Краткий анализ общепринятой классификации фазово – дисперсных состояний примесей в воде.

Многообразие фазово-дисперсных состояний примесей в воде приводит к необходимости их классификации. В настоящее время наиболее широкое распространение получила следующая классификация:

I группа примесей (загрязнений) имеет размеры частиц от 1000 до 0,10 (мкм). К ней относятся: взвешенные вещества, эмульсии, суспензии, а также различные микроорганизмы планктона и бактерии.

II группа характеризуется дисперсностью частиц от 0,10 до 0,010 (мкм). Её составляют коллоидно-растворённые примеси и высокомолекулярные органические вещества.

К III группе примесей, размер частиц которых составляет от 0,010 до 0,0010 (мкм) [10÷1 нм], отнесены молекулярно-растворенные вещества, в том числе растворенные газы (Н₂, О₂, СО₂ и т.д.), а также вирусы и бактериофаги.

IV группу загрязнений, с размером частиц менее 0,001 (мкм) [< 1 нм], составляют вещества диссоциирующие в воде на ионы.

Представим данную классификацию в виде диаграммы:

С1, С2, С3, С4 – концентрации загрязнений, относящихся к I, II, III и IV группам, соответственно.

С – суммарная концентрация всех загрязнений, содержащихся в воде.

Классификация фазово-дисперсных состояний загрязняющих веществ очень важна, поскольку определяет подход к их возможному выделению из воды, т.е. на данной основе формируется вся технология очистки загрязнённых вод. На наш взгляд классификация состояния примеси, находящейся в воде, привязанная только к размеру ее частиц, не корректна, т.к. создает иллюзию, что для отделения данной примеси достаточно лишь подобрать фильтрующий элемент, обладающий соответствующими размерами пор, а это в корне неверный подход к очистке загрязнённой воды. Поясним данное утверждение:

·       Из справочной литературы известно, что диаметр атома водорода составляет ~ 0,11 (нм), а диаметр атома урана ~ 0,3 (нм). Или, например, диаметры молекул газов: Н₂ – 0,25 (нм); О₂ – 0,3 (нм); N₂– 0,32 (нм); СО₂ – 0,33 (нм); Cl₂– 0,37 (нм), а диаметр молекулы воды равен 0,3 (нм). Таким образом, растворенные газы никак нельзя относить к III группе (см. выше).

·       Размеры атомов веществ, составляющих ионные растворы, в основном, находятся между диаметрами атомов водорода и урана, т.е. сопостовимы по размеру с молекулой воды.

Отсюда возникает наивное представление о некоторых методах очистки, например, об обратном осмосе или ультрафильтрации, как о некоей мембране,  размеры пор которой позволяют проходить только молекулам воды, а остальные вещества из-за своих габаритов задерживаются, что является неверным. Однако, данное представление, неоднократно озвученное в различных источниках, возникает именно из-за общепринятой системы классификации фазово-дисперсных состояний примесей в воде.

Исходя из представленной информации, можно сделать вывод о необходимости разработки новой классификации фазово-дисперсных состояний загрязняющих веществ в воде, которая указывает не столько на зависимость состояния вещества от размеров его частиц, сколько охватывает физико-химические свойства непосредственно самого загрязнения. Другими словами, не так важны размеры частиц вещества, как совокупность его свойств, таких как: плотность, растворимость, агрегатное состояние и т.д.

Логично, что за основной критерий,  характеризующий как свойства, так и состояния какой-либо примеси,  следует принять способность к ее выделению из воды с помощью того или иного метода очистки. Таким образом, названная классификация будет плотно привязана к ее непосредственному назначению, а именно, получению необходимой информации при разработке технологической схемы очистки конкретного стока.