Меню Рубрики

Анализ и улучшение качества природных вод

При использовании воды в питьевых и хозяйственных целях должно быть исключено неблагоприятное ее действие на организм в виде заболеваний инфекционного и неинфекционного характера, поэтому требования к воде должны быть сведены к следующему:

1. Вода должна удовлетворять требованиям населения по своим органолептическим свойствам.

3. Не должна содержать возбудителей инфекционных, паразитарных заболеваний и глистных инвазий;

4. Содержание в воде минеральных веществ и микроэлементов должно соответствовать физиологическим потребностям организма.

Использование природных вод открытых водоемов, а иногда и подземных вод в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения практически невозможно без предваритель­ного улучшения свойств воды и ее обеззараживания.

Для улучшения качества воды применяются следующие методы:

1) очистка — удаление взвешенных частиц;

2) обез­зараживание — уничтожение микроорганизмов;

3) специаль­ные методы улучшения органолептических свойств воды, умягчение, удаление некоторых химических веществ, фторирование и др.

Очистка воды. Очистка является важным этапом в общем комплексе методов улучшения качества воды, так как улучшает ее физические и органолептические свойства. При этом в процессе удаления из воды взвешенных частиц удаляется и значительная часть микроорганизмов. Очистка осуществляется механическим (отстаивание), физическим (фильтрование) и химическим (коагуляция) методами.

Отстаивание, при котором происходит осветление и частичное обесцвечивание воды, осуществляется в специаль­ных сооружениях — отстойниках. Процесс отстаивания в них продолжается в течение 2-8 ч. Однако мель­чайшие частицы, в том числе значительная часть микроорганизмов, не успевает осесть. Поэтому отстаивание нельзя рассматривать как основной метод очистки воды.

Фильтрация — процесс более полного освобождения воды от взвешенных частиц. Воду пропускают через фильтрующий мелкопористый материал, чаще всего через песок. Фильтруясь, вода оставляет на поверхности и в глубине фильтрующего материала взвешенные частицы. На водопро­водных станциях фильтрация применяется после коагуля­ции.

В настоящее время применяются кварцево-антрацитовые фильтры, значительно увеличивающие скорость фильтрации.

Коагуляция представляет собой химический метод очистки воды. Он позволяет освободить воду от загрязнений, находящихся в виде взвешенных частиц, удаление которых невозможно с помощью отстаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении к воде химического вещества — коагулянта, способного реагировать с находящи­мися в ней бикарбонатами. В результате этой реакции образуются крупные, довольно тяжелые хлопья. Оседая вследствие собственной тяжес­ти, они увлекают за собой находящиеся в воде во взвешенном состоянии частицы загрязнений. Это способствует довольно быстрой очистке воды. За счет этого процесса вода становится прозрачной, улучшает­ся показатель цветности.

В качестве коагулянта применяется сульфат алюминия, образующий с бикар­бонатами воды крупные хлопья гидрата окиси алюминия.

Уничтожение микроорганизмов являет­ся последним, завершающим этапом обработки воды, обеспе­чивающим ее эпидемиологическую безопасность. Для обеззараживания воды применяются химические (реагентные) и физические (безреагентные) методы.

Химические (реагентные) методы обеззаражи­вания основаны на добавлении к воде различных химических веществ, вызывающих гибель находящихся в воде микро­организмов. Эти методы достаточно эффективны. В каче­стве реагентов могут быть использованы различные силь­ные окислители: хлор и его соединения, озон, йод, перманганат калия, некоторые соли тяжелых металлов, се­ребро.

В санитарной практике наиболее надежным и испытан­ным способом обеззараживания воды является хлорирование. На водопроводных станциях оно производится при помощи газообразного хлора и растворов хлорной извести.

Процесс хлорирования зависит от стойкости микроорга­низмов. Наиболее устойчивыми являются спорообразующие. Среди неспоровых отношение к хлору различное, например брюшнотифозная палочка менее устойчива, чем палочка паратифа и т. д. Важным является массивность микробного обсеменения: чем она выше, тем больше хлора нужно для обеззараживания воды. Эффективность обеззараживания зависит от активности используемых хлорсодержащих препаратов. Так, газообразный хлор более эффективен, чем хлорная известь.

Большое влияние на процесс хлорирования оказывает состав воды; процесс замедляется при наличии большого количества органических веществ, так как большее коли­чество хлора уходит на их окисление, и при низкой темпе­ратуре воды. Чем выше доза хлора и чем продолжительнее его контакт с водой, тем более высоким будет обеззараживающий эффект.

Для достижения полного бактерицидного эффекта определяется оптимальная доза хлора, которая складывается из количества активного хлора, которое необходимо для:

а) уничтожения микроорганизмов;

б) окисления органиче­ских веществ, а также количества хлора, которое должно остать­ся в воде после ее хлорирования для того, чтобы служить показателем надежности хлорирования.

Это количество называется активным остаточным хлором. Его норма 0,3-0,5 мг/л. При дозах выше 0,5 мг/л вода приобретает неприятный специфический запах хлора.

К химическим методам обеззараживания воды относится озонирование. Озон является нестойким соединением. В воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кислорода, с чем связана сильная окислительная способность озона. В процессе его разложения образуются свободные радикалы ОН и НО2, обладающие выраженными окислительными свойствами. Озон обладает высоким окислительно-восстановительным потенциалом, поэтому его реакция с органическими веществами, находящимися в воде, происходит более полно, чем у хлора. Механизм обеззараживающего действия озона аналогичен действию хлора: являясь сильным окислителем, озон повреждает жизненно важные ферменты микроорганизмов и вызывает их гибель.

Преимущество озонирования перед хлорированием за­ключается в том, что при этом способе обеззараживания улучшаются вкус и цвет воды, поэтому озон может быть использован одновременно для улучшения ее органолептических свойств. Озонирование не оказывает отрицатель­ного влияния на минеральный состав и рН воды. Избыток озона превращается в кислород, поэтому остаточный озон не опасен для организма и не влияет на органолептические свойства воды. Озо­нирование производится при помощи специальных аппара­тов — озонаторов.

При химических способах обеззарараживания воды используют также олигодинамические действия солей тяжелых металлов (серебра, меди, золота). Олигодинамическим действием тяжелых металлов называется их способ­ность оказывать бактерицидный эффект в течение длитель­ного срока при крайне малых концентрациях. Данный метод обычно применяется для обеззаражи­вания небольших количеств воды.

Перекись водорода давно известна как окислитель. Ее бактерицидное действие связано с выделением кисло­рода при разложении.

Химические, или реагентные, способы обеззараживания воды, имеют ряд недостатков, которые заключаются в том, что большинство этих веществ отрицательно влияет на со­став и органолептичеекие свойства воды. Кроме того, бактерицидное действие этих веществ проявляется после определенного периода контакта и не всегда распростра­няется на все формы микроорганизмов. Все это явилось причиной разработки физических методов обеззараживания воды, имеющих ряд преимуществ по сравнению с химиче­скими. Безреагентные методы не оказывают влияния на состав и свойства обеззараживаемой воды, не ухудшают ее органолептических свойств. Они действуют непосредст­венно на структуру микроорганизмов, вследствие чего обла­дают более широким диапазоном бактерицидного действия. Для обеззараживания необходим небольшой период времени.

Наиболее разработанным методом является облучение воды бактерицид­ными (ультрафиолетовыми) лампами. Наибольшим бактери­цидным свойством обладают УФ лучи с длиной волны 200-280 нм; максимум бактерицидного действия приходит­ся на длину волны 254-260 нм. Источником излучения слу­жат аргонно-ртутные лампы низкого давления и ртутно-кварцевые лампы. Обеззараживание воды наступает быстро, в течение 1-2 мин. При обеззараживании воды УФ-лучами погибают не только вегетативные формы микробов, но и споровые, а также вирусы, яйца гельминтов, устойчивые к воздейст­вию хлора. Применение бактерицидных ламп не всегда возможно, так как на эффект обеззараживания воды УФ-лучами влияют мутность, цветность воды, содержание в ней солей железа. Поэтому, прежде чем обеззараживать воду таким способом, ее необходимо тщательно очистить.

Из всех имеющихся физических методов обеззаражива­ния воды наиболее надежным является кипячение. В ре­зультате кипячения в течение 3-5 мин погибают все имеющиеся в ней микроорганизмы, а после 30 мин вода становится полностью стерильной. Несмотря на высокий бактерицидный эффект, этот метод не находит широкого применения для обеззараживания больших объемов воды. Недостатком кипячения является ухудшение вкуса воды, наступающего в результате улетучивания газов, и возможность более быстрого развития микроорганизмов в кипяченой воде.

К физическим методам обеззараживания воды относится использование импульсного электрического разряда, ультра­звука и ионизирующего излучения. В настоящее время эти методы широкого практического применения не находят.

Помимо основных методов очистки и обеззараживания воды, в не­которых случаях возникает необходимость производить спе­циальную ее обработку. В основном эта обработка направле­на на улучшение минерального состава воды и ее органолептических свойств.

Дезодорация — удаление посторонних запахов и привкусов. Необходимость проведения такой обработки обу­словливается наличием в воде запахов, связанных с жизне­деятельностью микроорганизмов, грибов, водорослей, продуктов распада и разложения органических веществ. С этой целью применяются такие методы, как озонирование, хлорирование, обработка воды перманганатом калия, переки­сью водорода, фторирование через сорбционные фильтры, аэрация.

Дегазация воды — удаление из нее растворенных дурно пахнущих газов. Для этого применяется аэрация, т. е. разбрызгивание воды на мелкие капли в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, в резуль­тате чего происходит выделение газов.

Умягчение воды — полное или частичное удаление из нее катионов кальция и магния. Умягчение проводится специальными реагентами или при помощи ионообменного и термического методов.

Опреснение (обессоливание) воды чаще производит­ся при подготовке ее к промышленному использованию.

Частичное опреснение воды осуществляется для снижения содержания в ней солей до тех величин, при которых воду можно использовать для питья (ниже 1000 мг/л). Опресне­ние достигается дистилляцией воды, которая производится в различных опреснителях (вакуумные, многоступенчатые, гелиотермические), ионитовых установках, а также электро­химическим способом и методом вымораживания.

Обезжелезивание — удаление из воды железа про­изводится аэрацией с последующим отстаиванием, коагулированием, известкованием, катионированием. В настоящее время разработан метод фильтрования воды через песча­ные фильтры. При этом закисное железо задерживается на поверхности зерен песка.

Обесфторивание — освобождение природных вод от избыточного количества фтора. С этой целью применяют метод осаждения, основанный на сорбции фтора осадком гидроокиси алюминия.

При недостатке в воде фтора ее фторируют.

В случае загрязнения воды радиоактивными веществами ее подвергают дезактивации, т. е. удалению радиоактивных веществ.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

АНАЛИЗ И УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

Методические указания к выполнению лабораторных работ
по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод» для студентов

IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство»

Томского политехнического университета

А64 Анализ и улучшение качества природных вод: методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод», для студентов IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство». / сост. , . – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 76 с.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы

к изданию методическим семинаром кафедры

гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии

Института геологии и нефтегазового дела

учебно-методической комиссии _____________

Кандидат геолого-минералогических наук,

доцент кафедры ГИГЭ ИГНД ТПУ

©Составление. Томский политехнический

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2009

Крупнейший учёный-мыслитель, академик писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с нею по влиянию на ход основных самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества, минерала, горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Всё земное вещество …. ею проникнуто и охвачено».

Английский физик Генри Кавендиш обнаружил, что водород (Н) и кислород (О) образуют воду. В 1785 г. французскими химиками Лавуазье и Мёнье было установлено, что вода состоит из двух весовых частей водорода и шестнадцати весовых частей кислорода.

Чистая вода – это химическое соединение водорода и кислорода, Н2О

В природе не существует чистой воды, так как образовавшаяся вода, в силу своего дипольного момента, сразу растворяет в себе окружающие её вещества.

Природные воды представляют собой собственно воду (химическое соединение кислорода и водорода) и растворенные в ней вещества, появившиеся в ней в результате природного динамического равновесия в системе вода – порода – органическое вещество – газ и обусловливающие ее химический состав и свойства.

Природная вода является продуктом динамического равновесия в природной системе, впервые предложенной [1]:

Природные воды – воды Земли с содержащимися в них твёрдыми, жидкими и газообразными веществами. ГОСТ

Состояние водного объекта – характеристика водного объекта по совокупности его количественных и качественных показателей применительно к видам водопользования. ГОСТ

Водный объект характеризуется определенным природным составом и свойствами воды, а потребитель формирует свои требования к составу и свойствам потребляемой воды (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структура категории «качество воды» водного объекта

Как видно по рис. 1.1, качество воды водного объекта и необходимость его регулирования определяются целью водопользования, т. е. потребителем. На основании данных о составе и свойствах воды, а также требований потребителя формируются критерии качества воды и соответствующие им показатели. Таким образом, водный объект характеризуется значениями показателей качества, а вид водопользования – нормами качества воды.

Читайте также:  Химический анализ питьевой воды методика

Качество воды – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность её для конкретных видов водопользования.

Критерий качества воды – признак, по которому производится оценка качества воды по видам водопользования.

Нормы качества воды – установленные значения показателей качества воды по видам водопользования.

Нормы качества вод различного назначения устанавливают и утверждают государственные организации, например, ГОСТ – государственные стандарты бывшего СССР; ГОСТ Р – государственные стандарты России; СТ СЭВ – стандарты Совета Экономической Взаимопомощи; стандарты ИСО – стандарты международной организации; Сан П и Н – санитарные правила и нормы министерства здравоохранения России.

Контроль качества воды – проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям.

ГОСТ 27065–86, (СТ СЭВ 5184-85)

Контроль проводится сравнением показателей качества воды с нормами качества воды для различных целей водопотребления. Например, нормами качества питьевой воды являются предельно допустимые концентрации компонентов в воде (ПДКп.); нормами качества вод для рыборазведения являются значения предельно-допустимых концентраций компонентов в водах рыбохозяйственных водоемов (ПДКр).

ПДКп. – это максимальные концентрации, при которых вещество не оказывает прямого или опосредованного воздействия на состояние здоровья населения при воздействии на организм в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования.

ПДКр – максимальная концентрация, при которой вещества не оказывают прямо или косвенно вредного воздействия на рыб или водные организмы, служащих кормовой базой для рыб.

Качество вод – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность её для конкретного вида водопользования.

Оценку качества вод проводят по результатам сокращенного или полного анализа. В сокращенный анализ входит определение части компонентов вод (рН, СО2 св., СО3-, НСО3-, О. Ж., Сa2+, Mg2+). Полный анализ воды включает определение всех компонентов и показателей качества воды. ГОСТ 27065–86

§ 1. Методы анализа природных вод

Для определения значений показателей качества воды используются разнообразные методики различных методов анализа.

Метод анализа характеризуется сущностью происходящего процесса, например, поглощение компонентом вод электромагнитного излучения или выделение компонента воды на электроде.

Методика анализа отражает последовательность операций (прилить, нагреть, профильтровать, измерить).

Состав и свойства природной воды характеризуются химическими, физическими, микробиологическими показателями и органолептическими свойствами. Предлагаемые лабораторные работы включают определение химических показателей макрокомпонентного состава воды, некоторых микрокомпонентов воды и органолептических свойств воды.

« Точность измерения результатов анализа природных вод»

Цель лабораторной работы – закрепление, углубление теоретических знаний по разделу «Чувствительность и точность методов анализа природных вод» при изучении дисциплины «Комплексное использование и охрана водных ресурсов».

1. Рассчитать величины приписных погрешностей результатов анализа 2–4 компонентов природных вод, режимного наблюдения, выданных преподавателем

2. Результата представить в виде таблицы и графически.

3. Написать отчет, приводя формулы расчета и словесное описание результатов работы.

Исходные материалы и оборудование:

1. Паспорт аккредитованной лаборатории.

2. Варианты результатов анализа проб природных вод.

4. Бумага миллиметровая, формат А-4.

Качество проведенного анализа вод играет большую роль в установлении подобия между истинным составом вод и определенном при анализе. К характеристикам качества анализа относятся: достоверность и сходимость результатов анализа.

Достоверность и сходимость результатов анализа

Сотрудник, выполняя методику количественного химического анализа (КХА) вод, получает результат – содержание компонента в исследуемой воде, и при этом с вероятностью (Р) совершает погрешность в анализе: случайную (например, прилив лишнюю каплю реактива) или систематическую (например, используя некачественный реактив). В методиках КХА принято систематическую погрешность исключать или стремиться свести к нулю.

Математически результат записывают как

где С – содержание компонента в воде, полученное при анализе, мг/л;

Δ – приписная погрешность анализа, гарантированная прописью методики КХА при заданной вероятности.

Интервал (±Δ) образует доверительный интервал, в котором находится, но конкретно неизвестно, истинное содержание компонента в воде.

Если доверительные интервалы значений содержания компонента в воде, выданные разными лабораториями или сотрудниками совпадают, то результаты анализа сходятся. Например, рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема воспроизводимости результатов анализа воды, полученных в разных лабораториях:

С1 – результат первой лаборатории; С2 – результат второй лаборатории

Достоверность, качество результатов анализа, регламентируется характеристиками методики КХА: точность, правильность, прецизионность, согласно требованиям стандарта ГОСТ Р ИСО 5725–2002, принятого на основе применения международных стандартов ISO.

Данные понятия характеризуются определениями: качественными, как «степень близости», и количественными, как «показатель погрешности».

Точность анализа понимается ныне как «степень близости» результата единичного анализа к истинному или, в его отсутствии, к принятому опорному значению, например, аттестованное значение стандартного образца.

Количественной характеристикой точности является «показатель погрешности» методики анализа (Δ), выражаемый средним квадра-тичным отклонением σ(Δ). Точность анализа дополняется интервальной оценкой результата анализа:

(1.1)

где z – квантиль соответствующего нормального или равномерного распределения случайных погрешностей при принятом уровне доверительной вероятности Р. Если Р = 0,95, то z = 1,96 (нормальное распределение), но z = 1,73 (равномерное распределение). Когда Р = 0,9, в обоих случаях z = 1,73. Последний квантиль используют при расчете внутри лабораторного показателя качества методики анализа.

Достоверность результатов анализа вод в аккредитованной лаборатории гарантируется метрологическими характеристиками методик количественного анализа, приведенными в паспорте аккредитованной аналитической лаборатории, аналитического центра.

Вода особый объект анализа. Вода − электрически нейтральна.

В ней сумма компонентов–анионов (в мг-экв/л) равна сумме компонентов–катионов (в мг-экв/л). При контроле этого соответствия достоверность результатов анализа повышается.

Научный Совет по аналитическим методам анализа (НСАМ) (секция гидрогеохимическая) установил нормы допустимой погрешности (ПД) при анализе вод различной минерализации (табл. 1.1).

Фактическая погрешность (ПФ) анализа вод рассчитывается по формуле

, (1.2)

где – сумма анионов макрокомпонентов воды, мг-экв/л;

– сумма катионов макрокомпонентов воды, мг-экв/л.

Таблица 1.1 – Величины допустимой погрешности при анализе вод

источник

Природная вода — сложная, непрерывно изменяющаяся система. В состав воды входят: соли, преимущественно в виде ионов, молекул и комплексов; органические вещества — в молекулярных соединениях и коллоидном состоянии; газы — в виде молекул и гидратированных соединений; диспергированные примеси; гидробионты (планктон, бентос, нейстон, пагон); бактерии и вирусы. Во взвешенном состоянии в природных водах содержатся глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы; в коллоидном — различные вещества органического происхождения, кремнекислота, гидроксид железа (III), фульвокислоты, гуматы; в истинно растворенном состоянии находятся в основном минеральные соли, обогащающие воду ионами. Качество природных вод весьма разнообразно.

С точки зрения водоподготовки наиболее общими и характерными признаками загрязняющих воду веществ являются формы нахождения их в воде. Исходя из этого, Л.А. Кульским предложена классификация примесей воды, основанная на их фазовом состоянии и дисперсности. Эта классификация имеет широкое практическое применение, так как дает приемлемое обоснование технологических приемов водообработки и преследует цель упорядочить выбор состава очистных сооружений.

Все примеси разделены на четыре группы.

Примеси первой группы представляют собой нерастворимые в воде суспензии и эмульсии (а также планктон и бактерии), кинетически неустойчивые и находящиеся во взвешенном состоянии благодаря гидродинамическому воздействию водного потока. В состоянии покоя эти взвешенные вещества выпадают в осадок.

Примеси второй группы представляют собой гидрофобные и гидрофильные органические и минеральные коллоидные частицы, а также нерастворимые и недиссоциированные формы гумусовых веществ, детергенты и вирусы, которые по своим размерам близки к коллоидным примесям.

Примеси третьей группы — это молекулярно растворимые вещества (органические соединения, растворимые газы и т.п.).

Примеси четвертой группы представляют собой вещества, диссоциированные на ионы.

Концентрация отдельных примесей в воде определяет ее свойства, т.е. качество воды. Различают показатели качества воды; физические (температура, взвешенные вещества, цветность, запах, вкус и др.); химические (жесткость, щелочность, активная реакция, окис- ляемость, сухой остаток и др.); микробиологические и паразитологические. Для определения качества воды производят физические, химические, микробиологические, паразитологические и технологические анализы в наиболее характерные для данного водоисточника периоды года.

Выбор и оценка качества источников централизированного хозяйственно-питьевого водоснабжения производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.3.03—87. Выбор источника производственного водоснабжения делается с учетом требований, предъявляемых потребителями к качеству воды.

Ниже приводится ряд основных показателей качества природных вод и значения их для некоторых потребителей.

Температура поверхностных вод подвержена значительным сезонным колебаниям (от 0,1 до 30 °С). Подземные воды имеют более стабильную температуру (8—12 °С). Наиболее приемлемой для питьевых нужд является вода с температурой 7—11 °С.

Прозрачность, мутность и взвешенные вещества характеризуют наличие в воде суспензированных частиц песка, глины, ила, планктона, водорослей, которые попадают в нее в результате эрозии берегов, взмучивания осадка со дна, с дождевыми и талыми водами и т.п.

При большой концентрации взвешенных веществ в воде их количество определяется весовым методом; при относительно небольшом содержании взвешенных веществ применяют косвенный метод — определяют мутность на мутнометре или фотоэлектроколориметре (ФЭК) или определяют прозрачность.

Мутность — характеристика, обратная прозрачности. Прозрачность воды — это предельная высота столба воды (см), через который можно читать текст, набранный стандартным шрифтом

(высота букв 3,5 мм). Прозрачность питьевой воды не должна превышать 30 см.

Количество взвешенных веществ в воде выражается в миллиграммах на литр по каолину (мг/л) или единицах мутности по формазину (ЕМФ).

В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074—01 «Питьевая вода» количество взвешенных веществ в питьевой воде не должно превышать 1,5 мг/л. Количество взвешенных веществ, которое допускается в воде, используемой для производственных целей, зависит от характера производства. На многих производствах можно использовать воду с гораздо большим содержанием взвешенных веществ. В то же время для некоторых производств химической, пищевой, электронной и других отраслей промышленности требуется вода такого же или более высокого качества.

Цветность воды, т.е. ее окраска, обусловлена присутствием в воде гумусовых и дубильных веществ, жиров, органических кислот и других органических соединений. Наряду с этим, окраска воды может быть вызвана присутствием соединений железа, марганца, сточных вод некоторых производств или «цветением» водоемов.

Цветность природных вод обычно обусловлена гумусовыми веществами. Гумусовые вещества почвы в природных водах находятся во взвешенном состоянии, фульво- и гуминовые кислоты — в коллоидном и истинно растворимом состоянии.

Цветность вод измеряется в градусах платино-кобальтовой шкалы. Для питьевой воды она не должна превышать 20 град. Цветность определяют колориметрически, сравнивая цвет пробы с эталонами шкалы цветности, или применяют фотоэлектроколориметры для измерения оптической плотности. Отдельные виды производств предъявляют различные требования к цветности используемой воды.

Привкусы и запахи, встречающиеся в природных водах, могут быть естественного или искусственного происхождения. Они зависят от химического состава примесей и температуры.

Запахи и привкусы придают воде сероводород, соли железа, сульфаты кальция (вяжущий) и магния (горький), хлорид натрия (соленый), органические вещества (продукты жизнедеятельности микроорганизмов и водная растительность), а также сбрасываемые сточные воды отдельных предприятий.

К запахам естественного происхождения относят ароматический (огуречный, цветочный); болотный (илистый, тинистый); гнилостный (фекальный, сточный); древесный, землистый, плесневый, рыбный, сероводородный, травянистый и др.

К запахам искусственного происхождения относят фенольный, хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и др.

Различают четыре основных вкуса: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные особенности относят к привкусам.

Интенсивность запахов и привкусов определяют органолептически и выражают по пятибалльной шкале. Для питьевой воды по нормам СанПиН запахи и привкусы не должны превышать двух баллов при 20 °С.

Общая минерализация (сухой остаток) — общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии. Сухой остаток получают в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы. В воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л, в особых случаях-1500 мг/л. Сухой остаток лимитируется также в воде, поступающей для питания паровых котлов, и в воде, используемой в производстве кинопленки, синтетического каучука и др.

Хлориды и сульфаты благодаря своей высокой растворимости присутствуют во всех природных водах обычно в виде натриевых, кальциевых и магниевых солей. При значительном их содержании вода становится агрессивной по отношению к бетону. Для хозяйственнопитьевой воды предельно допустимое содержание хлоридов СГ — 350 мг/л, сульфатов S04 2- — 500 мг/л.

Читайте также:  Химический анализ питьевой воды спб

Щелочность воды определяется суммой содержащихся в воде гидроксильных ионов и анионов слабых кислот — угольной, органических, а также бикарбонатных и карбонатных ионов. Для питьевой воды щелочность не нормируется.

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней в основном солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость (карбонатные и бикарбонатные соли кальция и магния) и некарбонатную (некарбонатные соли кальция и магния — сульфаты, хлориды, нитраты и др.). Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости определяет общую жесткость.

Соли жесткости не вредны для здоровья, но присутствие их затрудняет использование воды для хозяйственно-бытовых нужд (дополнительный расход мыла при стирке, отложение осадков в трубах водопровода).

В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль/м 3 , но в практике чаще используют нормальную концентрацию ионов кальция и магния, выраженную в мг-экв/л. Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 мг Са 2+ и 12,16 мг Mg 2+ .

Общая жесткость хозяйственно-питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л, а в особых случаях—10 мг-экв/л.

Жесткая вода непригодна для питания котлов, паросиловых установок тепловых электростанций и теплоэлектроцентралей; она лимитируется для предприятий бумажной, текстильной промышленности, при производстве искусственного волокна и др.

Щелочность воды определяется суммой содержащихся в ней гидроксильных ионов и анионов слабых кислот — угольной, органических, а также бикарбонатных и карбонатных ионов. Для питьевой воды щелочность не нормируется.

Железо и марганец присутствуют в природных водах в формах, зависящих от величины PH, окисляемости и содержания кислорода. Железо может находиться в форме двух- и трехвалентных ионов, органических и неорганических коллоидов, комплексных соединений, в виде тонкодисперсной взвеси, сульфида железа, гидроксида железа (II). В подземных водах при отсутствии кислорода железо и марганец встречаются обычно в форме двухвалентных солей, в поверхностных водах — в виде органических комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсных взвесей.

Вода, имеющая повышенную концентрацию железа, неприятна на вкус, причиняет неудобства в быту, оказывает влияние на печень, увеличивает риск инфарктов. Избыток марганца в воде вызывает ее окраску и вяжущий привкус, заболевание костной системы. Поэтому содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л, а марганца — 0,1 мг/л. Содержание железа и марганца ограничивают в воде, используемой при производстве пластмасс, кино- и фотопленки, бумаги, в текстильной, пищевой промышленности и др.

Активная реакция воды является показателем ее щелочности или кислотности и характеризуется концентрацией водородных ионов. Вода, подаваемая для хозяйственно-питьевых нужд, должна иметь pH в пределах 6—9. Для вод большинства природных источников значение pH не отклоняется от указанных пределов.

Окисляемость воды обусловливается присутствием органических и некоторых неорганических примесей, таких как железо (II), сульфиты, сероводород и др. Различают перманганатную и бихроматную окисляемость. В практике наиболее часто используется перманга- натная окисляемость (ее проще и быстрее определять). Для питьевой воды она не должна превышать в соответствии с СанПин 2.1.4.1074— 01 5 мг 02/л. Характерно, что окисляемость воды после коагулирования, отстаивания и фильтрования снижается меньше, чем цветность.

Окисляемость лимитируется для питательной воды котлов (из-за вспенивания), для охлаждающей воды (из-за возможного биообрастания труб и аппаратуры), а также для воды, используемой для изготовления синтетических волокон и некоторых пластмасс.

Азотсодержащие соединения в_природных водах могут быть органические и неорганические в виде нитратов NOj, нитритов NO^ и аммонийных солей NH4 + . Повышенное количество азота в природной воде в органических соединениях или в аммонийной форме свидетельствует о загрязнении водоисточника сточными водами, как бытовыми, так и производственными. Поэтому в питьевой воде не допускается присутствие органического азота, аммонийного и нитритов, содержание нитратов (по NOj) не должно превышать 45 мг/л.

Фтор является активным в биологическом отношении микроэлементом, содержание которого в питьевой воде должно поддерживаться в пределах 0,7—1,5 мг/л (в зависимости от климатических условий).

Растворенные в воде газы — кислород, углекислый газ, сероводород, метан, азот.

Углекислота, кислород и сероводород придают воде при определенных условиях коррозионные свойства по отношению к металлам и бетонам. Углекислота содержится во всех природных водах. В зависимости от pH она может быть в виде растворенного в воде газа С02, бикарбонат-ионов HCOj, карбонат-ионов СО|“.

Кислород попадает в воду при ее контакте с воздухом. Резкое снижение содержания кислорода в воде указывает на ее загрязнение. Растворенный в воде кислород интенсифицирует коррозию металла, поэтому в питательной воде теплоэнергетических установок его концентрация строго ограничивается.

Сероводород придает воде неприятный запах, вызывает коррозию металла. Присутствие H2S в хозяйственно-питьевой воде не допускается.

Азот в природные воды поступает из воздуха, а также при разложении органических остатков и при восстановлении его денитрифицирующими бактериями.

Метан обычно присутствует в болотных водах. В природных водах, используемых для водоснабжения, он может присутствовать в незначительных количествах.

Бактерии и вирусы могут интенсивно развиваться в воде. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074—01 безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям. Для питьевой воды определяются следующие микробиологические показатели: общее микробное число ОМЧ (количество колоний бактерий в 1 мл) — не более 50; общие и термотолерантные колиформные бактерии — отсутствие в 100 мл; колифаги (показатель энтеровирусного загрязнения) — отсутствие бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл.

При обнаружении в повторной пробе воды вышеперечисленных загрязнений проводятся исследования на наличие патогенных бактерий и вирусов с определением цист лямблий (в питьевой воде — отсутствие в 50 л воды) и спор сульфитредуцирующих клостридий (в питьевой воде — отсутствие в 20 мл).

На большинстве производств бактериальное загрязнение воды не препятствует ее использованию для технических целей. Исключение составляют предприятия, для которых требуется вода питьевого качества.

Здесь перечислены лишь основные свойства природных вод. В практике приходится встречаться еще с целым рядом специфических свойств. Например, питьевая вода не должна содержать более 0,05 мг/л мышьяка, 1 мг/л меди, 5 мг/л цинка, 0,03 мг/л свинца, и 0,5 мг/л алюминия.

В зависимости от целевого назначения к воде предъявляют разнообразные требования, согласно которым ее можно классифицировать как используемую: для хозяйственно-питьевых целей, коммунальных предприятий, нужд пищевой и некоторых других отраслей промышленности; охлаждения (технологического оборудования, пара, жидких и газообразных продуктов, доменных и мартеновских печей, конденсаторов турбин и паровых машин, кузнечных молотов и др.); нужд паросилового хозяйства (питание паровых котлов ГРЭС и ТЭЦ); технологических нужд промышленности, где вода может входить в состав продукции или контактировать с ней; заводнения нефтяных пластов; нужд сельского хозяйства.

Качество хозяйственно-питьевой воды регламентировано СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Выполнение требований санитарных правил и норм гарантирует эпидемическую и радиационную безопасность, безвредность по химическому составу и благоприятные органолептические свойства питьевой воды.

Эпидемическая безопасность питьевой воды нормируется по микробиологическим и паразитологическим показателям (общее микробное число, общие колиформные бактерии, колифаги и др.). Радиационная безопасность питьевой воды нормируется показателями общей ос- и р-активности.

Безвредность воды по химическому составу нормируется по обобщенным показателям (pH, общая минерализация, общая жесткость и др.); химическим веществам, наиболее часто встречающимся в природных водах: неорганическим (Al, Ва, Fe, As и др.) и органическим (ДДТ; у-ГХЦГ); веществам антропогенного происхождения, получившим глобальное распространение; реагентам и вредным химическим веществам, поступающим и образующимся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения (хлор, озон, хлороформ и т.д.); вредным химическим веществам, поступающим в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека.

Органолептические свойства нормируются по запаху, привкусу, цветности и мутности: запахи и привкусы при 20 °С — до 2 баллов; цветность — до 20 град; мутность — до 1,5 мг/л.

Ряд отраслей пищевой промышленности, помимо лимитов Сан- ПиН 2.1.4.1074—01, предъявляют к воде дополнительные требования. Так, в воде, используемой в пивоварении, должны отсутствовать сульфаты, содержание железа не должно превышать 0,1 мг/л; в воде для винокуренного производства не должно содержаться хлористых магния и кальция; в воде для производства сахара должно быть минимальное солесодержание и т.д.

Качество охлаждающей воды не нормируется, так как оно зависит от условий применения, но очевидно, что охлаждающая вода не должна давать отложения в трубах и аппаратах, по которым она подается, так как в этом случае затрудняется теплопередача и сокращается живое сечение, снижается интенсивность циркуляции и эффект охлаждения. Вода, используемая для целей охлаждения, не должна содержать крупных минеральных взвешенных веществ, большого количества железа и органических примесей.

Углекислота, находящаяся в нагреваемой воде, способствует на- кипеобразованию.

Вода для технологических нужд промышленности и сельского хозяйства в зависимости от ее целевого использования должна отвечать самым разнообразным требованиям. Так, в воде, используемой в горнодобывающей промышленности при добыче, отмывке, гидротранспорте, обогащении и сортировке полезных ископаемых, должны отсутствовать грубые взвешенные частицы. Весьма специфические требования предъявляют к воде, применяемой для обработки готовой продукции, а также к воде, входящей в состав продукта.

Ряд промышленных предприятий предъявляют к воде требования, значительно превышающие лимиты СанПиН 2.1.4.1074—01 «Питьевая вода». Например, в воде, применяемой для приготовления растворов кислот и щелочей, красителей и мыла, жесткость должна быть не более 0,35 мг-экв/л, а при подготовке воды для питания паровых котлов жесткость снижают до тысячных долей мг/л.

Основное требование к качеству воды для орошаемого земледелия — предотвращение засоления почв в результате испарения воды и аккумулирования в ней содержания солей. Для водопоя птиц, зверей и животных на фермах следует подавать воду питьевого качества. При невозможности соблюдения этого требования допускается кратковременно производить водопой животных водой с повышенным минеральным составом, а именно: сухой остаток — до 5-10 3 ; хлориды до 2-10 3 ; сульфаты до 2,4-10 3 мг/л; общая жесткость — до 45 мг-экв/л. Допускается использование воды с повышенной цветностью, с привкусом и запахом при ее температуре 8—15 °С. Нормы качества воды принимают адекватно виду и возрасту животных. Водопой зверей и птиц водой непитьевого качества в каждом конкретном случае должен быть согласован с органами ветеринарного надзора.

источник

Вода – химическое соединение водорода и кислорода Чистая вода бесцветна и не имеет запаха и вкуса. Природная вода по своему составу весьма разнообразна. В ее состав входят соли (преимущественно в виде ионов, молекул и комплексов), органические вещества (в молекулярных соединениях и в коллоидном состоянии), газы (в виде молекул и гидратированных соединений), диспергированные примеси, гидробионты (планктон, бентос, нейстон, пагон), бактерии, вирусы.

Под качеством природной воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей. По своей природе примеси природных вод делятся на органические и неорганические. Отдельную группу примесей составляют микрофлора и микрофауна природных водоемов. Согласно классификации акад. Л. А. Кульского, примеси природных вод в зависимости от их физико-химического состояния, в значительной степени определяемого дисперсностью, делятся на четыре группы.

Первая группа примесей со степенью дисперсности 10-3. 10-5 см представлена взвешенными в воде частицами, образующими суспензии и эмульсии. Это частицы глины и песка, малорастворимые гидроксиды металлов, иловые частицы, эмульсии минеральных масел, нефтепродукты, микроорганизмы, обитающие в толще воды, в том числе бактерии.

Совокупность этих примесей обусловливает мутность воды. От химического, гидробиологического и бактериологического состава примесей первой группы зависит возможность использования воды для водоснабжения. Мутность природной воды может существенно возрастать при массовом развитии некоторых гидробионтов, в частности водорослей.

Вторую группу примесей составляют коллоидно-растворенные примеси и высокомолекулярные органические вещества со степенью дисперсности 10-5. 10-6 см. В основном это минеральные и органоминеральные частицы почвы и грунта, коллоидные соединения железа, а также гумус – продукт биохимического разложения растительных и животных остатков. Гумусовые вещества, относящиеся ко второй группе примесей, представлены гуминовыми и фульвокислотами, образующими коллоидные растворы и придающими воде цветность. Коллоидные примеси второй группы увеличивают мутность воды.

К третьей группе примесей относятся молекулярно-растворенные вещества со степенью дисперсности 10-6. 10-7 см. К этой же группе отнесены вирусы и бактериофаги.

К растворенным органическим соединениям естественного происхождения относятся продукты жизнедеятельности и разложения бактерий, актиномицетов, плесеней, водорослей, макрофитов и других обитателей водной среды, а также растворенные фульвокислоты. Различные источники загрязнения существенно повышают концентрацию органических веществ в водоеме. Продукты жизнедеятельности гидробионтов при массовом их развитии придают воде различные запахи и привкусы, борьба с которыми представляет значительные трудности. К этой же группе примесей относятся растворенные в воде газы: кислород, диоксид углерода.

Читайте также:  Химический анализ поверхностных и сточных вод

Растворенный кислород играет важную роль в биохимических процессах, происходящих в водоеме. Диоксид углерода образуется при окислении органических веществ микроорганизмами и частично переходит в гидросферу из атмосферы. Растворенная углекислота потребляется фотосинтетиками в качестве источника углерода. В воде некоторых загрязненных поверхностных водоемов может присутствовать растворенный сероводород – продукт жизнедеятельности аммонифицирующих и сульфатвосстанавливающих бактерий.

Четвертую группу примесей составляют вещества, диссоциирующие в воде на ионы. Степень дисперсности их менее 10-7 см. Это в основном различные соли, суммарная концентрация которых определяет степень минерализации воды. Общее содержание солей в воде большинства природных источников достаточно точно определяется катионами Са2+, Mg2+, Na+, К+ и анионами НCO3-, SО42-, Cl-. Однако природные воды содержат и массу других элементов: железо, марганец, фосфор, азот и т.д., которые наряду с основными катионами и анионами обеспечивают микроорганизмам полноценное минеральное питание.

Поверхностные воды характеризуются большим содержанием нерастворимых веществ, в частности органических соединений. Помимо частиц песка и глины в них имеются лесс, илистые вещества, различные карбонатные соединения, гидроксиды алюминия, марганца и железа, высокомолекулярные органические примеси гумусового происхождения, иногда в виде органоминеральных комплексов, планктон и др.

Подземные воды не содержат большого количества органических веществ, но часто насыщены минеральными солями, а иногда и газами (H2S, СО2, СН4). При гидравлической связи между поверхностными и подземными водами последние отличаются повышенной окисляемостью. Наблюдается прямая зависимость между глубиной залегания подземных вод и степенью их минерализации. Подземные воды часто характеризуются значительной жесткостью и повышенным содержанием железа, марганца, фтора. Таким образом, различные примеси в природной воде образуют с ней сложные гомогенные и гетерогенные системы.

Состав воды оценивают физическими, химическими и санитарно-биологическими показателями.

К физическим показателям относят температуру, содержание взвешенных веществ, цветность, запахи и привкусы.

Температура воды подземных источников характеризуется постоянством (8. 12 °С). Температура воды поверхностных источников меняется по сезонам года (0,1. 30 °С) и зависит от поступления в них подземных вод, а также сбросов использованной воды.

Прозрачность и мутность характеризуют наличие в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, ила, планктона, водорослей и др.).

Цветность воды обусловлена присутствием в воде гумусовых и дубильных веществ, белково- и углеводоподобных соединений, жиров, органических кислот и других органических соединений, входящих в состав живых и растительных организмов, населяющих воду и являющихся продуктами их жизнедеятельности или распада.

Цветность воды измеряют в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Для питьевой воды она не должна превышать 20°.

Запахи и привкусы природных вод могут быть естественного (присутствие железа, марганца, сероводорода) или искусственного (сброс промышленных стоков) происхождения. Различают четыре основных вкуса воды: соленый, горький, сладкий и кислый.

К запахам естественного происхождения относят землистый, рыбный, гнилостный, сероводородный, ароматический, болотный, глинистый, тинистый и др. К запахам искусственного происхождения относят хлорный, камфорный, аптечный, фенольный, хлорфенольный, запах нефтепродуктов.

Интенсивность и характер запахов и привкусов воды определяют органолептически, т.е. с помощью органов чувств по пятибалльной шкале.

Общий, сухой, прокаленный остаток (в мг/л или мг • экв/л) – понятия, позволяющие судить о количестве солей и концентрации примесей, содержащихся в природных водах. Общий или плотный остаток характеризует содержание в воде в основном примесей неорганического происхождения. Он представляет собой остаток от выпаривания известного объема нефильтрованной воды, который затем высушивают при 110 °С до постоянной массы.

Сухой или растворенный остаток характеризует содержание минеральных солей и нелетучих органических соединений. Он получается при выпаривании известного объема определяемой воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр.

Прокаленный остаток характеризует содержание в испытуемой воде неорганических примесей. Он определяется путем выпаривания известного объема воды, прокаливания полученного остатка при температуре 800 °С и его взвешивании. Различают прокаленный растворенный остаток и прокаленный общий остаток. В первом случае пробу воды перед выпариванием фильтруют через бумажный фильтр, а во втором – нет.

Химический состав воды характеризуется: общим соле- содержанием, ионным составом, жесткостью, щелочностью, окисляемостью, активной концентрацией водородных ионов (pH), сухим остатком, содержанием растворенного кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора.

Солесодержание воды оценивают по сухому остатку (в мг/л): ультрапресные до 100; пресные – 100. 1000; слабосоленые – 1000. 3000; соленые – 3000. 10 000; сильносоленые – 10 000. 50 000; рассолы – 50 000. 300 000; ультрарассолы – более 300 000.

Хлориды и сульфаты (в мг/л или мг • экв/л) благодаря своей высокой растворимости присутствуют во всех природных водах обычно в виде натриевых, кальциевых и магниевых солей. Растворимость поваренной соли составляет 360 г/л, а хлористого магния – 545 г/л. В природных водах может быть от 60 до 100 мг/л сульфатионов. При отсутствии в воде кислорода сульфатионы под действием сульфатредукцирующих бактерий восстанавливаются до сероводорода.

Жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния. Жесткость воды выражают в миллиграмм-эквивалент на литр (1 мг • экв/л жесткости или 12,16 мг/л ионов магния). Различают карбонатную, некарбонатную и общую жесткость воды.

Карбонатная жесткость обусловлена содержанием в воде карбонатных и бикарбонатных солей кальция и магния. При кипячении воды она легко устраняется, так как бикарбонаты распадаются с образованием углекислоты и декантацией карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость обусловлена кальциевыми и магниевыми солями серной, соляной, кремниевой и азотной кислот. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости определяет общую.

Щелочность воды (в мг • экв/л) определяется суммой содержащихся в воде гидроксильных ионов и анионов слабых кислот – угольной, органических. Различают бикарбо- натную, карбонатную и гидратную щелочность, а их сумма определяет общую щелочность воды. Щелочные металлы (в мг/л) в природных водах обычно представлены ионами калия и натрия с преобладанием последнего.

Окисляемость воды (т.е. количество кислорода в миллиграммах на литр, эквивалентное расходу окислителя, необходимого для окисления примесей в данном объеме) обусловливается присутствием органических и некоторых легкоокисляющихся неорганических примесей. В зависимости от применяемого окислителя различают перманганатную и бихроматную окисляемость. При этом окисляемость в 1 мг О2/л соответствует окисляемости 0,253 мг/л КМnО4. Для питьевой воды окисляемость не лимитируется.

Железо и марганец присутствуют в природных водах в формах, зависящих от величины pH и окислительно-восстановительного потенциала. Так, железо может находиться в формах двух- и трехвалентных ионов, органических и неорганических коллоидов, комплексных соединений, тонкодисперсной взвеси, сульфида железа, гидроксидов железа. В подземных водах при отсутствии кислорода железо и марганец встречаются обычно в форме двухвалентных солей. В поверхностных водах железо и марганец встречаются в форме органических комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсных взвесей. Обычно содержание железа и марганца в природных водах не превышает нескольких десятков миллиграмм на литр, а в шахтных водах достигает нескольких сотен миллиграмм на литр и более. Содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л, а марганца – 0,1 мг/л.

Активная реакция воды является показателем ее щелочности или кислотности, количественно она характеризуется концентрацией водородных ионов.

На практике активную реакцию воды выражают водородным показателем pH, являющимся отрицательным десятичным логарифмом концентрации водородных ионов, т.е. pH = -lg[H+]. Для нейтральной воды pH = 7, для кислой – меньше 7 и для щелочной – больше 7. Природные воды по величине pH можно классифицировать на кислые – pH = 1. 3, слабокислые – pH = 4. 6, нейтральные – pH = 7; слабощелочные – pH = 8. 10, щелочные – pH = 11. 14. Активная реакция природных вод обычно варьируется в пределах 6,5. 8,5, что соответствует лимитам питьевой воды.

Азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитритные и нитратные) образуются в воде в результате восстановления нитритов и нитратов железа сероводородом, гумусовыми веществами либо в результате разложения белковых соединений, вносимых в водоем со сточными водами. В последнем случае вода ненадежна в санитарном отношении. В артезианских водах содержание нитритов достигает десятых долей миллиграмм на литр, а в поверхностных водах – до тысячных долей миллиграмм на литр.

Кремний присутствует в природных водах в форме органических и минеральных соединений. В воде поверхностных источников содержится от десятых долей до нескольких миллиграмм на литр кремния, а в подземных водах оно достигает десятков миллиграмм на литр.

Соединения фосфора встречаются в природных водах в виде суспендированных частиц минерального и органического происхождения, в виде ионов ортофосфорной кислоты для сложного органического комплекса. В природных водах соединения фосфора присутствуют в малых количествах, но существенно влияют на водную растительность. Содержание соединений фосфора в питьевой воде не регламентировано.

Фтора в природных водах содержится до 18 мг/л и более. Однако подавляющее большинство источников централизованного водоснабжения в нашей стране характеризуется содержанием фтор-иона до 0,5 мг/л. Фтор – активный в биологическом отношении микроэлемент, количество которого в питьевой воде во избежание кариеса или флюороза должно быть в пределах 0,7. 1,5 мг/л.

Иод в природных водах присутствует в ничтожных количествах. Он является очень важным биологическим микроэлементом, содержание которого в питьевой воде во избежание эндемического зоба не должно быть менее 10-8 мг/л.

Токсические вещества – мышьяк, стронций, бериллий и др., а также радиоактивные вещества – уран, радий – обычно попадают в водоемы со сбросом сточных вод.

Растворенные в воде газы – кислород, углекислота, сероводород, метан и азот – оказывают влияние на качество воды. Так, углекислота, сероводород, кислород придают воде при определенных условиях коррозионные свойства по отношению к металлам и бетонам.

Сероводород в природных водах встречается органического (продукт распада органических соединений) и неорганического (растворение минеральных солей – серного колчедана, гипса и др.) происхождения. Сероводород в природных слоях поверхностных вод присутствует в незначительных количествах. В подземных водах его количество достигает нескольких десятков миллиграмм на литр. Присутствие сероводорода в воде придает ей неприятный запах, способствует коррозии металла и может вызвать зарастание трубопроводов в результате интенсивного развития серобактерий.

Кислород попадает в воду при ее контакте с воздухом. Его содержание зависит от температуры и давления. В артезианских водах кислород не встречается, а в поверхностных его концентрации довольно велики. В поверхностных водах содержание кислорода уменьшается при наличии организмов брожения, гниения органических остатков и т.п. Резкое снижение содержания кислорода в воде указывает на ее загрязнение.

Азот в природные воды проникает из воздуха при разложении органических остатков, а также при восстановлении соединений азота динитрофицирующими бактериями. Образующийся в воде в процессе гниения растений аммиак существенно влияет на технологию хлорирования воды.

Метан присутствует в природных водах, используемых для водоснабжения, как правило, в незначительных количествах.

Гидробионты, населяющие природные воды, в процессе жизнедеятельности влияют не только на состав окружающей водной среды, но и на качество воды.

На процессы формирования и самоочищения воды гидратация оказывает значительное влияние, так как многие ее представители используют растворенные органические вещества, некоторые животные-фильтраторы питаются бактериями, водорослями и т.п.

Санитарно-бактериологическим показателем качества воды является коли-титр или коли-индекс, а также общее число содержащихся в воде бактерий. Бактерии и вирусы из числа патогенных, т.е. паразитов, живущих на живом субстрате, развивающихся в воде, могут вызвать заболевания брюшным тифом, паратифом, дизентерией, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, холерой, полиомиелитом, туляремией, конъюнктивитом и т.д.

В связи с тем что при биологическом анализе воды определение патогенных бактерий затруднено, бактериологические определения сводятся к нахождению общего числа бактерий в 1 мл воды, растущих при 37 °С, и кишечной палочки – бактерии Coli. Наличие последней имеет индикаторные функции, т.е. свидетельствует о загрязнении воды выделениями людей и животных и т.п. Минимальный объем испытуемой воды (в мл), приходящийся на одну кишечную палочку, называют коли-титром, а количество кишечных палочек в 1 л воды – коли-индексом.

Хозяйственно-питьевая вода должна отвечать требованиям качества, которые регламентированы ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая» и Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения (СанПиН № 4630-88).

источник