примерами неэлектролитов .

Термин электролит используется в медицине для обозначения любых важных ионов, растворенных в водном растворе в организме. Важные физиологические электролиты включают Na ⁺ , K ⁺ , Ca ^{2 +} , Mg ^{2 +} и Cl ^— . Спортивные напитки, такие как Gatoraid, содержат комбинации этих ключевых электролитов, которые помогают восполнить потерю электролитов после тяжелой тренировки.

Аналогичным образом решения могут быть получены путем смешивания двух совместимых жидкостей.Жидкость с более низкой концентрацией называется растворенным веществом , , а жидкость с более высокой концентрацией — растворителем . Например, зерновой спирт (CH ₃ CH ₂ OH) представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая может смешиваться с водой. Когда два одинаковых раствора помещаются вместе и могут смешиваться в раствор, они считаются смешиваемыми . С другой стороны, жидкости, которые не имеют сходных характеристик и не могут смешиваться вместе, называются несмешивающимися .Например, масла, содержащиеся в оливковом масле, такие как олеиновая кислота (C ₁₈ H ₃₄ O ₂ ), имеют в основном неполярные ковалентные связи, которые не обладают межмолекулярными силами, достаточно сильными, чтобы разорвать водородную связь между молекулы воды. Таким образом, вода и масло не смешиваются и считаются несмешивающимися .

Другие факторы, такие как температура и давление, также влияют на растворимость растворителя. Таким образом, при определении растворимости следует также учитывать эти другие факторы.

(Вернуться к началу)

7.4 Температура и растворимость

При рассмотрении растворимости твердых веществ соотношение температуры и растворимости не является простым или предсказуемым. На рис. 7.3 показаны графики растворимости некоторых органических и неорганических соединений в воде в зависимости от температуры. Хотя растворимость твердого вещества обычно увеличивается с повышением температуры, нет простой взаимосвязи между структурой вещества и температурной зависимостью его растворимости.Многие соединения (например, глюкоза и CH ₃ CO ₂ Na) демонстрируют резкое увеличение растворимости с повышением температуры. Другие (такие как NaCl и K ₂ SO ₄ ) мало изменяются, а третьи (такие как Li ₂ SO ₄ ) становятся менее растворимыми с повышением температуры.

Рис. 7.3. Растворимость некоторых неорганических и органических твердых веществ в воде в зависимости от температуры. Растворимость может увеличиваться или уменьшаться с температурой; величина этой температурной зависимости широко варьируется между соединениями.

Изменение растворимости в зависимости от температуры было измерено для широкого диапазона соединений, и результаты опубликованы во многих стандартных справочниках. Химики часто могут использовать эту информацию для разделения компонентов смеси с помощью фракционной кристаллизации , разделения соединений на основе их растворимости в данном растворителе. Например, если у нас есть смесь 150 г ацетата натрия (CH ₃ CO ₂ Na) и 50 г KBr, мы можем разделить два соединения, растворив смесь в 100 г воды при 80 ° C. а затем медленно охлаждают раствор до 0 ° C.Согласно температурным кривым на рисунке 7.3 оба соединения растворяются в воде при 80 ° C, и все 50 г KBr остаются в растворе при 0 ° C. Однако только около 36 г CH ₃ CO ₂ Na растворимы в 100 г воды при 0 ° C, поэтому кристаллизуется примерно 114 г (150 г — 36 г) CH ₃ CO ₂ Na при охлаждении. Затем кристаллы можно отделить фильтрованием. Таким образом, фракционная кристаллизация позволяет нам восстановить около 75% исходного CH ₃ CO ₂ Na в практически чистой форме всего за одну стадию.

Фракционная кристаллизация — это распространенный метод очистки таких разнообразных соединений, как показано на рис. 7.3, и от антибиотиков до ферментов. Чтобы методика работала должным образом, интересующее соединение должно быть более растворимым при высокой температуре, чем при низкой температуре, чтобы понижение температуры заставляло его кристаллизоваться из раствора. Кроме того, примеси должны быть на более растворимыми, чем представляющее интерес соединение (как KBr в этом примере), и предпочтительно присутствовать в относительно небольших количествах.

Растворимость газов в жидкостях гораздо более предсказуема. Растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры, как показано на рисунке 7.4. Привлекательные межмолекулярные взаимодействия в газовой фазе практически равны нулю для большинства веществ, поскольку молекулы находятся так далеко друг от друга, когда находятся в газовой форме. Когда газ растворяется, это происходит потому, что его молекулы взаимодействуют с молекулами растворителя. Когда формируются эти новые силы притяжения, выделяется тепло. Таким образом, если к системе добавляется внешнее тепло, оно преодолевает силы притяжения между газом и молекулами растворителя и снижает растворимость газа.

Рис. 7.4 Зависимость растворимости нескольких обычных газов в воде от температуры при парциальном давлении 1 атм. Растворимость газов уменьшается с повышением температуры.

Уменьшение растворимости газов при более высоких температурах имеет как практические, так и экологические последствия. Любой, кто регулярно кипятит воду в чайнике или электрочайнике, знает, что внутри накапливается белый или серый налет, который в конечном итоге необходимо удалить.То же явление происходит в гораздо большем масштабе в гигантских котлах, используемых для подачи горячей воды или пара для промышленных целей, где это называется «котельная накипь», — нагар, который может серьезно снизить пропускную способность труб горячего водоснабжения ( Рисунок 7.5). Проблема не только в современном мире: акведуки, построенные римлянами 2000 лет назад для транспортировки холодной воды из альпийских регионов в более теплые и засушливые регионы на юге Франции, были забиты аналогичными отложениями. Химический состав этих отложений умеренно сложен, но движущей силой является потеря растворенного диоксида углерода (CO ₂ ) из раствора.Жесткая вода содержит растворенные ионы Ca ²⁺ и HCO ₃ ^— (бикарбонат). Бикарбонат кальция [Ca (HCO ₃ ) ₂ ] довольно растворим в воде, но карбонат кальция (CaCO ₃ ) совершенно нерастворим. Раствор бикарбонат-ионов может реагировать с образованием диоксида углерода, карбонат-иона и воды:

2HCO ₃ ^— (водн.) → CO ₂ ^2- (водн.) + H ₂ O (л) + CO ₂ (водн.)

Нагревание раствора снижает растворимость CO ₂ , который уходит в газовую фазу над раствором.В присутствии ионов кальция ионы карбоната осаждаются в виде нерастворимого карбоната кальция, основного компонента накипи в котле.

Рисунок 7.5 Весы котла в водопроводной трубе. Отложения карбоната кальция (CaCO ₃ ) в трубах с горячей водой могут значительно снизить пропускную способность труб. Эти отложения, называемые котловой накипью, образуются, когда растворенный CO ₂ переходит в газовую фазу при высоких температурах.

В разделе тепловое загрязнение озерная или речная вода, которая используется для охлаждения промышленного реактора или электростанции, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, чем обычно.Из-за пониженной растворимости O ₂ при более высоких температурах (рис. 7.4) более теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем вода, когда она попадала в растение. Рыбы и другие водные организмы, которым для жизни необходим растворенный кислород, могут буквально задохнуться, если концентрация кислорода в их среде обитания будет слишком низкой. Поскольку теплая, обедненная кислородом вода менее плотная, она имеет тенденцию плавать на поверхности более холодной, плотной и богатой кислородом воды в озере или реке, образуя барьер, препятствующий растворению атмосферного кислорода.В конце концов, если проблему не устранить, можно задохнуться даже в глубоких озерах. Кроме того, большинство рыб и других водных организмов, не являющихся млекопитающими, хладнокровны, а это означает, что температура их тела такая же, как температура окружающей среды. Температура, значительно превышающая нормальный диапазон, может привести к тяжелому стрессу или даже смерти. Системы охлаждения для электростанций и других объектов должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму любые неблагоприятные воздействия на температуру окружающих водоемов.На северо-западе Тихого океана популяции лососевых чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры воды. В пределах этой популяции оптимальная температура воды составляет от 12,8 до 17,8 ^o C (55-65 ^o F). Помимо пониженного уровня кислорода, популяции лосося гораздо более восприимчивы к болезням, хищничеству и паразитарным инфекциям при более высоких температурах воды. Таким образом, тепловое загрязнение и глобальное изменение климата создают реальные проблемы для выживания и сохранения этих видов.Для получения дополнительной информации о влиянии повышения температуры на популяции лососевых посетите Focus Publication штата Вашингтон.

Аналогичный эффект наблюдается в повышении температуры водоемов, таких как Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Северной Америке, причиной которого является глобальное потепление. На каждые 1,5 ° C, которые нагревает вода в заливе, способность воды растворять кислород уменьшается примерно на 1,1%. Многие морские виды, находящиеся на южной границе своего распространения, переместили свои популяции дальше на север.В 2005 году угорь, который является важным местом обитания рыб и моллюсков, исчез на большей части залива после рекордно высоких температур воды. Предположительно, снижение уровня кислорода уменьшило популяцию моллюсков и других питателей, что затем уменьшило светопропускание, что позволило угрям расти. Сложные взаимоотношения в экосистемах, таких как Чесапикский залив, особенно чувствительны к колебаниям температуры, вызывающим ухудшение качества среды обитания.

(Вернуться к началу)

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

Внешнее давление очень мало влияет на растворимость жидкостей и твердых тел. Напротив, растворимость газов увеличивается с увеличением парциального давления газа над раствором. Эта точка проиллюстрирована на рисунке 7.6, где показано влияние повышенного давления на динамическое равновесие, которое устанавливается между молекулами растворенного газа в растворе и молекулами в газовой фазе над раствором.Поскольку концентрация молекул в газовой фазе увеличивается с увеличением давления, концентрация растворенных молекул газа в растворе в состоянии равновесия также выше при более высоких давлениях.

Рис. 7.6. Модель, показывающая, почему растворимость газа увеличивается при увеличении парциального давления при постоянной температуре. (a) Когда газ входит в контакт с чистой жидкостью, некоторые молекулы газа (пурпурные сферы) сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются.Когда концентрация растворенных молекул газа увеличилась так, что скорость, с которой молекулы газа уходят в газовую фазу, была такой же, как скорость, с которой они растворяются, было установлено динамическое равновесие, как показано здесь. (б) Увеличение давления газа увеличивает количество молекул газа в единице объема, что увеличивает скорость, с которой молекулы газа сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются. (c) По мере того, как дополнительные молекулы газа растворяются при более высоком давлении, концентрация растворенного газа увеличивается до тех пор, пока не установится новое динамическое равновесие.

Взаимосвязь между давлением и растворимостью газа количественно описывается законом Генри, названным в честь его первооткрывателя, английского врача и химика Уильяма Генри (1775–1836):

C = кПа

, где C — концентрация растворенного газа при равновесии, P — парциальное давление газа, а k — константа закона Генри , которая должна определяться экспериментально для каждой комбинации газа, растворителя, и температура.Хотя концентрацию газа можно выразить в любых удобных единицах, мы будем использовать исключительно молярность. Таким образом, единицами измерения постоянной закона Генри являются моль / (л · атм) = М / атм. Значения констант закона Генри для растворов нескольких газов в воде при 20 ° C приведены в таблице 7.2

Видеоурок по закону Генри от Академии Кана

Все материалы Khan Academy доступны бесплатно на сайте www.khanacademy.org

Как данные в таблице 7.2 демонстрируют, что концентрация растворенного газа в воде при заданном давлении сильно зависит от ее физических свойств. Для ряда родственных веществ дисперсионные силы Лондона возрастают с увеличением молекулярной массы. Таким образом, среди элементов группы 18 константы закона Генри плавно возрастают от He до Ne и до Ar. Из таблицы также видно, что O ₂ почти в два раза более растворим, чем N ₂ . Хотя силы лондонской дисперсии слишком слабы, чтобы объяснить такую ​​большую разницу, O ₂ является парамагнитным и, следовательно, более поляризуемым, чем N ₂ , что объясняет его высокую растворимость.(Примечание: когда вещество парамагнитно , оно очень слабо притягивается полюсами магнита, но не сохраняет никакого постоянного магнетизма).

Таблица 7.2 Константы закона Генри для выбранных газов в воде при 20 ° C

Парциальное давление газа можно выразить как концентрацию, записав закон Генри как P _газ = C / k. Это важно во многих сферах жизни, включая медицину, где обычно измеряются газы крови, такие как кислород и углекислый газ.Поскольку парциальное давление и концентрация прямо пропорциональны, если парциальное давление газа изменяется, а температура остается постоянной, новую концентрацию газа в жидкости можно легко рассчитать, используя следующее уравнение:

Где C ₁ и P ₁ — соответственно концентрация и парциальное давление газа в исходном состоянии, а C ₂ и P ₂ — концентрация и парциальное давление, соответственно, газа в конечном состоянии.Например:

Практическая задача: Концентрация CO ₂ в растворе составляет 0,032 М при 3,0 атм. Какова концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм?

Решение: Чтобы решить эту проблему, сначала мы должны определить, что мы хотим найти. Это концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм. Эти два значения представляют C ₂ = ?? и P ₂ = 5.0 атм. На этом этапе будет проще всего изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти C ₂ . Далее нам нужно определить начальные условия, C ₁ = 0,032 M и P ₁ = 3,0 атм. Затем мы можем подставить эти значения в уравнение и решить для C ₂ :

Газы, которые химически реагируют с водой, такие как HCl и другие галогениды водорода, H ₂ S и NH ₃ , не подчиняются закону Генри; все эти газы гораздо более растворимы, чем предсказывает закон Генри.Например, HCl реагирует с водой с образованием H ⁺ (водн.) И Cl ^— (водн.), , а не растворенных молекул HCl, и его диссоциация на ионы приводит к гораздо более высокой растворимости, чем ожидалось для нейтральной молекулы. В целом газы, вступающие в реакцию с водой, не подчиняются закону Генри.

Обратите внимание на узор

Закон Генри имеет важные приложения. Например, пузырьки CO ₂ образуются, как только открывается газированный напиток, потому что напиток был разлит под CO ₂ при давлении более 1 атм.При открытии бутылки давление CO ₂ над раствором быстро падает, и часть растворенного газа улетучивается из раствора в виде пузырьков. Закон Генри также объясняет, почему аквалангисты должны быть осторожны, чтобы медленно всплывать на поверхность после погружения, если они дышат сжатым воздухом. При более высоком давлении под водой больше N ₂ из воздуха растворяется во внутренних жидкостях дайвера. Если дайвер всплывает слишком быстро, быстрое изменение давления вызывает образование мелких пузырьков N ₂ по всему телу, состояние, известное как «изгибы».Эти пузырьки могут блокировать кровоток по мелким кровеносным сосудам, вызывая сильную боль и в некоторых случаях даже смертельный исход.

Из-за низкой константы закона Генри для O ₂ в воде уровни растворенного кислорода в воде слишком низки для удовлетворения энергетических потребностей многоклеточных организмов, включая человека. Чтобы увеличить концентрацию O ₂ во внутренних жидкостях, организмы синтезируют хорошо растворимые молекулы-носители, которые обратимо связывают O ₂ . Например, красные кровяные тельца человека содержат белок, называемый гемоглобином, который специфически связывает O ₂ и облегчает его транспортировку из легких в ткани, где он используется для окисления молекул пищи с целью получения энергии.Концентрация гемоглобина в нормальной крови составляет около 2,2 мМ, и каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы O ₂ . Хотя концентрация растворенного O ₂ в сыворотке крови при 37 ° C (нормальная температура тела) составляет всего 0,010 мМ, общая концентрация растворенного O ₂ составляет 8,8 мМ, что почти в тысячу раз больше, чем было бы возможно без гемоглобина. Синтетические переносчики кислорода на основе фторированных алканов были разработаны для использования в качестве экстренной замены цельной крови.В отличие от донорской крови, эти «кровезаменители» не требуют охлаждения и имеют длительный срок хранения. Их очень высокие константы закона Генри для O ₂ приводят к концентрации растворенного кислорода, сравнимой с таковой в нормальной крови.

(Вернуться к началу)

7,6 Твердые гидраты:

Некоторые ионные твердые вещества принимают небольшое количество молекул воды в свою кристаллическую решетку и остаются в твердом состоянии.Эти твердые вещества называются твердыми гидратами . Твердые гидраты содержат молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве неотъемлемой части кристалла, которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационной воды или гидратной воды .

Ярким примером является хлорид кобальта (II), который при гидратации меняет цвет с синего на красный и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Рис. 7.7: Хлорид кобальта как пример твердого гидрата. Безводный хлорид кобальта (вверху слева) и его структура кристаллической решетки (внизу слева) по сравнению с гексагидратом хлорида кобальта (вверху справа) и его кристаллическая решетка (внизу справа). Обратите внимание, что молекулы воды, показанные красным (кислород) и белым (водород), интегрированы в кристаллическую решетку хлорида кобальта (II), показанного синим (кобальт) и зеленым (хлорид), в зависимости от полярности. Частично отрицательные атомы кислорода притягиваются к положительно заряженному кобальту, а частично положительные атомы водорода притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида.Изображения предоставлены Wikipedia Commons (вверху слева и внизу слева), Benjah-bmm27 (вверху справа) и Smokefoot (внизу справа)

Обозначение, используемое для представления твердого гидрата: « гидратированное соединение ⋅ n H ₂ O », где n — количество молекул воды на формульную единицу соли. n обычно является низким целым числом, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрате n равно единице, а в гексагидрате n равно 6.В примере на рис. 7.7 гидратированный хлорид кобальта будет обозначен: «хлорид кобальта (II) 6 H ₂ O». Числовые префиксы греческого происхождения, которые используются для обозначения твердых гидратов:

• Hemi — 1/2
• моно — 1
• Sesqui — 1½
• Ди — 2
• Три — 3
• Тетра — 4
• Пента — 5
• Hexa — 6
• Гепта — 7
• Окта — 8
• Нона — 9
• Дека — 10
• Undeca — 11
• Додека — 12

Гидрат, потерявший воду, называется ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании.Вещество, не содержащее воды, обозначается как безводное . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что вытягивают воду из атмосферы и становятся гидратированными. Эти вещества считаются гигроскопичными и могут использоваться как осушители или осушители .

(Вернуться к началу)

7.7 Концентрация раствора

В химии концентрация определяется как содержание компонента, деленное на общий объем смеси.Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный и высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало приводит к разбавленному раствору, который может быть трудно отличить от воды. Количественно концентрация раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве этого раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе, и имеет решающее значение для многих аспектов нашей жизни, от измерения правильной дозы лекарства до обнаружения химических загрязнителей, таких как свинец и мышьяк.Химики используют множество разных способов определения концентраций. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенные способы представления концентрации раствора. К ним относятся: молярность и количество частей на раствор.

7.7.1 Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе. Молярность (M) раствора — это количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора.

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М. Обратите внимание, что указанный объем является общим объемом раствора и включает как растворенное вещество, так и растворитель. Например, водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формула растворенного вещества представляет собой концентрацию растворенного вещества.Итак

[сахароза] = 1,00 M

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Приведенное выше уравнение можно использовать для расчета количества растворенного вещества, необходимого для получения любого количества желаемого раствора.

Пример проблемы:

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH), необходимое для получения 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: (1) идентичность растворенного вещества = NaOH, (2) объем = 2,50 л и (3) молярность раствора = 0.100 моль / л (Примечание: при вычислении задач всегда записывайте единицы молярности как моль / л, а не М. Это позволит вам отменить единицы при выполнении вычислений.)

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия: (1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти желаемую единицу, в данном случае молей. (2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают. Выполните все необходимые преобразования, чтобы единицы совпадали. (3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Раствор:

(1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти количество молей.

(2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают.

Приведенные значения для этого уравнения: объем 2,50 л и молярность 0,100 моль / л. Единицы объема для обоих этих чисел указаны в литрах (L) и, следовательно, совпадают. Следовательно, никаких преобразований производить не нужно.

(3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Приготовление растворов

Обратите внимание, что в приведенном выше примере у нас все еще недостаточно информации, чтобы фактически приготовить раствор в лаборатории. Не существует оборудования, которое могло бы измерить количество молей вещества. Для этого нам нужно преобразовать количество молей образца в количество граммов, представленное этим числом. Затем мы можем легко использовать весы для взвешивания количества вещества, необходимого для приготовления раствора.В приведенном выше примере:

Чтобы фактически приготовить раствор, обычно растворяют растворенное вещество в небольшом количестве растворителя, а затем, когда растворенное вещество растворяется, конечный объем может быть доведен до 2,50 л. Если вы добавляете 10 г NaOH напрямую до 2,50 л конечный объем будет больше 2,50 л, а концентрация раствора будет меньше 0,100 М. Помните, что конечный объем должен включать как растворенное вещество, так и растворитель.

На рисунке 7.8 показана процедура приготовления раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле.Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя на меньше, чем на требуемый общий объем раствора.

Рисунок 7.8: Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества. Чтобы приготовить раствор, сначала добавьте в колбу часть растворителя. Затем взвесьте необходимое количество растворенного вещества и медленно добавьте его к растворителю.После растворения в растворителе объем раствора можно довести до конечного объема раствора. Для показанной мерной колбы это обозначено черной линией на горловине колбы. В данном случае это 500 мл раствора. Мерные колбы бывают разных размеров, чтобы вместить разные объемы раствора. Градуированные цилиндры также можно использовать для точного доведения раствора до конечного объема. Другая стеклянная посуда, включая химические стаканы и колбы Эрленмейера, недостаточно точна для большинства решений.

Пример расчета молярности

Раствор на рисунке 7.8 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl ₂ · 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ · 2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

1.Мы знаем, что молярность равна

моль / литр.

2. Чтобы вычислить молярность, нам нужно выразить:

• масса в виде молей
• объем в литрах
• Подставьте оба в приведенное выше уравнение и вычислите

Решение:

1. Преобразование массы в моль. Мы можем использовать молярную массу для перевода граммов CoCl ₂ · 2H ₂ O в моль.

• Молярная масса CoCl ₂ · 2H ₂ O равна 165.87 г / моль (включая две молекулы воды, поскольку они являются частью структуры кристаллической решетки этого твердого гидрата!)

2. Перевести объем в литры

3. Подставьте значения в уравнение полярности:

7.7.2 Количество частей в решениях

В потребительском и промышленном мире наиболее распространенный метод выражения концентрации основан на количестве растворенного вещества в фиксированном количестве раствора.Упомянутые здесь «количества» могут быть выражены в массе, в объеме или в обоих (т. Е. массой растворенного вещества в данном объеме раствора). Чтобы различать эти возможности, используются сокращения (m / м), (об / об) и (м / об).

В большинстве прикладных областей химии часто используется мера (м / м), тогда как в клинической химии обычно используется (м / об) с массой , выраженной в граммах и объемом в мл.

Один из наиболее распространенных способов выражения таких концентраций как « частей на 100 », который мы все знаем как « процентов ».« Cent » — это префикс латинского происхождения, относящийся к числу 100
(L. centum ), например, Centum или столетие . Он также обозначает 1/100 (от L. centesimus ), как сантиметр и денежная единица цент . Процентные растворы определяют количество растворенного вещества, которое растворено в количестве раствора, умноженное на 100. Процентные растворы могут быть выражены в единицах массы растворенного вещества на массу раствора (м / м%) или массы растворенного вещества на объем раствора (м / об.%) или объем растворенного вещества на объем раствора (об. / об.%).При создании процентного раствора важно указать, какие единицы измерения используются, чтобы другие также могли правильно принять решение. Также помните, что раствор представляет собой сумму как растворителя, так и растворенного вещества, когда вы выполняете расчет процентов.

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, при вычислении процентных решений можно использовать следующее уравнение:

Пример 1:

В качестве примера, раствор этанола в воде с концентрацией 7,0% об. / Об. Должен содержать 7 мл этанола в общем количестве 100 мл раствора.Сколько воды в растворе?

В этой задаче мы знаем, что:

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, мы можем ввести значения, а затем найти неизвестное.

100 мл = 7 мл + X мл растворителя (в данном случае вода)

переместив 7 на другую сторону, мы увидим, что:

100 мл — 7 мл = 93 мл H ₂ O

Пример 2

Какое (м / об)% раствора, если 24.0 г сахарозы растворяют в общем растворе 243 мл?

Пример 3

Сколько граммов NaCl требуется для приготовления 625 мл 13,5% раствора?

Для более разбавленных растворов используются части на миллион (10 ⁶ ppm) и части на миллиард (10 ⁹ ; ppb). Эти термины широко используются для обозначения количества следов загрязняющих веществ в окружающей среде.

Одинаковые процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема.Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

Массовые определения ppm и ppb приведены здесь:

Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде. Концентрации этих загрязнителей, как правило, очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы.Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 7.9).

Рисунок 7.9. (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи. (b) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде.(кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia commons

При сообщении о загрязнителях, таких как свинец, в питьевой воде, концентрации ppm и ppb часто указываются в смешанных единицах измерения массы / объема. Это может быть очень полезно, поскольку нам легче думать о воде с точки зрения ее объема, а не массы. Кроме того, плотность воды составляет 1,0 г / мл или 1,0 мг / 0,001 мл, что упрощает преобразование между двумя единицами измерения.Например, если мы обнаружим, что содержание свинца в воде составляет 4 ppm, это будет означать, что есть:

7,74 Эквиваленты

Концентрации ионных растворенных веществ иногда выражаются в единицах, называемых эквивалентами (уравнение). Один эквивалент равен 1 моль положительного или отрицательного заряда. Таким образом, 1 моль / л Na ⁺ (водн.) Также равен 1 экв. / Л, потому что натрий имеет заряд 1+. Раствор ионов Ca ^{2 +} (водн.) С концентрацией 1 моль / л имеет концентрацию 2 экв / л, потому что кальций имеет заряд 2+.Разбавленные растворы могут быть выражены в миллиэквивалентах (мэкв.) — например, общая концентрация плазмы крови человека составляет около 150 мэкв / л.

В более формальном определении эквивалент — это количество вещества, необходимое для выполнения одного из следующих действий:

• реагирует или поставляет один моль ионов водорода (H ⁺ ) в кислотно-основной реакции
• реагирует или поставляет один моль электронов в окислительно-восстановительной реакции.

Согласно этому определению, эквивалент — это количество молей иона в растворе, умноженное на валентность этого иона.Если 1 моль NaCl и 1 моль CaCl ₂ растворяются в растворе, в этом растворе содержится 1 экв. Na, 2 экв. Ca и 3 экв. Cl. (Валентность кальция равна 2, поэтому для этого иона у вас есть 1 моль и 2 эквивалента.)

(Вернуться к началу)

7,8 Разведения

Раствор желаемой концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации.Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Раствор желаемой концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 7.10. Требуется вычислить желаемое количество растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем вычислить объем исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что при разбавлении данного количества исходного раствора растворителем , а не , изменяет количество присутствующего растворенного вещества, изменяется только объем раствора. Соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора, таким образом, может быть выражено математически как:

где M _s — концентрация основного раствора, V _s — объем основного раствора, M _d — концентрация разбавленного раствора, а V _d — объем разбавленного раствора. .

Рисунок 7.10 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора. (a) Объем ( V _s ), содержащий желаемое количество растворенного вещества (M _s ), измеряют из исходного раствора известной концентрации. (b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной метки [( V _s ) (M _s ) = ( V _d ) (M _d ). ].

Пример расчета разбавления

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл 0,400 М раствора?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора и молярность исходного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия и решение:

Для задач разбавления, если вам известны 3 переменные, вы можете решить для 4-й переменной.

1. Начните с перестановки уравнения, чтобы найти переменную, которую вы хотите найти. В этом случае вы хотите найти объем основного раствора, V _s

2. Затем убедитесь, что одинаковые термины имеют одинаковые единицы измерения. Например, Md и Ms являются концентрациями, поэтому для проведения расчетов они должны быть в одной и той же единице (в данном случае они оба указаны в молярности). Если бы концентрации были разными, скажем, один был дан в молярности, а другой в процентах, или один был в молярности, а другой был в миллимолярности, один из терминов нужно было бы преобразовать, чтобы они совпадали.Таким образом, единицы будут отменены, и в этом случае вы останетесь с единицами громкости.

3. Наконец, заполните уравнение с известными значениями и вычислите окончательный ответ.

Обратите внимание, что если требуется 333 мл исходного раствора, вы также можете рассчитать количество растворителя, необходимое для окончательного разбавления. (Общий объем — объем исходного раствора = объем растворителя, необходимый для окончательного разбавления. В этом случае 2500 мл — 333 мл = 2167 мл воды, необходимой для окончательного разбавления (это следует делать в мерном цилиндре или мерной колбе). .

(Вернуться к началу)

7,9 Концентрации ионов в растворе

До сих пор мы обсуждали концентрацию всего раствора в терминах общего растворенного вещества, деленного на объем раствора. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает при рассмотрении ионных и ковалентных соединений. Когда ионные соединения растворяются в растворе, они переходят в ионное состояние.Катионы и анионы связываются с полярными молекулами воды. Напомним, что растворы, содержащие ионы, называются электролитами из-за их способности проводить электричество. Например, дихромат аммония (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH ₄ ⁺ и один Cr ₂ O ₇ ²⁻ ионов на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH ₄ ⁺ и Cr ₂ O ₇ ^2-.Если мы рассмотрим это решение математически, мы увидим, что для каждой молекулы дихромата аммония, которая растворяется, образуются три результирующих иона (два иона NH ₄ ⁺ и один Cr ₂ O ₇ ²⁻ ион). Это также можно представить в более крупном молярном масштабе. Когда 1 моль (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ растворяется, образуется 3 моля ионов (1 моль Cr ₂ O ₇ ²⁻ анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ ) в растворе (рисунок 7.11). Чтобы обсудить взаимосвязь между концентрацией раствора и результирующим количеством ионов, используется термин эквивалентов .

Один эквивалент определяется как количество ионного соединения, которое обеспечивает 1 моль электрического заряда (+ или -). Он рассчитывается путем деления молярности раствора на общий заряд, созданный в растворе.

Рис. 7.11 Растворение 1 моля ионного соединения. Растворение 1 моля формульных единиц дихромата аммония в воде дает 1 моль анионов Cr ₂ O ₇ ^2- и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ . (Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, например дихромата аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ²⁻ также должна быть 1.43 M, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ ^2-. Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺ , поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 М = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ образует трех ионов при растворении в воде (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ²⁻), общая концентрация ионов в решение 3 × 1.43 M = 4,29 M. Эквивалентное значение (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ можно затем рассчитать, разделив 1,43 M на 4,29 M, получив 0,333 эквивалента. Таким образом, для (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ растворение 0,333 моля соединения даст 1 моль ионов в растворе.

Пример 1

Каковы концентрации всех ионных частиц, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0.21 М NaOH
2. 3,7 M (CH ₃ ) CHOH
3. 0,032 M дюйм (NO ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентраций

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация такая же, как молярность раствора. Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице.Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Раствор:

1. 0,21 М NaOH

A Гидроксид натрия — это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^—, концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0.21 M и [OH ^— ] = 0,21

2. 3,7 M (CH ₃ ) CHOH

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами

B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH ₃ ) ₂ молекул CHOH, поэтому [(CH ₃ ) ₂ CHOH] = 3.7 м

3. 0,032 M дюйм (NO ₃ ) ₃

A Нитрат индия — это ионное соединение, которое содержит ионы In ³⁺ и ионы NO ₃ ^—, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе

B Одна формульная единица In (NO ₃ ) ₃ дает один ион In ³⁺ и три иона NO ₃ ^— , так что 0,032 M In (NO ₃ ) ₃ решение содержит 0.032 M In ³⁺ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO ₃ ^–, то есть [In ³⁺ ] = 0,032 M и [NO ₃ ^–] = 0,096 M

(Вернуться к началу)

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом

История использования свинца в США

В главе 5 вы познакомились с EPA и с тем, как параметры качества воздуха отслеживаются для определения уровней загрязнения.Одним из шести основных параметров, за которым ведется мониторинг в соответствии с Законом о чистом воздухе, является свинец. Свинец естественным образом встречается в земной коре в очень низких концентрациях, ~ 0,001%, и выглядит как сине-серый металл, мягкий и плотный. Он широко используется в Соединенных Штатах во многих различных продуктах, включая батареи и смеси металлов, в качестве материала для пайки труб и керамики, хрусталя и других известных коммерческих продуктов. Особенно часто свинец использовался в красках для наружных работ и в качестве добавки к бензину (рис.7.12). Из-за растущих проблем со здоровьем использование свинца во многих продуктах было прекращено и прекращено. Однако загрязнение свинцом почвы, воды и воздуха по-прежнему является проблематичным и вызывает повышенный риск для здоровья населения.

Рисунок 7.12 История использования свинца в красках и бензине на протяжении большей части ХХ века. График показывает раннее преобладание свинцовых красок, за которым последовал бум в транспортировке, что привело к высокому использованию этилированного бензина.Спад после середины 1970-х годов был связан с контролем, введенным EPA для исключения этилированного бензина. Источник: Filippelli, et al (2005) используется с разрешения.

Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для свинца установлены на уровне 0,15 микрограмма на кубический метр Pb в общем количестве взвешенных частиц в среднем за 3 месяца. Как видно из рисунка 7.13, уровни свинца в атмосфере были очень высокими до середины 1990-х годов, после чего мы наблюдали резкое падение уровней свинца в атмосфере.Этот всплеск содержания свинца в значительной степени связан с выбросами транспортных средств, когда свинец использовался в качестве добавки к бензину. В 1970 году, когда было полностью признано отрицательное воздействие свинца на здоровье, Агентство по охране окружающей среды начало программу сокращения использования свинца в бензине. Полный запрет на этилированный бензин вступил в силу в 1996 году.

Рис. 7.13 Уровни содержания свинца в атмосфере с 1980 по 2014 год. (A) Как интерпретировать графики качества воздуха от EPA. синяя полоса показывает распределение уровней загрязнения воздуха среди участков тренда, отображая средние 80%.Белая линия представляет собой среднее значение по всем сайтам трендов. Девяносто процентов участков имеют концентрации ниже верхней линии, в то время как десять процентов участков имеют концентрации ниже нижней линии. (B) Максимальный годовой максимальный трехмесячный средний уровень содержания свинца в атмосфере, демонстрирующий снижение уровня загрязнения свинцом на 99% с 1980 по 2017 год. Источник: EPA

Использование тетраэтилсвинца (TEL) было определено General Motors в качестве присадки к топливу, повышающей общее октановое число бензина.Это позволило значительно повысить компрессию двигателя, что привело к увеличению производительности автомобиля и большей экономии топлива.

TEL получают реакцией хлорэтана с натрием — свинцом сплавом

4 NaPb + 4 CH ₃ CH ₂ Cl → (CH ₃ CH ₂ ) ₄ Pb + 4 NaCl + 3 Pb

Продукт регенерируют путем перегонки с водяным паром, оставляя отстой из отходов свинца и хлорида натрия.Несмотря на десятилетия исследований, не было обнаружено никаких реакций, улучшающих этот довольно сложный процесс, который включает металлический натрий и превращает только 25% свинца в TEL. ТЕЛ — вязкая бесцветная жидкость. Поскольку TEL является нейтральным по заряду и содержит внешние углеродные группы, он очень липофильный, (жиросодержащий) и растворим в бензине.

При сжигании этилированного бензина выделяется не только диоксид углерода и вода, но и свинец

(канал ₃ канал ₂ ) ₄ Pb + 13 O ₂ → 8 CO ₂ + 10 H ₂ O + Pb

Образующийся свинец также может окисляться при сгорании с образованием оксида свинца (II)

2 Pb + O ₂ → 2 PbO

Образование Pb и PbO внутри автомобильного двигателя быстро накапливается в избытке и вызывает серьезные повреждения двигателя.Таким образом, молекулы, улавливающие свинец, также должны были быть добавлены в бензин для реакции с продуктами свинца, образующимися при сгорании. Обычно для этого процесса использовались 1,2-дибромэтан и 1,2-дихлорэтан. Эти агенты реагируют с побочными продуктами свинца и образуют летучий бромид свинца (II) и хлорид свинца (II), которые затем могут быть выброшены в атмосферу из двигателя.

Повышенные уровни свинца в атмосфере, вызванные использованием автомобилей, сильно коррелировали с повышенными уровнями свинца в крови среди населения.

7.14 Снижение среднего уровня свинца в крови у детей в США и общего количества свинца, использованного в год в бензине в 1974-1992 годах (адаптировано из U.S.EPA 1999).

Биологические эффекты свинца

После того, как свинец попадает в организм, он не выводится из организма. Вместо этого он накапливается в минерализующихся тканях, таких как кости и зубы, или в мягких тканях, таких как печень, почки и мозг. Мозг очень чувствителен. Проведенное в Цинциннати исследование продемонстрировало, что воздействие свинца в детстве вызывает потерю серого вещества в головном мозге, особенно в лобных областях, участвующих в исполнительной функции и принятии решений (рис.7.15).

Рис. 7.15. Воздействие свинца в детстве уменьшает размер мозга. Мозг взрослых, подвергшихся воздействию свинца в детстве, показывает уменьшенный объем, особенно в префронтальной коре на МРТ. Области потери объема показаны цветом на шаблоне нормального мозга. Источник: Cecil, KM, et al.

Острое воздействие свинца может вызвать отравление свинцом и вызвать боли в животе, запоры, головные боли, раздражительность, проблемы с памятью, неспособность иметь детей и покалывание в руках и ногах.Это вызывает почти 10% умственной отсталости по другой неизвестной причине и может привести к поведенческим проблемам. Некоторые эффекты постоянны. В тяжелых случаях возможны анемия, судороги, кома или смерть.

Воздействие свинца может происходить через загрязненный воздух, воду, пыль, продукты питания или потребительские товары. Дети подвергаются большему риску, так как они чаще кладут в рот предметы, например, содержащие свинцовую краску и поглощающие большую часть свинца. что они едят. Воздействие свинца на работе — частая причина отравления свинцом у взрослых людей определенных профессий, которым грозит особый риск.Диагноз обычно ставится путем измерения уровня свинца в крови. Центры по контролю за заболеваниями (США) установили верхний предел содержания свинца в крови для взрослых на уровне 10 мкг / дл (10 мкг / 100 г) и для детей на уровне 5 мкг / дл.

Интересная корреляция: преступность и уровни свинца в крови

Ряд исследований, проведенных за последнее десятилетие, показали сильную корреляцию между уровнем свинца в крови дошкольного возраста и последующим уровнем преступности, особенно насильственных преступлений, произошедших 20 лет спустя (Рисунок 7.16).

Рис. 7.16. Соотношение уровней содержания свинца в крови в дошкольном возрасте и насильственных преступлений, совершенных 23 года спустя.

В начале 1990-х годов убийства и насильственные преступления достигли рекордного уровня, которому не видно конца. Однако к концу 1990-х годов количество насильственных преступлений по стране сократилось на 40%. Было предложено множество гипотез этого быстрого спада, включая увеличение количества заключенных и увеличение количества полицейских.Однако уровни свинца в крови показывают очень сильную корреляцию с частотой насильственных преступлений с запаздыванием примерно в 20 лет. Кроме того, исследования на животных, в том числе на хомяках и кошках, показали, что воздействие свинца увеличивает или усиливает агрессивное поведение. Кроме того, данные, собранные Риком Невином из других стран (Франция, Западная Германия, Италия и Австралия), которые имеют разные уровни тюремного заключения и охраны правопорядка, показывают аналогичные тенденции в насильственных преступлениях с уровнями содержания свинца в крови у детей.Таким образом, есть убедительные доказательства того, что повышенное воздействие свинца в детстве в результате употребления этилированного бензина объясняет, по крайней мере частично, рост уровня насильственной преступности в 1980-х и начале 1990-х годов в Соединенных Штатах.

Текущие проблемы и опасения

Несмотря на то, что использование свинца за последние 40-50 лет резко сократилось, он все еще может быть обнаружен в повышенных концентрациях в почвах, особенно в городских и промышленных районах.Кроме того, свинец ранее использовался для строительства водопроводных труб, поскольку он прочен и податлив. Свинец больше не используется для строительства труб, но в более старых городах, таких как Флинт, все еще есть свинцовые трубы, а также медные и железные водопроводные трубы, в стыках и соединениях которых использовалась свинцовая пайка. В апреле 2014 года это стало серьезной проблемой для жителей Флинта, штат Мичиган. Город Флинт, штат Мичиган, столкнулся с серьезными финансовыми проблемами и, пытаясь сэкономить деньги, решил построить новый водопровод от озера Гурон для обеспечения питьевой водой этого района.Экономия затрат оценивалась примерно в 10 миллионов долларов в год. Однако на строительство трубопровода уйдет несколько лет. Таким образом, чтобы сразу же сэкономить деньги, город Флинт решил временно переключить городскую воду на реку Флинт на время завершения строительства нового трубопровода. Однако с речной водой может быть труднее справиться из-за более сильных колебаний в остатках стока, и почти сразу жители Флинта, штат Мичиган, начали жаловаться на неприятный запах и неконтролируемую цветную воду, идущую из кранов (рис.7.17).

Рисунок 7.17. ЛиЭнн Уолтерс демонстрирует образцы водопроводной воды на публичном собрании в январе 2015 года. Источник: Ladapo, J.A, et. al. (2017).

Анализ воды первоначально показал высокий уровень фекальных колиформных бактерий, из-за чего Флинт, штат Мичиган, выпустил рекомендации по кипячению и увеличил количество хлора, используемого для обработки воды. Это, в свою очередь, увеличивало производство тригалометанов. Тригалометаны образуются в результате реакции хлорных дезинфицирующих средств в воде с присутствующими органическими веществами, такими как те, которые образуются водорослями, присутствующими в реке Флинт.Тригалометаны связаны со многими проблемами со здоровьем, включая проблемы с печенью, почками и легкими, а также создают неприятный запах и привкус воды. Они также опасны при вдыхании, делая душ в горячей загрязненной воде серьезным риском для здоровья.

Таким образом, в попытке уменьшить образование побочных продуктов тригалогенметана, город Флинт начал добавлять больше FeCl ₃ в воду, чтобы помочь удалить дополнительные органические материалы из этого источника воды.Однако они не смогли добавить никаких молекул, контролирующих коррозию, таких как ортофосфат. Многие водоочистные сооружения используют низкие концентрации ортофосфатов для взаимодействия со свинцом в трубах и образования нерастворимого фосфата свинца, который не проникает в водопровод (рис. 7.18). Отсутствие контроля над коррозией со стороны города Флинт в сочетании с повышенным количеством FeCl ₃ привело к резкому увеличению количества присутствующих ионов Cl ^— . Результатом было общее увеличение потенциала коррозии, измеренное по массовому отношению хлорида к сульфату, от 0.45 для системы водоснабжения Детройта до 1,60 для новой системы водоснабжения реки Флинт. Имея такой потенциал коррозии, молекулы кислорода в воде начали окисляться и выделять растворимые формы свинца в водную систему (рис. 7.18). В дополнение к окисленным побочным продуктам свинца выделялись окисленные формы железа, вызывающие большее обесцвечивание воды.

Рис. 7.18. Процесс коррозии во время водного кризиса во Флинте, штат Мичиган.

Чтобы получить интерактивную анимацию этого химического процесса, посмотрите этот

Видео журнала Scientific American — Коррозионная химия: как свинец попал в питьевую воду Флинта

Из-за протеста общественности и отказа города Флинта принимать меры в связи с плохим качеством воды, компания Virgina Tech начала программу тестирования воды и обнаружила чрезвычайно высокие уровни свинца во многих домах во Флинте, штат Мичиган.CDC заявляет, что не существует безопасных уровней свинца, которые можно было бы употреблять, а стандарты EPA ограничивают содержание свинца в питьевой воде до 15 частей на миллиард. Самый высокий образец, зарегистрированный Технологическим институтом штата Вирджиния, составил 13 000 частей на миллиард из образца в доме Ли-Энн Уолтерс (рис. 7.17). Город Флинт вернулся к использованию системы водоснабжения Детройта в октябре 2015 года. Однако риск воздействия свинца на детей, находящихся в этом районе, превышающий установленные CDC предельные уровни в крови, за это время увеличился вдвое (рис. 7.19). Несколько ожидающих рассмотрения судебных процессов в настоящее время находятся в стадии рассмотрения из-за халатности города Флинт и регулирующих органов по качеству воды в регионе.

Рисунок 7.19. Сравнение уровней свинца в крови во Флинте, штат Мичиган, до и после переключения на источник воды из реки Флинт. Верхняя диаграмма показывает, что качество воды в 1 из 6 домов во Флинте, штат Мичиган, испытано выше пределов безопасности EPA для свинца после перехода на источник воды в реке Флинт. Нижняя панель показывает уровни свинца в крови у детей, регулярно проверяемые на уровни свинца в крови в районе как до, так и после перехода на новый источник воды. Источник: Flint Water Study

.

Предлагаемое задание: Учителя могут загрузить дискуссионное задание на тему «Экологическая несправедливость и влияние токсичного загрязнения воды во Флинте, штат Мичиган,

».

Flint Water Crisis Environmental Justice Assignment

7.11 Резюме

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения терминов, выделенных жирным шрифтом в следующем резюме, и спросить себя, как они соотносятся с темами в главе.

Раствор представляет собой однородную смесь. Основным компонентом является растворитель , а второстепенным компонентом — растворенное вещество . Решения могут иметь любую фазу; например, сплав представляет собой твердый раствор.Растворенные вещества — это растворимые или нерастворимые , что означает, что они растворяются или не растворяются в конкретном растворителе. Термины смешивающийся и несмешивающийся вместо растворимых и нерастворимых используются для жидких растворенных веществ и растворителей. Утверждение « подобно растворяется как » является полезным руководством для прогнозирования того, будет ли растворенное вещество растворяться в данном растворителе.

Растворение происходит путем сольватации , процесса, в котором частицы растворителя окружают отдельные частицы растворенного вещества, разделяя их с образованием раствора.Для водных растворов используется слово гидратация . Если растворенное вещество является молекулярным, оно растворяется на отдельные молекулы. Если растворенное вещество является ионным, отдельные ионы отделяются друг от друга, образуя раствор, который проводит электричество. Такие растворы называются электролитами . Если диссоциация ионов завершена, раствор представляет собой сильный электролит . Если диссоциация только частичная, раствор представляет собой слабый электролит . Растворы молекул не проводят электричество и называются неэлектролитами .

Количество растворенного вещества в растворе представлено концентрацией раствора. Максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя, называется растворимостью растворенного вещества. Таких растворов насыщенных . Растворы, количество которых меньше максимального, — это ненасыщенные . Большинство растворов являются ненасыщенными, и их концентрацию можно указать разными способами. Массовый / массовый процент , объем / объемный процент и массовый / объемный процент указывают процент растворенного вещества в общем растворе. частей на миллион (ppm) и частей на миллиард (ppb) используются для описания очень малых концентраций растворенного вещества. Молярность , определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора, является стандартной единицей концентрации в химической лаборатории. Эквиваленты выражают концентрации в молях заряда на ионах. Когда раствор разбавляется, мы используем тот факт, что количество растворенного вещества остается постоянным, чтобы можно было определить объем или концентрацию конечного разбавленного раствора.Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

• Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. NH ₃
   2. HF
   3. Канал ₃ Канал ₂ Канал ₂ ОН

   4. Na ₂ SO ₄

2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. CH ₃ CO ₂ H
   2. NaCl
   3. Na ₂ S
   4. Na ₃ PO ₄
   5. ацетальдегид

3. Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

4. Альтернативный способ определения концентрации раствора — молярность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы ? Поясните свой ответ.

5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

1. a) Nh4 — слабое основание, что означает, что некоторые молекулы будут принимать протон от молекул воды, заставляя их диссоциировать на ионы H + и -OH.Ион H + будет ассоциироваться с Nh4 с образованием Nh5 +. Таким образом, это будет больше всего похоже на стакан №2. б) HF — слабая кислота, хотя F сильно электроотрицателен. Это связано с тем, что молекула H-F может образовывать прочные водородные связи с молекулами воды и оставаться в ковалентной связи, которую труднее диссоциировать. Таким образом, стакан № 2 также является хорошим выбором для этой молекулы, так как только часть H-F будет диссоциировать на ионы h4O + и F-. c) CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH является ковалентным соединением и не будет диссоциировать в какой-либо заметной степени, поэтому стакан № 3 является правильным выбором.г) Na ₂ SO ₄ — это растворимое ионное соединение, которое полностью диссоциирует на ионы, больше всего напоминающее химический стакан № 1.

3. Да, потому что когда CaCl ₂ диссоциирует, он образует 3 иона (1 Ca ²⁺ и 2 иона Cl ^—), тогда как NaCl будет диссоциировать только на 2 иона (Na ⁺ и Cl ^—). для каждой молекулы. Таким образом, CaCl ₂ будет генерировать больше ионов на моль, чем 1 моль NaCl, и будет лучше проводить электричество.

5. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0,2593 M NaBrO ₃
   2. 1.592 М КНО ₃
   3. 1,559 М уксусная кислота
   4. 0,943 M йодат калия

2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0,1065 Мбайн ₂
   2. 1,135 M Na ₂ SO ₄
   3. 1,428 M NH ₄ Br
   4. 0,889 М ацетат натрия

3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

   1. 1.40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
   2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
   3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора

4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

   Соединение	Масса (г)	Родинок	Концентрация (М)
   сульфат кальция	4,86 ​​
   уксусная кислота		3.62
   дигидрат иодистого водорода			1,273
   бромид бария	3,92
   глюкоза			0,983
   ацетат натрия		2,42

5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
   2. 1.045 моль бромида магния в 500 мл раствора
   3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
   4. 0,479 моль CeCl ₃ в 700 мл раствора

6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
   2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
   3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
   4. 0.378 моль йодида калия в 750 мл раствора

7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
   2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
   3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) в 750 мл раствора
   4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора

8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
   2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
   3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
   4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆ ) в 250 мл раствора

9. Укажите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

   1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
   2. Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
   3. Al (NO ₃ ) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
   4. Pb (NO ₃ ) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
   5. Al (CH ₃ CO ₂ ) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →

10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄ , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см ³ . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ с использованием исходного раствора.

11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) ₂ ] — эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья. Если в растворе концентрация Ca (OCl) ₂ равна 3.4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

12. Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и пастилках для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂ ), растворяется в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

14. На этикетке определенного лекарства есть инструкция по добавлению 10.0 мл стерильной воды, заявив, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

1. а. 39,13 г б. 161,0 г c. 93,57 г г. 201,8 г

3. а. 1,40 л 0,334 М раствора, б. 25,0 мл 0,134 М раствора, c. 150 мл 0,769 М раствора

5. а.0.815 М, г. 2.09 М, c. 0.182 М, д. 0,684 M

7. а. 0.174 М, г. 0.297 М, c. 0,048 М, д. 0,135 М

9. а. BaCl ₂ = 0,384 M, Na ₂ SO ₄ = 0,563 M, б. Ca (OH) ₂ = 1.08 M, h4PO4 = 0.816 M, c. Al (NO ₃ ) ₃ = 0,376 M, H ₂ SO ₄ = 0,816 M, d. Pb (NO ₃ ) ₂ = 0,242 M, CuSO ₄ = 0,501 M, т.е. Al (CH ₃ CO ₂ ) = 0.392 M, NaOH = 2,00 M

13. 1,74 × 10 ⁻³ M кофеин

(Вернуться к началу)

7.12 Ссылки

• Chung (Peter) Chieh (2016) Неорганическая химия. Либретексты . Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Inorganic_Chemistry/Chemical_Reactions/Chemical_Reactions_1/Solutions
• Болл, Д.У., Хилл, Дж. У. и Скотт, Р. Дж. (2016) MAP: Основы общей, органической и биологической химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)
• Аверилл, Б.А., Элдридж, П. (2012) Принципы химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/index.html
• Гидрат. (2017, 30 августа).В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 16:20, 26 сентября 2017 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrate&oldid=798015169

.

• Лоуэр, С. (2010). Растворы 1: Растворы и их концентрации. В онлайн-учебнике «Виртуальный учебник Chem1». Доступно по адресу: http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-1.html
• Мичиганская сеть по охране окружающей среды детей (2013 г.) Здоровье окружающей среды детей в Мичигане.Вики по гигиене окружающей среды. Проверено 6 сентября 2018 г. по адресу: http://wiki.mnceh.org/index.php/Neurotoxicity:_Lead

.

• авторов Википедии. (2018, 5 сентября). Отравление свинцом. В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 02:05, 7 сентября 2018 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lead_poisoning&oldid=858177302

.

• Ladapo, J.A., Mohammed, A.K., and Nwosu, V.C. (2017) Загрязнение свинцом во Флинте, Мичиган, США и других городах. Международный журнал экологического и научного образования, 11 (5): 1341-1351.Открытый доступ. Доступно по адресу: www.ijese.net/makale_indir/1899

Водоносный горизонт Огаллала: спасение жизненно важного источника воды в США

На высоких равнинах Америки урожай в начале лета простирается до горизонта: поле за зеленым полем кукурузы, сорго, сои, пшеницы и хлопка. Окруженное огромным небом, то синим, то с алыми прожилками, это 800-мильное пространство сельского хозяйства выглядит так, как будто оно может продолжаться вечно.

Не может.

Водоносный горизонт Огаллала, огромный подземный резервуар, дающий жизнь этим полям, исчезает.Кое-где грунтовых вод уже нет. Это житница Америки — региона, который дает не менее пятой части общего годового сельскохозяйственного урожая США. Если водоносный горизонт высохнет, с мировых рынков исчезнут продукты питания и волокна на сумму более 20 миллиардов долларов. Ученые говорят, что естественным процессам потребуется 6000 лет, чтобы заполнить резервуар.

Задача Огаллала состоит в том, как удовлетворить потребности людей в слое воды, которое простирается под частями восьми штатов от Южной Дакоты до Техаса.По мере того как землевладельцы стремятся сохранить то, что осталось, они сталкиваются с проблемой перетягивания каната между экономическим ростом и сокращением природных ресурсов. То, что здесь происходит — проблемы и решения — является сигналом для остальной части планеты.

Фермеры Высоких равнин еще поколение назад были в блаженном неведении о том, что дилемма уже разворачивается. В начале 1950-х, когда Роджер Функ начал заниматься сельским хозяйством недалеко от Гарден-Сити, штат Канзас, все считали, что вода неисчерпаема. «Люди бурили скважины», — говорит он. «Вы можете перекачивать всю воду, которую хотите перекачивать.”

И они сделали. Что изменило все для Фанка, которому сейчас 81 год, так это публичное собрание в конце 1960-х годов в муниципальном колледже Гарден-Сити. Геологи штата и федеральные геологи, которые изучали, откуда берется вся эта вода, объявили мрачные выводы. «Они сказали, что это геологическая вода. Когда его нет, его уже нет, — говорит Функ. «Я помню, как пришел домой и был очень подавлен».

Сегодня его община на юге Канзаса, в 180 милях к западу от Уичито, является одним из районов Высоких равнин, наиболее пострадавших от истощения водоносного горизонта.Уровень грунтовых вод упал на 150 футов и более, что вынудило многих фермеров отказаться от колодцев. Причина очевидна, говорит Марк Руд, исполнительный директор Юго-Западного округа Канзаса по управлению подземными водами: чрезмерное использование.

Имея под ногами ликвидное сокровище и глобальный рынок, жаждущий их продукции, фермеры здесь и по всему региону заключили фаустовскую сделку, отказавшись от долгосрочного сохранения в пользу краткосрочной выгоды. Чтобы извлечь выгоду из экономических возможностей, землевладельцы сознательно «добывают» ограниченный ресурс.

Использование воды из одного из крупнейших водоносных горизонтов в мире, а не оставление ее в земле не является безответственным, говорит Эндрю Стоун, исполнительный директор Американского фонда подземных вод в Конкорде, штат Нью-Хэмпшир.Как уголь или природный газ, подземные воды являются ценным ресурсом. «Человечеству нет никакой пользы в том, чтобы хранить его неиспользованным в холодильнике», — говорит Стоун. Задача состоит в том, чтобы продлить срок службы водоносного горизонта на благо будущих поколений фермеров и тех, кто зависит от их продукции.

Однако в Гарден-Сити серьезность обстоятельств уже заставляет фермеров действовать. По словам Руде, они пытаются решить, как поддерживать успешные сельскохозяйственные операции, полагаясь на все меньшее и меньшее количество воды — проблема, с которой в конечном итоге должны столкнуться водопользователи во всем регионе и во всем мире. «Сообщество водопользователей должно в этом разобраться», — добавляет он. «Мы так или иначе добьемся устойчивости, но это может поддерживать экономику без водоносного горизонта Огаллала.”

Врезка в водоносный горизонт
На гидрографической карте Огаллала — это чернильное пятно Роршаха, которое некоторые описывают как форму гриба, другие — южноамериканский континент. Миллионы лет назад, когда южные Скалистые горы все еще извергали лаву, реки и ручьи прорезали каналы, по которым на восток уходили каменные куски гор. Осадки в конечном итоге покрыли территорию и заполнили древние каналы, образовав обширные равнины. Вода, которая проникает в погребенный гравий, в основном из исчезнувших рек.Он находится там по крайней мере три миллиона лет, медленно просачиваясь в насыщенный гравийный слой, толщина которого варьируется от более 1000 футов на севере до нескольких футов на юго-западе.

До недавнего времени на большей части области не было постоянных поселений. Племена коренных американцев, которые использовали открытые равнины для сезонной охоты, отступили в долины рек, чтобы разбить свои палатки. Когда испанский конкистадор Франсиско Васкес де Коронадо прибыл в 1541 году в поисках золотых городов Сибола, он довел своих одетых в железо людей до грани изнеможения, никогда не зная, что вода для утоления их почти безумной жажды лежит всего в ярдах под их ботинками.Точно так же поголовье крупного рогатого скота в 1860-х и 1870-х годах рухнуло из-за идеального шторма засухи, чрезмерного выпаса скота и падения цен на мясо. А первые попытки ведения сельского хозяйства были затруднены эрозией почвы и циклами засухи, кульминацией которых стали Пыльная чаша 1930-х годов.

Промышленная добыча водоносного горизонта началась только после Второй мировой войны. Дизельные насосы заменили ветряные мельницы, увеличив производительность с нескольких галлонов в минуту до сотен. В течение следующих 20 лет Высокие равнины превратились из коричневых в зеленые.Количество ирригационных колодцев в одном только Западном Техасе резко возросло с 1166 в 1937 году до более чем 66000 в 1971 году. К 1977 году один из беднейших сельскохозяйственных регионов страны превратился в один из самых богатых, что привело к увеличению сельскохозяйственного экспорта страны и увеличению откорма. 40 процентов говядины зернового откорма.

Но чудо новой насосной техники сказывалось ниже прерии. К 1980 году уровень воды в регионе упал в среднем почти на 10 футов. В центральной и южной частях Высоких равнин некоторые спуски превышали 100 футов.Обеспокоенные государственные чиновники обратились к Геологической службе США, которая изучает водоносный горизонт с начала 1900-х годов. Совместно со своими государственными и местными коллегами официальные лица Геологической службы США начали мониторинг более 7000 скважин для оценки ежегодных изменений уровня воды.

То, что они обнаружили, вызывало тревогу: с 1949 по 1974 год ежегодный забор грунтовых вод увеличился в пять раз. В некоторых местах фермеры забирали от четырех до шести футов в год, в то время как природа откладывала полдюйма. В 1975 году овердрафт был равен расходу реки Колорадо.Сегодня водоносный горизонт Огаллала истощается с годовым объемом, эквивалентным 18 рекам Колорадо. Хотя атмосферные осадки и речные системы подпитывают некоторые части северного водоносного горизонта, в большинстве мест природа не может удовлетворить потребности человека. «У нас есть оптимистичные места. В других местах мы можем увидеть конец », — говорит Дэвид Поуп, который с 1983 по 2007 год в качестве главного инженера штата отвечал за регулирование подземных вод в Канзасе.

Устойчивые решения
Для Фанка удручающие данные, которые он принес домой с встречи в Гарден-Сити, меняли.В то время как другие фермеры отреагировали на снижение уровня воды, добавив колодцы, Функ устранил их: «Мы решили поехать в засушливые районы». Сегодня он почти не качает воду на своих 6000 акрах, которые в основном засажены пшеницей и зерновым сорго. Эти культуры, как правило, не так прибыльны, как кукуруза, но они поддерживают семью Функ. Чтобы заниматься сельским хозяйством без грунтовых вод, Функ изменил некоторые из своих методов. Вместо того, чтобы вспахивать поля после сбора урожая, он оставляет стерню в земле и сажает на пожнивные остатки новый урожай.Этот метод не только снижает эрозию почвы, но также уменьшает испарение и улавливает больше метель, чем на голой земле. Ученые говорят, что оставление растительных остатков на поле может снизить потерю влаги на один дюйм или более ежегодно. Функ стремится запечатлеть каждую частичку 18 дюймов осадков, выпадающих на юго-западе Канзаса. «Надо, — говорит он. «Это все, что у нас есть здесь».

Funk является частью небольшого, но устойчивого движения от зависимости от грунтовых вод.Научная уверенность в упадке Огаллалы вызвала интерес к сохранению во всем регионе. Исследователи разрабатывают менее жаждущие культуры, в том числе устойчивую к засухе кукурузу. Их цель — сократить количество воды, необходимой для выращивания кукурузы, по крайней мере, на 10 процентов, — говорит Вэньвэй Сюй, научный сотрудник Texas A&M. Инициатива Огаллала, проект Министерства сельского хозяйства США, финансирует исследования, призванные сделать сельскохозяйственную промышленность и сельские общины, которые от нее зависят, более устойчивыми.Ежегодные ассигнования Конгресса в размере 3,6 миллиона долларов США поддерживаются исследованиями, начиная от методов орошения и управления осадками до операций по откорму животных.

На исследовательской станции Министерства сельского хозяйства США недалеко от Амарилло, штат Техас, ученые собирают данные, которые побуждают Фанка и других фермеров использовать методы низкой или нулевой обработки почвы (например, оставлять растительные остатки для разложения), — говорит Нолан Кларк, директор станции и сельскохозяйственное предприятие. инженер. Другие проекты нацелены на внедрение высоких технологий. Инженеры установили 16 беспроводных инфракрасных датчиков на рычаге центральной системы, используемой для орошения хлопка на исследовательском участке.Датчики откалиброваны для измерения температуры листьев, что позволяет самим растениям сообщать управляемому компьютером ирригационному оборудованию, когда они хотят пить. При достижении научно установленного порога оросители включаются автоматически. По словам Кларка, поскольку эти роботизированные ирригационные системы применяют воду только тогда, когда это необходимо, на испытательных полях они экономят два дюйма на урожай за сезон.

Эвапотранспирация — это еще один способ связи растений с высокотехнологичными системами орошения. Исследователи разрабатывают оборудование, в котором используются лазеры для измерения турбулентности, вызванной тепловыми волнами над посевами.Чем сильнее турбулентность, тем больше воды нужно растениям. Лазерное оборудование в конечном итоге позволит оценить суточные показатели эвапотранспирации в региональном масштабе. Они будут размещены в Интернете, давая фермерам информацию, которую они могут использовать, чтобы приспособить свой полив к потребностям своих культур.

Такие устройства не могут сэкономить значительное количество воды, но в Западном Техасе, где Огаллала быстро сокращается, они критически важны. Экономия от 10 до 15 процентов на урожай за сезон на миллионах акров — «это значительный объем воды», — говорит Кларк.«Мы можем не сделать водоносный горизонт устойчивым, но мы можем дать ему еще 100 лет».

Новые запросы
Тем не менее, даже когда эти инновации переходят с экспериментальных участков на производственные поля, повышение эффективности может быть компенсировано новыми потребностями в грунтовых водах. Биотопливо — это последний соблазн выращивать кукурузу, которая приносит более высокую прибыль, но требует больше воды, чем большинство других культур. Планы по удвоению количества предприятий по производству этанола в регионе Хай-Плейнс побуждают фермеров увеличивать производство кукурузы, несмотря на и без того дефицит подземных вод.Согласно отчету Фонда защиты окружающей среды (EDF), для этого может потребоваться до 120 миллиардов дополнительных галлонов воды Огаллала ежегодно.

Растущее население региона Великих равнин также требует больше муниципальной воды из единственного доступного источника: водоносного горизонта. Т. Бун Пикенс, миллиардер-нефтяник и недавний защитник альтернативных источников энергии, входит в число предпринимателей, которые вышли на рынок бытовой воды. Закон Техаса, предоставляющий землевладельцам неограниченные права на воду под их собственностью, позволяет Пикенсу продавать грунтовые воды со своего ранчо Mesa Vista в штате Техас, занимающего площадь 24 000 акров, в мегаполисы, вплоть до Далласа и Эль-Пасо.654-мильный трубопровод, который он планирует построить до Эль-Пасо, будет стоить 2,1 миллиарда долларов. Но с учетом того, что продажи воды оцениваются более чем в 1000 долларов за акр-фут, прибыль ждет своего часа.

Над этими новыми требованиями к ограниченному водоснабжению Огаллала нависает изменение климата. Хотя количество осадков в Небраске в северной части водоносного горизонта, вероятно, увеличится, ученые предсказывают, что в южных частях региона выпадет даже меньше 16 дюймов годовых осадков, которые они получают сейчас.

Перед лицом этих комбинированных требований к уже перекрытому водоносному горизонту многие водопользователи Высоких равнин присоединяются к Funk, чтобы пересмотреть свое будущее.Независимо от того, насколько эффективно они его используют, они знают, что грунтовые воды в конечном итоге исчезнут, оставив их, их общины и большую часть региона высокими и сухими. Как и Функ, они начинают строить планы на время, когда Огаллала не сможет удовлетворить их экономические потребности. Некоторые производители присоединяются к Funk и переходят на засушливые земли — выращивают пшеницу и другие культуры, не требующие орошения. В восточном Колорадо фермеры сажают выносливые подсолнухи, которым требуется на 30 процентов меньше воды, чем кукурузе.

Другие фермеры обращаются к местным пастбищам в поисках экономических альтернатив.До прибытия европейских поселенцев миллиард акров травы, покрывающей Высокие равнины, были домом для вилорогих антилоп и быстрых лисиц, малых прерийных кур и роющих сов, а также буйволов. Голубая грама, зеленая хвоя и другие засухоустойчивые растения процветали за короткий вегетационный период. Согласно исследованию Главного бухгалтерского управления 2007 года, более половины этих естественных пастбищ были превращены в сельскохозяйственные культуры, в том числе почти 25 миллионов акров с 1982 года.

Возвращение к пастбищам может стать потенциальным источником дохода, говорит Эми Хардбергер, поверенный EDF в Остине, штат Техас.В рамках проекта, который она координирует, фермеры экспериментируют с восстановлением пастбищ на полях, которые они были вынуждены покинуть территорию из-за истощения грунтовых вод. Помимо обеспечения среды обитания диких животных, пастбища могут быть пастбищами крупного рогатого скота или даже буйволов. Охота, экотуризм и «ранчо для парней» — другие потенциальные источники дохода от пастбищ. И как только будет создан национальный углеродный рынок, фермеры смогут продавать кредиты на хранение углерода в почвах пастбищ. «Это сложная группа людей», — говорит Хардбергер, чей дед выращивал хлопок недалеко от Лаббока, штат Техас.«Они не хотят покидать свою землю — да и не должны».

Несколько программ федерального правительства предоставляют экономические стимулы для сохранения существующих пастбищ, признавая их роль в сокращении эрозии, секвестрации углерода и обеспечении среды обитания для более мелких прерийных кур и других исчезающих видов. Но эти программы часто противоречат целям федерального правительства по поддержанию цен на производство кукурузы и других товаров. Субсидии на выращивание сельскохозяйственных культур обычно выше, чем субсидии на сохранение пастбищ, что упрощает выбор для большинства производителей.

Противоречия в этих федеральных программах отражают двойственное отношение Америки к водоносному горизонту Огаллала. В конечном итоге нации потребуется стратегия, чтобы положить конец ее зависимости от этого ограниченного ресурса, — говорит Стоун, руководитель фонда Groundwater Trust. Но пока что на большей части Высоких равнин это обычное дело: бурение и откачка воды, орошение и выращивание сельскохозяйственных культур, как будто эра Огаллала никогда не закончится.

Для Funk в Garden City уже есть. Используя технологии и дальновидность, он превратил свою ферму в бизнес, который, по его мнению, может продолжаться в далеком будущем, не истощая Огаллалу.»Навсегда? Мы на это надеемся », — говорит он. «Это была наша цель».

Примечание. Изначально эта статья была напечатана под названием «Спасение водоносного горизонта Огаллала».

Задача лабораторных расчетов Ответы

Задача лабораторных расчетов Ответы

Ответы на задачи лабораторных расчетов Набор № 1

1. Вам необходимо сделать раствор 1: 5. Вам потребуется 10 мл
разбавленный раствор. Какое количество исходного образца и разбавителя следует использовать?

Ответ : разбавление 1: 5 = разбавление 1/5 = 1 часть образца и 4 части
разбавитель всего 5 частей.Если вам нужен конечный объем 10 мл, то вам нужно
1/5 от 10 мл = 2 мл образца. Чтобы довести этот образец объемом 2 мл до общего объема
10 мл, необходимо добавить 10 мл — 2 мл = 8 мл разбавителя.

2. Как приготовить 500 мл 10% раствора NaCl?

Ответ : В этой задаче% решение — это количество граммов
растворяется в 100 мл растворителя, поэтому 10% раствор NaCl составляет 10 граммов NaCl в 100 мл
вода. Но вам нужен конечный объем 500 мл, поэтому 10 г x 5 = 50 г NaCl.

3.Если у вас есть ДНК с концентрацией 2 мкг / мкл, сколько ДНК
(в мкл) необходимо добавить, чтобы получить 20 мкл раствора с ДНК.
концентрация 1 мкг / мкл?

Ответ : Поскольку вы знаете начальную концентрацию (2 мкг / мкл),
конечная концентрация (1 мкг / мкл) и конечный объем (20 мкл),
следующую формулу можно использовать для расчета необходимого количества ДНК
(исходный объем)

• (начальная концентрация) (начальный объем) = (конечный
  концентрация) (конечный объем)
• (2 мкг / мкл) (X мкл) = (1 мкг / мкл) (20 мкл)
• X мкл = (1 мкг / мкл) (20 мкл) / 2 мкг / мкл
• X мкл = 10 мкл ДНК

4.У вас есть буфер 10x TBE. Чтобы запустить гель, вам понадобится 500 мл 2х
раствор КЭ. Как приготовить 500 мл раствора буфера 2x TBE из
10-кратный буфер?

Ответ : Так как вы знаете начальную концентрацию (10x), окончательную
концентрации (2x) и конечного объема (500 мл) можно использовать по формуле:

• (начальная концентрация) (начальный объем) = (конечный
  концентрация) (конечный объем)
• (10x) (X мл) = (2x) (500 мл)
• X мл = (2x) (500 мл) / 10x
• X мл = 100 мл 10x TBE

Затем, чтобы рассчитать необходимое количество воды, используйте следующую формулу:

• конечный объем — начальный объем = объем разбавителя
• Всего 500 мл — 100 мл 10x TBE = 400 мл воды

5.Вы хотите приготовить 0,5% -ный агарозный гель. Сколько у вас агарозы (в граммах)
нужно приготовить гелевый раствор на 50 мл?

Ответ : Есть как минимум два метода решения этого вопроса
(как и во многих задачах с разбавлением): логически и математически.

• Логически :
• 0,5% означает 0,5 грамма на 100 мл, поэтому, если вам нужно всего 50 мл, вам нужно 0,5 г /
  2 = 0,25 г агарозы для 50 мл раствора геля.
• Математически :
• 0.5 г / 100 мл = X г / 50 мл
• (0,5 г) (50 мл) / 100 мл = X г
• 0,25 г = X г

6. Какова концентрация ДНК в 50 мкл раствора, содержащего 10
мкл ДНК в концентрации 4 мкг / мкл?

Ответ : Есть два способа решить эту проблему:

• Вычислите общее количество ДНК в растворе, затем разделите на
  общий объем:
  • 10 мкл x 4 мкг / мкл = 40 мкг ДНК
  • 40 мкг ДНК / 50 мкл = 0,8 мкг / мкл
• Просто подставьте значения в формулу:
  • (начальная концентрация) (начальный объем) = (конечная концентрация) (конечная
    объем)
  • (4 мкг / мкл) (10 мкл) = (X мкг / мкл) (50 мкл)
  • X мкг / мкл = (4 мкг / мкл) (10 мкл) / 50 мкл
  • X мкг / мкл = 0.