Вода необходима всем живым существам для нормальной жизнедеятельности. Она применяется не только для питья, но и для многих других целей. Ее используют в промышленности при производстве разного рода продукции.
В современной промышленности при производстве фармацевтических препаратов и многих других видов продукции используется техническая вода. Она представляет собой воду, которую добывают из различных источников. Она перед использованием тщательным образом кондиционируется. Ее добыча осуществляется в речках, источника и во многих других типах водоемов.
В современном мире у предприятий, которые производят изделия на основе технической воды, имеются свои ресурсы водоснабжения. Они позволяют получать воду, которая соответствует всем требованиям той или иной организации. Ее применение обусловлено спецификой продукции, которую поставляет производственное предприятие.
Состав технической воды представляет собой совокупность определенных видов солей и минералов. Они содержатся в жидкости, взятой из разных источниках в определенных количествах.
В состав такого вида воды входят:
- Железо
- Нитриты и нитраты
- Сульфаты и хлориды
- Фториды
- Аммиак
- Углекислота
- Сероводород
- Кислород в растворенном виде
На производственных предприятиях вода технического вида проходит тщательную проверку, чтобы она соответствовала всем требованиям. Ее очищают от посторонних примесей. Степень очистки зависит от того, для какой цели используется данный вид жидкости. На многих производственных предприятиях очистка проводится не тщательным образом, потому что в этом нет необходимости.
На производстве практически не используется питьевая вода. Это не выгодно самим компаниям. Целесообразней использовать техническую воду. Отличия: вода питьевая и техническая имеются в составе. В питьевой воде содержится меньшее количество солей и примесей. К тому же у них разные характеристики.
Техническая вода применяется на производственных предприятиях достаточно часто. Она имеет определенные свойства.
Техническая вода характеристики имеет следующие:
На производственных предприятиях в зависимости от типа производства используется либо горячая вода, либо холодная. Ее температурные особенности определяются в индивидуальном порядке.
У технической воды практически не бывает никакого запаха. Если он имеется, значит это может повлиять не лучшим образом на качество выпускаемой предприятием продукции.
В воде имеются вещества, вес которых можно измерить благодаря специализированному оборудованию. Существуют определенные нормы, которые определяют их оптимальное количество.
У технической воды должен иметь лишь небольшой оттенок, который не может повлиять на цвет конечного продукта, изготовленного на основе данной жидкости. если вода обладает интенсивным цветом, то ее не используют на производственных предприятиях.
Данная характеристика технической воды показывает то, какой уровень окисления присущ этой жидкости. В норме его показатель должен быть очень высоким.
В технической воде обычно имеется сухой остаток, который практически не растворяется. Его уровень должен быть очень низким. Если он высокий, то такую воду не использую для проведения работ.
Данная характеристика играет важную роль. Она позволяет предприятиям использовать либо мягкую воду, либо жесткую.
Средний уровень ph технической воды составляет 5.5
К технической воде на предприятиях предъявляется большое количество требований. Для производства определенных видов продукции необходимо использовать разные по жесткости или составу жидкости. От этих показателей зависит качество и свойства окончательного продукта.
Требования к технической воде являются разными. Они определяются самими предприятиями.
В промышленности осуществляется очистка промышленной воды. Она заключается в том, чтобы вода приобрела те свойства, которые необходимы для создания того или иного продукта. Для этой цели используются промышленные фильтры, которые обладают особой структурой и принципом действия.
Использование технической воды присуще многим современным промышленным предприятиям. Она используется в тех случаях, когда не представляется возможным применение питьевой очищенной воды. В настоящее время техническая вода применяется в производстве медицинских препаратов. Кроме этого ее использую т и на многих объектах, где необходимо осуществлять мойку различных объектов. Она активно используется на автомойках.
Есть два метода применения данного вида воды:
Вода технического типа нашла широкое распространение на предприятиях, которые занимаются производством на ее основе различных средств для лечения и красоты, которыми сегодня пользуется каждый человек.
- в качестве одного из элементов технологического процесса
В данной роли вода выступает в качестве промывочного материала в различных видах систем. Также она может быть частью процесса охлаждения.
Хранение технической воды должно быть правильным, чтобы она могла быть пригодной для использования в нужных целях. Ее хранят на производственных предприятиях в специальных тарах. При комнатной температуре она может сохранять свои качества длительный промежуток времени.
| Характеристика воды | Жесткость, мг-экв/дм 3 | Прозрачность | По шрифту Снеллена | Содержание взвеси, мг/дм 2 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Очень мягкая | ≤ 1,5 | Прозрачная | > 30 | 10 | Очень мутная | 300 |
| Характеристика окисляемости (цветности) | Перманганатная окисляемость, мг/дм 3 O2 | Цветность, град Pt-Co шкалы |
|---|---|---|
| Очень малая | ≤ 2,5 | ≤ 25 |
| Малая | 2,5 — 6 | 25 — 50 |
| Средняя | 6 — 12 | 50 — 80 |
| Высокая | 12 — 20 | 80 — 120 |
| Очень высокая | > 20 | > 120 |
| Фазово-дисперсная группа | Характер примесей | Размер частиц, см | Структурные системы |
|---|---|---|---|
| I Взвеси | Суспензии, эмульсии, микроорганизмы | 10 -2 — 10 -5 | Гетерогенные |
| II Коллоидные растворы | Коллоиды, высокомолекулярные | 10 -5 — 10 -6 | Гетерогенные |
| III Молекулярные соединения | Газы, растворимые в воде; органические вещества, придающие запах и привкус | 10 -6 — 10 -7 | Гомогенные |
| IV Ионные растворы | Соли, кислоты, основания | 10 -7 — 10 -8 | Гомогенные |
| Показатели | Единицы измерения | Нормативы |
|---|---|---|
| Термотолерантные колиформные бактерии | Число бактерий в 100 см 3 | Отсутствие |
| Общие колиформные бактерии | Число бактерий в 100 см 3 | Отсутствие |
| Общее микробное число | Число образующих колонии бактерий в 1 см 3 | Не более 50 |
| Колифаги | Число бляшкообразущих единиц в 100 см 3 | Отсутствие |
| Споры сульфитредуцирующих Клостридий | Число спор в 20 см 3 | Отсутствие |
| Цисты лямблий | Число цист в 50 см 3 | Отсутствие |
| Показатель | Нормативы (ПДК), не более | Показатель | Нормативы (ПДК), не более |
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 1 | 2 |
| Обобщенные показатели | Мышьяк (As, суммарно) | 0,05 | |
| Реакция среды | 6 — 9 ед. рН | Никель (Ni, суммарно) | 0,1 |
| Общая минерализация (сухой остаток) | 1000 | Нитраты (по N03 — ) | 45 |
| Жесткость общая | 7 мг-экв/дм 3 | Ртуть (Hg, суммарно) | 0,0005 |
| Окисляемость перманганатная | 5 мг-экв/дм 3 | Свинец (РЬ, суммарно) | 0,03 |
| Нефтепродукты (суммарно) | 1 | Селен (Se, суммарно) | 0,01 |
| Поверхностно-активные вещества (ПАВ) | 0,5 | Стронций (Sr 2+ ) | 7 |
| Фенольный индекс | 0,25 | Сульфаты (SO4 2 — ) | 500 |
| Неорганические вещества | Фториды (F) для климатических районов: | ||
| I и II | 1,5 | ||
| III | 1,2 | ||
| Алюминий (Al 3+ ) | 0,5 | Хлориды (Сl — ) | 350 |
| Барий (Ва 2+ ) | 0,1 | Хром (Сr 6+ ) | 0,05 |
| Бериллий (Ве 2+ ) | 0,0002 | Цианиды (CN — ) | 0,035 |
| Бор (В, суммарно) | 0,5 | Цинк (Zn 2+ ) | 5 |
| Железо (Fe, суммарно) | 0,3 | Органические вещества | |
| Кадмий (Cd, суммарно) | 0,001 | γ-ГХЦГ(линдан) | |
| Марганец (Mn, суммарно) | 0,1 | ДДТ (сумма изомеров) | 0,002 |
| Медь (Cu, суммарно) | 1,0 | 2,4-Д | 0,03 |
| Молибден (Mo, суммарно) | 0,25 | ||
| Показатель | Единицы измерения | Нормативы, не более |
|---|---|---|
| Запах | Баллы | 2 |
| Привкус | Баллы | 2 |
| Цветность | Градусы Pt-Co шкалы | 20 |
| Мутность | мг/дм 3 (по каолину) | 1,5 |
Водоразбавляемые краски относятся к числу наиболее экологически благоприятных, высококачественных, экономичных, а потому наиболее распространенных строительных красок.
Водно-дисперсионные краски (или водорастворимые, или латексные, как их иногда называют) относятся к числу наиболее экономичных и удобных в нанесении продуктов.
Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ЛКМ) очень удобны в применении, не содержат органических растворителей, из-за чего практически не имеют запаха и считаются экологически чистыми, а также пожаровзрывобезопасными.
источник
Для количественной оценки качества технической воды, циркулирующей в контурах СЭУ, применяют множество нормированных показателей, из которых наиболее часто используют: содержание взвешенных веществ (мг/л); общее солесодержание (мг/л); общую жёсткость (мг-экв/л), карбонатную и некарбонатную жёсткость (мг-экв/л); общую щелочность (мг-экв/л) и относительную (%), щелочное число (мг/л) и водородный показатель рН.
Для оценки качества воды кроме перечисленных могут быть использованы также сухой остаток (в мкг/кг), удельная (в Ом -1 см -1 ) и эквивалентная электропроводность (в см 2 Ом -1 мг-экв -1 ).
Все вещества, содержащиеся в воде, можно разделить на вещества растворённые и взвешенные. Взвешенные вещества (ВВ), укрупняясь в объеме котловой воды, образуют частицы большего размера (шлам), которые подразделяются на оседающие, неоседающие и всплывающие. При увеличении концентрации ВВ применяют метод замещения части котловой воды, содержащей шлам, аналогичным объемом более чистой питательной воды. Этот технологический прием (верхнее или нижнее продувание) называют продувкой парового котла.
При химическом анализе пробы воды растворённые вещества отделяют от взвешенных фильтрованием или центрифугированием. Определение концентрации растворённых веществ и общего содержания примесей состоит в выпаривании воды, высушивании остатка и взвешивании, а определение нерастворимых веществ – только в высушивании остатка после фильтрования и взвешивании.
Такой ход определения не гарантирует теоретически правильной классификации растворённых и взвешенных веществ. Он разделяет их на отделяющиеся фильтрованием и проходящие сквозь фильтр, что, однако, удовлетворяет практическим целям.
Газы, летучие вещества и вещества, которые при выпаривании или высушивании разлагаются с образованием летучих компонентов, не учитываются при вышеуказанном ходе анализа.
По разности массы сухого остатка растворённых и взвешенных веществ и массы его после прокаливания вычисляют потери при прокаливании. Потери при прокаливании показывают массу органических и неорганических веществ, улетучивающихся или разлагающихся при температуре прокаливания с образованием летучих продуктов. На результатах этих определений отражаются изменения в массе, которые могут произойти вследствие протекающих при прокаливании реакций. Это окисление минеральных веществ, потери их кристаллизационной воды (гигроскопической влаги), потери газов при термическом разложении.
В зависимости от способа определения, принимая во внимание, сказанное выше, под обозначениями «общее содержание примесей», «растворённые» и «взвешенные» вещества подразумевают следующее
• «Общее содержание примесей» – это сумма всех растворённых и взвешенных веществ, которые определяются выпариванием пробы воды, высушиванием полученного остатка при 105 о С до постоянной массы и взвешиванием. Этот показатель на практике иногда называют «общим солесодержанием», или «сухим остатком» воды» (S).
• «Растворённые вещества» – это вещества, которые определяются выпариванием профильтрованной пробы воды, высушиванием остатка при 105 о С до постоянной массы и взвешиванием.
• «Взвешенные вещества» (ВВ) – это вещества, которые остаются на фильтре при использовании того или иного способа фильтрования. Их определяют либо непосредственно после фильтрования пробы высушиванием осадка при 105 о С до постоянной массы и взвешиванием, либо косвенно по разности между общим содержанием примесей и количеством растворённых веществ.
• «Остаток после прокаливания» – это вещества, которые остаются после прокаливания высушенных остатков при 600 о С до постоянной массы.
• «Потеря при прокаливании» представляет собой разность в массе между высушенным и прокаленным остатком.
Содержание взвешенных веществ (СВВ) выражают в мг/л или в объемных процентах. Этот показатель характеризует загрязненность воды мелкодисперсными твердыми нерастворимыми примесями. Количество взвешенных веществ определяют путем фильтрования исследуемой пробы воды с последующим высушиванием остатка на фильтре при температуре 105 0 С до постоянной массы и взвешиванием. Результат вычисляют по формуле
где Gф1 и Gф2 – масса фильтра соответственно до и после фильтрования, мг; V – объём пробы воды, пропущенный через фильтр, мл; ρ = 1 г/см 3 – плотность воды.
Для определения содержания взвешенных веществ в мг/л требуются микроаналитические весы, однако использовать их на судне из-за качки последнего не представляется возможным. Поэтому в судовых условиях оседающие и всплывающие в пробе воды (известного объема) взвешенные вещества чаще всего определяют путём измерения объёма осадка, выпавшего или всплывшего в течение определённого времени. Так, для определения СВВ в котловой воде методом отстоя используют специальный стеклянный сосуд (ёмкостью 250 мл), нижняя (узкая) полость которого проградуирована в объёмных процентах.
Концентрация водородных ионов (показатель рН) – характеризует кислотность или щелочность котловой воды. При рН=7 вода имеет нейтральные свойства, при рН>7 – щелочную среду и при рН -1 .см -1 .10 -6 или Сим . см -1 .10 -6 ), т. е. χ = L / (R ⋅ f ) мкОм -1 ·см -1 , где R – сопротивление столба воды длиной L(см) и сечением f (см 2 ); на практике для измерений используют единицу сименс, т. е. См = 1/Ом (мкСм/см = См × 10 -6 /см);
• электропроводность эквивалентную (λ ) (см 2 × Ом -1 / мг-экв или См·см 2 /мг-экв), т.е. λ = 10 3 χ /С, где С – концентрация вещества, мг-экв/л.
Кислотность – содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными щелочами (едким натром, едким кали), т. е. с гидроксил-ионами. Расход основания выражает общую кислотность воды. В природных водах кислотность в большинстве случаев зависит от содержания свободной растворённой двуокиси углерода и рН обычно не бывает ниже величины 4,5.
Технические сточные воды, например, после кислотной промывки котлов или опреснительных установок, часто содержат большие количества сильных свободных кислот. В этих случаях рН воды может быть ниже величины 4,5. Кислотность воды определяют титрованием её раствором NaOH или Na2CO3. Количество раствора, израсходованное при титровании пробы воды до получения рН = 4,5 соответствует свободной кислотности (m); количество, израсходованное до получения рН = 8,3 соответствует общей кислотности (р). Кислотность у анализируемой воды равна нулю, если рН ≥8,3. Конец титрования определяют визуально (по изменению окраски индикатора) или электрометрически, используя милливольтметр. Кислотность выражают в миллиграмм-эквивалентах на один литр воды (мг-экв/л).
Щёлочность – содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с сильными кислотами, т. е. с ионами водорода. Расход кислоты при титровании пробы выражает общую щёлочность воды (Що). Другими словами, под общей щелочностью подразумевается суммарная концентрация в воде ионов ОН — , НСО3 — , СО3 2- , РО4 — , НРО4 2- , НSiО3 — , SiО3 2- и некоторых других ионов слабых органических кислот (гуматов). Ещё различают щелочность гидратную (Щг), которая обусловливается анионами ОН − ; бикарбонатную (Щбк), обусловленную анионами НСО3 — , и карбонатную (Щк) – анионами СО3 2- .
В обычных природных водах щёлочность, как правило, зависит только от гидрокарбонатов щелочноземельных металлов. В этом случае значение рН воды не превышает 8,3. Общая щелочность практически тождественна карбонатной жёсткости и соответствует содержанию гидрокарбонатов.
Увеличение, например, в котловой воде количества растворимых карбонатов и гидроокисей повышает значение рН более 8,3. Та часть общей щёлочности, которая соответствует количеству кислоты, нужному для понижения рН до 8,3 – называется свободной щёлочностью воды (Щсв). Ввиду того, что общая и свободная щёлочность находятся в стехиометрической зависимости от содержания ионов НСО3 — , СО3 — и ОН — , по величине Що и Щсв можно определить косвенным путём присутствие и количество этих ионов.
Щёлочность определяют титрованием воды раствором сильной кислоты. Количество раствора, израсходованное до достижения рН = 8,3 эквивалентно свободной щёлочности; количество его, необходимое для достижения рН 4,5, эквивалентно общей щёлочности. Если рН воды меньше 4,5, её щёлочность равна нулю. Титрование до рН = 4,5 менее точно, так как на результат влияет свободная СО2. Конечную точку можно находить визуально, используя изменение цвета раствора индикатора (фенолфталеина) или электрометрически при помощи рН-метра. Результаты определения выражаются в миллиграмм-эквивалентах на 1 литр воды.
В технике часто используют показатель «щелочное число».
Щелочное число (ЩЧ), в мг/л – это гидратная щелочность, выраженная эквивалентным количеством едкого натра (NaOH): ЩЧ = 40 × Щг ,
Общая жёсткость воды (Жо) – показатель качества, характеризующий величину суммарной концентрации в воде катионов двухвалентных щелочноземельных металлов, прежде всего кальция (Са2 + ) и магния (Мg2 + ).
Общую жёсткость по анионному составу подразделяют на карбонатную и некарбонатную: Жо = Жк + Жн,
где Жк – карбонатная жёсткость, а Жн – некарбонатная жёсткость, мг-экв/л.
Карбонатная жёсткость обусловлена наличием в воде карбонатов и гидрокарбонатов, бикарбонатных ионов НСО3 — .
Некарбонатная жёсткость обусловлена наличием в воде катионов щелочноземельных металлов (в основном кальция и магния), соответствующих анионам минеральных кислот: хлорид-, сульфат-, силикат-, нитрат-ионам (СаСl2, СаSO4, СаSiO3, СаNО3) и других.
Общую жёсткость определяют комплексонометрическим методом, результаты определения выражаются в мг-экв/л, а также в немецких ( о Н), французских ( о Ф) или английских ( о А) градусах жёсткости.
Cодержание хлоридов (хлориды или соленость) в мг/л хлор-иона определяет содержание в воде хлористых солей (NaCl, СаС12, МgCl2 и др.), составляющих наибольшую часть солевого состава природных и котловых вод. По содержанию хлоридов косвенно судят об общем солесодержании воды.
Фосфатное число (фосфаты) – содержание в воде фосфатов в мг/л РО4 3- или Р2О5. 1 мг/л РО4 3- = 1,34 мг/л Р2О5. Фосфаты входят в состав многих противонакипных реагентов, используемых при внутрикотловой водообработке.
Нитратное число (нитраты) показывает содержание в котловой воде солей азотной кислоты (нитратов) в мг/л NaNО3.
Содержание окислов меди и железа в питательной воде выражается в мкг/л и характеризует вероятность появления этих отложений на поверхностях нагрева котельных установок с высокими параметрами пара.
Содержание кислорода в воде выражается в мг/л и характеризует вероятность возникновения кислородной коррозии в парообразующих трубках поверхности нагрева котельных установках.
Содержание нефтепродуктов (нефтесодержание воды) из-за разных значений их удельной плотности при изменении температуры, в питательной, котловой воде или в конденсате отработавшего пара СЭУ выражается в объёмных частях нефтепродукта на миллион аналогичных объёмных частей воды (млн -1 или ppm) и является важным показателем качества воды, обеспечивающим надёжность и эффективность технической эксплуатации СЭУ. Присутствие, например, капельных нефтепродуктов в котловой воде вызывает образование на теплопередающей поверхности котла плёнки углеводородных отложений, которая затем коксуется и обладает значительным термическим сопротивлением. Это приводит к местному перегреву металла парообразующих трубок котла, потере их прочности и – к неизбежному разрушению под действием внутреннего давления.
В табл. 3.1 представлены предельные нормы показателей качества воды, рекомендованные правилами технической эксплуатации судовых котельных установок в зависимости от её назначения, а также типа парового котла и давления пара (рк) в нём.
Предельные нормы показателей качества технической воды
для судовых котельных установок
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
источник
У природы нет плохой погоды, она есть у человека. Этот пример иллюстрирует всю субъективность, относительность понятия качества применительно к природным объектам, таким как погода, горные породы, древесина, многое другое и, конечно, вода. Понятие качества возникает, когда человек использует среду или материал для своих нужд. Таким образом, «качество воды» появляется тогда, когда её начинают использовать.
Как используется источник жизни:
- питьё человеком (1,5 — 2 литра на одного взрослого человека за один день)
- теплоноситель (нагрев или охлаждение систем, передача тепла, терморегуляция планеты)
- растворитель (способна растворить практически все, что мы видим вокруг себя — вопрос времени)
- питание растений или животных
- резка керамической плитки
- производство водородного топлива
Для обычного человека главный критерий качества — пригодность для питья. С этой точки зрения мы рассмотрим её свойства далее.
Сюда относятся показатели, которые возможно определить органами чувств. К ним относятся вкус, запах, цвет (цветность), мутность (прозрачность или непрозрачность). Часть параметров определяется не только с помощью носа, глаз, языка, но и на аналитическом оборудовании. Например, мутность и цветность определяют используя фотометр, а прозрачность — цилиндр и градировочную шкалу.
Характеризует вкусовые ощущения от попадания жидкости на рецепторы языка. Оценивается в баллах. иногда добавляют описание вкуса, помогающее оценить пригодность для питья, содержание специфических химических веществ.
Оценивают вкус только питьевой воды, к которой относится бутилированная и водопроводная. Некоторые лаборатории определяют вкус только бутилированной при условии предоставления запечатанной тары (бутылки). Это обусловлено заботой о безопасности сотрудников. Представьте себя на месте химика-аналитика, который вынужден пробовать жидкость из неизвестного источника. Курьезные случаи: список параметров анализа «сточки» содержал вкус. Разумеется, никто не пробовал канализационные стоки, это опасно.
Оценивает ощущения от вдыхания пара, образующегося над сосудом, содержащим исследуемую жидкость, через нос. Запах выражают баллами, которые характеризуют интенсивность запаха, а также указывают его характер, например:
- цветочный
- специфичный химический
- болотный
- затхлый
- свежести
- гнилостный
Выделяют специфические запахи химических соединений, например, хлора, сероводорода, фенола. По этой причине определение запаха предшествует определению других компонентов, помогает рассчитать коэффициент разбавления, скорректировать подготовку проб. Определять запах могут только сотрудники, прошедшие специальное обучение. Среди требований к помещению числится обеспечение отсутствия мешающих воздействий, включая цвет стен, а также отсутствие посторонних запахов.
Погрешность определению запаха добавляет использование неправильной тары для отбора. К ней относятся бутылки из-под газированных, ароматизированных напитков. Даже если тщательно вымыть такую тару запах все равно сохранится.
Определяет изменение длины волны светового луча при прохождении через толщу раствора. Проще говоря, сосуд прямоугольной формы (длина большей стороны 1 или 5 сантиметров) заполняют исследуемым раствором, пропускают через него свет, изучают изменение этого света. Исследование проводят на оптическом приборе — фотометре или спектрофотометре. При проведении экспресс-анализа используют сравнение с стандартной шкалой. Это быстро, но не точно.
Чистая вода не имеет цвета, по крайне мере, его не видно, если толщина слоя менее метра. Цветность появляется если раствор содержит соединения, изменяющие окраску. К ним относятся органические вещества (гуминовые, органические красители), минеральные компоненты или их комплексы (большинство металлов образуют окрашенные соединения при взаимодействии с гидроксидом или анионами минеральных кислот). По величине цветности судят об общем содержании «цветных» соединений, отдельные группы не выделяют. Как правило, обращают внимание на специфическую окраску, которая помогает при проведении анализа. Например, ржавая говорит о высоком содержании железа, коричневая — признак гуминовых соединений, синие оттенки — выраженное химическое загрязнение.
Показывает содержание едва заметных взвешенных частиц, которые снижают способность раствора пропускать свет. Это происходит за счет того, что взвесь отражает, рассеивает часть света, проходящего через слой жидкости. Мутность определяют экспресс-методом используя цилиндр с прозрачным дном и бумагу с нанесенным стандартным шрифтом. При таком определении параметр могут называть прозрачностью по шрифту. Мутность не выявляет конкретный компонент, то есть определить характер взвеси определяя только этот параметр невозможно. Он выявляет присутствие посторонних частиц, служит показанием к проведению дополнительных анализов или установке механического фильтра.
К этим параметрам относят все химические соединения, которые можно количественно определить, то есть узнать точную объемную или массовую концентрацию. Их делят на группы, перечисленные ниже. В зависимости от класса вещества, а также объекта исследования различаются методы анализа, подходы, оборудование. 8 из 10 показателей качества относятся к этой группе, поскольку она обширна и система определения нормативных значений (ПДК) для нее наиболее разработана.
К этой группе относятся характеристики, которые описывают не отдельный химический параметр, а набор похожих параметров или результат группы процессов. Их определение дает наибольшее количество информации за наименьшие деньги. На основании результатов этих исследований составляют план дополнительной работы, если требуется.
Также известна как pH или водородный показатель. Характеризует концентрацию (активность) ионов водорода, их баланс с гидроксид ионами. Разработаны ПДК по этому параметру у всех типов вод, с которыми мы сталкиваемся. Отклонение от нейтрального диапазона 6-8 ед.pH говорит о систематических сдвигах состава жидкости, её существенном обогащении химическими компонентами.
Характеризует содержание кальция, магния и стронция. Раздельного определения этих элементов не происходит. Определение жесткости совместно с мерами по водоподготовке предотвращает поломку водонагревательного оборудования, парогенераторов. Накипь на стенках чайника образуется даже при безопасном содержании солей жесткости. Основной метод определения — титрование хелатным соединением в присутствии индикатора. Жесткость уменьшают, используя ион-обменные смолы, которые восстанавливают поваренной солью. Чем выше жесткость — тем больше соли требуется для восстановления.
Показывает содержание легко окисляемого органического вещества. Для определения параметра используют перманганат калия в кислой среде, который окисляет не всю органику. Эту группу разрушаемой таким образом органики составляют углеводы, детергенты (моющие средства), природная органика (гуминовые вещества), фенолы и другие. Повышенное значение окисляемости — повод провести дополнительные исследования содержания органических соединений в образце. Чтобы снизить значение параметра дозируют в воду окислители, такие как перекись водорода, гипохлорит натрия, озон.
Иначе минерализация или солесодержание. Выражает суммарное содержание солей, которые остаются при выпаривании. В зависимости от ожидаемого содержания солей выпаривают от 100 мл до одного литра жидкости. Это занимает много времени. Определяют параметр гравиметрически, при помощи весов, измеряя массу стакана до выпаривания жидкости и после. Метод точен, его легко осуществить на территории лаборатории.
Мы часто встречаем информацию о том, что можно достоверно определить сухой остаток используя кондуктометрический метод (определение электропроводности). Для этого продают специальные солемеры. Пожалуйста, не используйте такие приборы с целью определения жесткости или солесодержания, они не дают точных результатов.
Здесь собраны вещества и элементы из раздела неорганической химии. К ним относятся металлы, анионы неорганических кислот, растворенные газы. Несмотря на то, что неорганических веществ меньше, чем органических они широко распространены и активно растворяются в воде. С этим связан интерес к этой группе показателей.
Распространенный элемент земной коры. Деятельность человека, растворение горных пород, биологическая активность приводят к распространению элемента в жидкой среде. Повышенное содержание железа характеризует природные воды Москвы и Московской области. Это обусловлено режимом увлажнения, активной миграцией элемента из почвы в водоносные горизонты. Повышенное содержание железа — обычное дело для скважин различной глубины. Туда железо попадает из вмещающих пород, растворяясь при преобладании восстановительной обстановки. После вскрытия скважины туда попадает кислород, железо окисляется — жидкость становится «ржавой». По этой причине состав новых скважин динамичен, в связи с чем, требует постоянного контроля.
По распространению занимает четырнадцатое место среди элементов. Элемент-спутник железа. Образует характерный черный налет на поверхности, подвергающейся переменному увлажнению-высыханию. Убирается вместе с железом. Вызывает неприятные последствия для здоровья при систематическом употреблении, включая болезнь Паркинсона.
Высокотоксичный тяжелый металл. Деятельность человека, связанная с производством, применением оружия, добычей, переработкой металлов и так далее приводит к попаданию ртути в окружающую среду. Вызывает тяжелые нарушения работы организма при употреблении внутрь с питьём или пищей. Метал, который образует металлорганические соединения, обладающие более высокой токсичностью и миграционной способность.
Самый распространенный металл на Земле. Неотъемлемый компонент нескольких сотен минералов. Образует комплексные соединения с органическими веществами, после чего мигрирует внутри водоносных горизонтов, с током рек и ручьев. Наиболее токсичен при значении водородного показателя меньше 5 ед.pH (кислая среда) и при попадании в желудок.
Соли сильной серной кислоты. Образуются при разрушении минералов, содержащих сульфаты. Появляются после окисления моно- и диоксида серы, которые выбрасываются в атмосферу промышленными предприятиями. Совместно с магнием оказывают слабительный эффект. Малотоксичны. Присутствуют в минеральной воде в количестве до 1 грамма на литр, обуславливают сульфатный тип минерализации.
Анионы сильной азотной кислоты. Хорошо растворимы, активно насыщают жидкую фазу мигрируя из почвы, пород, биогенных объектов. Вместе с аммонием служат источником азотного питания растений. При избытке в природных водах приводят к эвтрофикации (избыточному развитию растений, водорослей, заболачиванию). Токсичны, представляют опасность для грудных детей и пожилых людей.
Соли сильной, минеральной соляной кислоты. Поваренная соль — хлорид натрия — используется при приготовлении пищи, широко распространен. Совместно с сульфатами, хлориды составляют основу минерализации природных вод южных регионов. В сочетании с натрием участвуют в регулировании водного баланса организма, при избыточном поступлении вызывают накопление жидкости, отеки, отягощение работы сердца.
Раздельное определение органических компонентов проводят на хроматографах. Этот процесс сводится к следующему: исследуемый раствор пропускают через сорбент, который обменно задерживает целевой компонент. Этот процесс приводит к концентрированию этого соединения, разделению похожих веществ внутри потока и его определению на детекторе. Изучают параметры удерживания, массу, заряд, конфигурацию целевого компонента. По сочетанию факторов определяют концентрацию молекул в растворе. Три из четырех опасных соединений, негативно влияющих на организм человека, относятся к классу органических веществ. Стоимость хроматографического оборудования превышает 4 миллиона рублей за одну машину, поэтому определение представителей этой группы стоит дорого.
Включают оценку пригодности жидкости для питья по микробиологическим параметрам. Для этого исследуют содержание в образце представителей обобщенных групп микроорганизмов, таких как общее микробное число, колиформные, колиформные термотолерантные бактерии, а также наличие конкретных возбудителей и их паразитов. Подробный материал об этом от нашего микробиологи читайте здесь.
На данный момент разработан набор документов, регламентирующих качество воды в зависимости от её назначения, происхождения, способа использования. Вот некоторые из них:
- Бутилированная первой категории СанПиН 2.1.4.1116-02
- Бутилированная высшей категории СанПиН 2.1.4.1116-02
- Систем централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01
- Водные объекты рыбохозяйственного значения Приказ Минсельхоза РФ № 552
- Объекты рекреационного водопользования СанПиН 2.1.5.980-00
- Вода плавательных бассейнов СанПиН 2.1.2.1188-03
- Постановление Правительства РФ № 644 — Ливневые стоки
- Постановление Правительства РФ № 644 — Хозяйственно-бытовые стоки
Подробность и строгость норматива, регламентирующего качество, зависит от количества людей, которые её употребляют. Самыми строгие — для водопроводной и бутилированной воды. Мы не используем при оценке качества норматив для нецентрализованных источников водоснабжения, поскольку он допускает содержание веществ в количестве, наносящем вред здоровью. Это допущение сделано потому, что такую жидкость, по мнению разработчиков, употребляет малое количество людей. Мы не придерживаемся этой точки зрения.
Часть документов предназначена для сохранения окружающей среды. Приказ Минсельхоза РФ № 552 регламентирует состояние водных объектов, в которых выращивают, содержат или добывают рыбу. Состав жидкости, сбрасываемой в водоемы и водотоки рыбохозяйственного назначения должно соответствовать указанным требованиям.
СанПиН 2.1.2.1188-03 и СанПиН 2.1.5.980-00 охраняют человека от вредного воздействия, получаемого в процессе контакта поверхности тела с водой. Включают химические, микробиологические и паразитологические параметры.
Постановление Правительства РФ № 644 описывают процедуру обращения с сточными водами для водопользователей. Там содержится перечень параметров, которые в обязательном порядке нужно анализировать в сточной воде для её сброса в центральную канализацию или ливневые сточные системы. В случае нарушения требований на организацию-нарушителя накладывают штраф.
Часть сокращений используются не только как сленг химиков-аналитиков, но как часть регламентирующих документах. Вот некоторые из них:
ПДК — предельно допустимая концентрация — пороговое значение загрязнителя, после которого его присутствие наносит вред
СанПиН — санитарные нормы и правила — нормативный документ, утверждаемый главным санитарным врачом, действующий повсеместно или в отдельном регионе.
ХПК — химическое потребление кислорода
БПК — биохимическое потребление кислорода
ПО — перманганатная окисляемость
СО — сухой остаток, минерализация
Этот вид анализа проводят по обобщенным показателям, поскольку другие параметры требуют подготовки проб перед инструментальным измерением. Экспресс-анализы, как правило, характеризуются пониженной точностью. Поскольку речь идет о безопасности для здоровья рекомендуется использовать эту форму исследования только если требуется принять срочное решение о прекращении употребления жидкости из сомнительного источника или если того требует компания по установке фильтр-систем. Не стоит путать срочные анализы и выездные исследования, которые проводят сотрудники лаборатории. Последние считают полноценными и применяют, если нет возможности доставить пробы в лабораторию, например для контроля состояния морской воды во время продолжительных рейсов.
источник
Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, его влажности, скорости и характера движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в весьма широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30* С). Температура воды подземных источников более стабильна (8-12 * С).
Оптимальной температурой воды для питьевых целей считается 7-11*С.
Для некоторых производств, в частности для систем охлаждения и конденсации пара, температура воды имеет большое значение.
Мутность (прозрачность, содержание взвешенных веществ) характеризует наличие в воде частиц песка, глины, илистых частиц, планктона, водорослей и других механических примесей, которые попадают в нее в результате размыва дна и берегов реки, с дождевыми и талами водами, со сточными водами и т.п. Мутность воды подземных источников, как правило, невелика и обуславливается взвесью гидрооксида железа. В поверхностных водах мутность чаще обусловлена присутствием фито- и зоопланктона, глинистых или илистых частиц, поэтому величина зависит от времени паводка (межени) и меняется в течении года.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л.
На многих производствах можно использовать воду с гораздо большим содержанием взвешенных веществ, чем определено ГОСТом. В то же время для некоторых производств химической, пищевой, электронной, медицинской и других видов промышленности требуется вода такого же или даже более высокого качества.
Цветность воды (интенсивность окраски) выражается в градусах по платиново-кобальтовой шкале. Один градус шкалы соответствует цвету 1 литра воды, окрашенного добавлением 1 мг соли — хлорплатината кобальта. Цветность воды подземных вод вызывается соединениями железа, реже — гумусовыми веществами (грунтовка, торфяники, мерзлотные воды); цветность поверхностных — цветением водоемов.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду, цветность воды не должна быть выше 20 град. (в особых случаях не выше 35 град.)
Многие виды промышленности предъявляют гораздо более жесткие требования в отношении цветности используемой воды.
Запахи и привкусы воды обусловливаются присутствием в ней органических соединений. Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически, т.е. с помощью органов чувств по пятибалльной шкале или по «порогу разбавления» испытуемой воды дистиллированной водой. При этом устанавливают кратность разбавления, необходимую для исчезновения запаха или привкуса. Запах и вкус определяют непосредственным дегустированием при комнатной температуре, а также при 60″С, что вызывает их усиление. По ГОСТ 2874-82 привкус и запах, определяемые при 20″С, не должны превышать 2 баллов.
0 баллов — запах и привкус не обнаруживается
1 балл — очень слабые запах или привкус (обнаруживает только опытный исследователь)
2 балла — слабые запах или привкус, привлекающие внимание неспециалиста
3 балла — заметные запах или привкус, легко обнаруживаемые и являющиеся причиной жалоб
4 балла — отчётливые запах или привкус, которые могут заставить воздержаться от употребления воды
5 баллов — настолько сильные запах или привкус, что вода для питья совершенно непригодна.
Вкус вызывается наличием в воде растворенных веществ и может быть соленым, горьким, сладким и кислым. Природные воды обладают, как правило, только солоноватым и горьковатым привкусом. Солёный вкус вызывается содержанием хлорида натрия, горький — избытком сульфата магния. Кислый вкус воде придаёт большое количество растворённой углекислоты (минеральные воды). Вода может иметь также чернильный или железистый привкус, вызванный солями железа и марганца или вяжущий привкус, вызванный сульфатом кальция, перманганатом калия, щелочной привкус — вызван содержанием поташи, соды, щелочи.
Привкус может быть естественного происхождения (присутствие железа, марганца, сероводорода, метана и т.д.) и искусственного происхождения (сброс промышленных стоков)
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 привкус должен быть не более 2 баллов.
Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов — хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов или органических и хлорорганических загрязнений. Различают природные (естественного происхождения) запахи: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневый, рыбный, травянистый, неопределённый и сероводородный, тинистый и др. Запахи искусственного происхождения называют по определяющим их веществам: хлорный, камфорный, аптечный, фенольный, хлор-фенольный, смолистый, запах нефтепродуктов и так далее.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 запах воды должен быть не более 2 баллов.
Содержание растворенных веществ (сухой остаток). Общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемых 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. Общее солесодержание и сухой остаток характеризуют минерализацию (содержание растворенных солей в воде).
По СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду, сухой остаток должен быть не более 1000 мг/л
Активная реакция воды — степень её кислотности или щёлочности — определяется концентрацией водородных ионов. Обычно выражается через рН — водородный и гидроксильный показатель. Концентрация ионов водорода определяет кислотность. Концентрация ионов гидроксила определяет щелочность жидкости. При рН = 7,0 — реакция воды нейтральная, при рН 7,0 — среда щелочная.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 рН питьевой воды должен быть в пределах 6,0. 9,0
Для вод большинства природных источников значение рН не отклоняется от указанных пределов. Однако после обработки вод реагентами значение рН может существенно измениться. Для правильной оценки качества воды и выбора способа очитски необходимо знать значение рН воды источника в различные периоды года. При низких значениях сильно возрастает ее коррозирующее действие на сталь и бетон.
Очень часто для описания качества воды используется термин — жесткость. Пожалуй, самое большое расхождение между российскими нормами и директивой Совета ЕС по качеству воды относится к жесткости: 7 мг-экв/л у нас и 1 мг-экв/л у них. Жесткость самая наиболее распространенная проблема качества воды.
Жесткость воды определяется содержанием в воде солей жесткости (кальция и магния). Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Различают карбонатную (временную) жесткость, некарбонатную (постоянную) жесткость и общую жесткость воды.
Карбонатная жесткость (устранимая), определяется наличием в воле двууглекислых солей кальция и магния — характеризуется содержанием в воде гидрокарбоната кальция, который при нагревании или кипячении воды разлагается на практически нерастворимый карбонат и углекислый газ. Поэтому её еще называют временной жесткостью.
Некарбонатная или постоянная жесткость — содержание некарбонатных солей кальция и магния — сульфаты, хлориды, нитраты. При нагревании или кипячении воды они остаются в растворе.
Общая жесткость — определяется как суммарное содержание в воде солей кальция и магния, выражается как сумма карбонатной и некарбонатной жесткости.
Вода поверхностных источников, как правило, относительно мягкая (3. 6 мг-экв/л) и зависит от географического положения — чем южнее, тем жесткость воды выше. Жесткость подземных вод зависит от глубины и расположения горизонта водоносного слоя и годового объема осадков. Жесткость воды из слоёв известняка составляет обычно 6 мг-экв/л и выше.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 (10) мг-экв/л, ( или не более 350 мг/л).
Жесткая вода просто неприятна на вкус, в ней излишне много кальция. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к снижению моторики желудка, к накоплению солей в организме, и, в конечном итоге, к заболеванию суставов (артриты, полиартриты) и образованию камней в почках и желчных путях.
Хотя очень мягкая вода не менее опасная, чем излишне жесткая. Самая активная — это мягкая вода. Мягкая вода способна вымывать из костей кальций. У человека может развиться рахит, если пить такую воду с детства, у взрослого человека становятся ломкие кости. Есть еще одно отрицательное свойство мягкой воды. Она, проходя через пищеварительный тракт, не только вымывает минеральные вещества, но и полезные органические вещества, в том числе и полезные бактерии. Вода должна быть жесткостью не менее 1,5-2 мг-экв/л.
Использование воды с большой жесткостью для хозяйственных целей также нежелательно. Жесткая вода образует налет на сантехнических приборах и арматуре, образует накипные отложения в водонагревательных системах и приборах. В первом приближении это заметно на стенках, например, чайника.
При хозяйственно-бытовом использовании жесткой воды значительно увеличивается расход моющих средств и мыла вследствие образования осадка кальциевых и магниевых солей жирных кислот, замедляется процесс приготовления пищи (мяса, овощей и др.), что нежелательно в пищевой промышленности. Во многих случаях использование жесткой воды для производственных целей (для питания паровых котлов, в текстильной бумажной промышленности, на предприятиях искусственного волокна и др.) не допускается, так как это связано с рядом нежелательных последствий.
В системах водоснабжения — жесткая вода приводит к быстрому износу водонагревательной технике (бойлеров, батарей центрального водоснабжения и др.). Соли жесткости (гидрокарбонаты Ca и Mg), отлагаясь на внутренних стенках труб, и образуя накипные отложения в водонагревательных и охлаждающих системах, приводят к занижению проходного сечения, уменьшают теплоотдачу. Не допускается использовать воду с высокой карбонатной жесткостью в системах оборотного водоснабжения.
Щёлочность воды. Под общей щёлочностью воды подразумевается сумма содержащихся в ней гидратов и анионов слабых кислот (угольной, кремниевой, фосфорной и т.д.). В подавляющем большинстве случаев для подземных вод имеется в виду гидрокарбонатная щёлочность, то есть содержание в воде гидрокарбонатов. Различают бикарбонатную, карбонатную и гидратную щелочность. Определение щелочности (мг-экв/л) необходимо для контроля качества питьевой воды, полезно для определения воды как пригодной для полива, для расчета содержания карбонатов, для последующей очистки сточных вод.
ПДК по щелочности составляет 0,5 — 6,5 ммоль / дм3
Содержание сульфатов и хлоридов. Сульфаты и хлориды кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости.
Хлориды присутствуют практически во всех водах. В основном их присутствие в воде связано с вымыванием из горных пород наиболее распространённой на Земле соли — хлорида натрия (поваренной соли). Хлориды натрия содержатся в значительных количествах в воде морей, а также некоторых озер и подземных источников
ПДК хлоридов в воде питьевого качества — 300. 350 мг/л (в зависимости от стандарта).
Повышенное содержание хлоридов в совокупности с присутствием в воде аммиака, нитритов и нитратов может свидетельствовать о загрязнённости бытовыми сточными водами.
Сульфаты попадают в подземные воды в основном при растворении гипса, находящегося в пластах. Повышенное содержание сульфатов в воде приводит к расстройству желудочно-кишечного тракта (тривиальные названия сульфата магния и сульфата натрия (солей, обладающих слабящим эффектом) — «английская соль» и «глауберова соль» соответственно).
ПДК сульфатов в воде питьевого качества — 500 мг/л.
Содержание кремниевых кислот. Кремниевые кислоты встречаются в воде как подземных, так и поверхностных источников в различной форме (от коллоидной до ионодисперсной). Кремний отличается малой растворимостью и его в воде, как правило, не много. Попадает кремний в воду и с промышленными стоками предприятий, производящих керамику, цемент, стекольные изделия, силикатные краски.
Воды, содержащие кремниевые кислоты, не могут быть использованы для питания котлов высокого давления, так как образуют силикатную накипь на стенках.
Фосфаты обычно присутствуют в воде в небольшом количестве, поэтому их присутствие указывает на возможность загрязнения промышленными стоками или стоками с сельскохозяйственных полей. Повышенное содержание фосфатов оказывает сильное влияние на развитие сине-зелёных водорослей, выделяющих токсины в воду при отмирании.
ПДК в питьевой воде соединений фосфора составляет 3,5 мг/л.
Фториды и йодиды. Фториды и йодиды в чём-то похожи. Оба элемента при недостатке или избытке в организме приводят к серьёзным заболеваниям. Для йода это — заболевания щитовидной железы («зоб»), возникающие при суточном рационе менее 0,003 мг или более 0,01 мг. Для восполнения дефицита йода в организме возможно употребление йодированной соли, но лучший выход — это включение в рацион рыбы и морепродуктов. Особенно богата йодом морская капуста.
Фториды входят в состав минералов — солей фтора. Как недостаток, так и избыток фтора могут приводить к серьезным заболеваниям. Содержание фтора в питьевой должно поддерживаться в пределах 0,7 — 1,5 мг/л (в зависимости от климатических условий)
Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким содержанием фтора (0,3-0,4 мг/л). Высокие содержания фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора. Максимальные концентрации фтора (5-27 мг/л и более) определяют в артезианских и минеральных водах, контактирующих с фторсодержащими водовмещающими породами.
При гигиенической оценке поступления фтора в организм важное значение имеет содержание микроэлемента в суточном рационе, а не в отдельных пищевых продуктах. В суточном рационе содержится от 0,54 до 1,6 мг фтора (в среднем 0,81 мг). Как правило, с пищевыми продуктами в организм человека поступает в 4-6 раз меньше фтора, чем при употреблении питьевой воды, содержащей оптимальные его количества (1 мг/л).
Повышенное содержание фтора в воде (более 1,5 мг/л) оказывает вредное влияние на людей и животных, у населения развивается эндемический флюороз («пятнистая эмаль зубов»), рахит и малокровие. Отмечается характерное поражение зубов, нарушение процессов окостенения скелета, истощение организма. Содержание фтора в питьевой воде лимитируется. Установлено, что систематическое использование населением фторированной воды снижает и уровень заболеваний, связанных с последствиями одонтогенной инфекции (ревматизм, сердечно-сосудистая патология, заболевания почек и др.). Недостаток фтора в воде (менее 0,5 мг/л) приводит к кариесу. При пониженном содержание фтора в питьевой воде рекомендуется пользоваться зубной пастой с добавлением фтора. Фтор — один из немногих элементов, которые лучше усваиваются организмом из воды. Оптимальная доза фтора в питьевой воде составляет 0,7. 1,2 мг/л.
ПДК фтора составляет 1,5 мг/л.
Окисляемость обусловлена содержанием в воде органических веществ и отчасти может служить индикатором загрязнённости источника сточными водами. Различают окисляемость перманганатную и окисляемость бихроматную (или ХПК — химическая потребность в кислороде). Перманганатная окисляемость характеризует содержание легкоокисляемой органики, бихроматная — общее содержание органических веществ в воде. По количественному значению показателей и их отношению можно косвенно судить о природе органических веществ, присутствующих в воде, о пути и эффективности технологии очистки.
По нормам СанПиН перманганатная окисляемость воды должна быть не выше 5,0 мг О2/л и предельно допустимая концентрация (ПДК) 2 мг-экв/л.
Если меньше 5 мг-экв/л вода считается чистой, больше 5 грязной.
Содержание соединений железа. Железо может встречаться в природных водах в следующих видах:
— Истинно растворённом виде (двухвалентное железо, прозрачная бесцветная вода);
— Нерастворённом виде (трёхвалентное железо, прозрачная вода с коричневато-бурым осадком или ярко выраженными хлопьями);
— Коллоидном состоянии или тонкодисперсной взвеси (окрашенная желтовато-коричневая опалесцирующая вода, осадок не выпадает даже при длительном отстаивании);
— Железоорганика — соли железа и гуминовых и фульвокислот (прозрачная желтовато-коричневая вода);
— Железобактерии (коричневая слизь на водопроводных трубах);
В поверхностных водах средней полосы России содержится от 0,1 до 1 мг/дм3 железа, в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/дм3.
Значительные количества железа поступают в водоемы со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. Очень важен анализ на содержание железа для сточных вод. Концентрация железа в воде зависит от рН и содержания кислорода в воде. Железо в воде колодцев и скважин может находится как в окисленной, так и в востановленной форме, но при отстаивании воды всегда окисляется и может выпадать в осадок. Много железа растворено в кислых бескислородных подземных водах.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 содержание железа общего допускается не более 0,3 мг/л.
Длительное употребление человеком воды с повышенным содержанием железа может привести к заболеванию печени (гемосидерит), увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма. Такая вода неприятна на вкус, причиняет неудобства в быту.
На многих промышленных предприятиях, где вода употребляется для промывки продукта в процессе его изготовления, в частности в текстильной промышленности, даже невысокое содержание железа в воде приводит к браку продукции.
Марганец встречается в аналогичных модификациях. Марганец активизирует ряд ферментов, участвует в процессах дыхания, фотосинтеза, влияет на кроветворение и минеральный обмен. Недостаток марганца в почве вызывает у растений некрозы, хлорозы, пятнистости. При недостатке этого элемента в кормах животные отстают в росте и развитии, у них нарушается минеральный обмен, развивается анемия. На почвах, бедных марганцем (карбонатных и переизвесткованных), применяют марганцевые удобрения.
Для человека опасен как недостаток, так и переизбыток марганца.
По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 содержание марганца допускается не более 0,1 мг/л.
Избыток марганца вызывает окраску и вяжущий привкус, заболевание костной системы.
Присутствие в воде железа и марганца может способствовать развитию в трубах и теплообменных аппаратах железистых и марганцевых бактерии, продукты жизнедеятельности которых вызывают уменьшение сечения, а иногда их полную закупорку. Содержание железа и марганца строго ограничено в воде, используемой при производстве пластмасс, текстильной, пищевой промышленности и т.п.
Повышенное содержание обоих элементов в воде вызывает потёки на сантехнике, окрашивает бельё при стирке и придаёт воде железистый или чернильный привкус. Длительное употребление такой воды для питья вызывает отложение указанных элементов в печени и по вредности значительно обгоняет алкоголизм.
ПДК железа — 0,3 мг/л, марганца — 0,1 мг/л.
Натрий и калий попадают в подземные воды за счёт растворения коренных пород. Основным источником натрия в природных водах являются залежи поваренной соли NaCl, образовавшиеся на месте древних морей. Калий встречается в водах реже, так как он лучше поглощается почвой и извлекается растениями.
Биологическая роль натрия крайне важна для большинства форм жизни на Земле, включая человека. Организм человека содержит около 100 г натрия. Ионы натрия активируют ферментативный обмен в организме человека.
ПДК натрия составляет 200 мг/л. Избыточное содержание натрия в воде и пище приводит к гипертензии и гипертонии.
Отличительная особенность калия — его способность вызывать усиленное выведение воды из организма. Поэтому пищевые рационы с повышенным содержанием элемента облегчают функционирование сердечно-сосудистой системы при ее недостаточности, обусловливают исчезновение или существенное уменьшение отеков. Дефицит калия в организме ведет к нарушению функции нервно-мышечной (парезы и параличи) и сердечно-сосудистой систем и проявляется депрессией, дискоординацией движений, мышечной гипотонией, гипорефлек-сией, судорогами, артериальной гипотонией, брадикардией, изменениями на ЭКГ, нефритами, энтеритами и др.
ПДК калия составляет 20 мг/л
Медь, цинк, кадмий, свинец, мышьяк, никель, хром и ртуть преимущественно попадают в источники водоснабжения со стоками промышленных вод. Медь и цинк могут также попадать при коррозии соответственно оцинкованных и медных водопроводных труб из-за повышенного содержания агрессивной углекислоты.
ПДК в питьевой воде согласно СанПиН меди составляет 1,0 мг/л; цинка — 5,0 мг/л; кадмия — 0,001 мг/л; свинца — 0,03 мг/л; мышьяка — 0,05 мг/л; никеля — составляет 0,1 мг/л (в странах ЕС — 0,05 мг/л), хрома Cr3+ — 0,5 мг/л, хрома Cr4+ — 0,05 мг/л; ртути — 0,0005 мг/л.
Все вышеперечисленные соединения относятся к тяжёлым металлам и обладают кумулятивным действием, то есть свойством накапливаться в организме и срабатывать при превышении определённой концентрации в организме.
Кадмий — очень токсичный металл. Избыточное поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии. Наиболее важным в кадмиозе является поражение почек, выражающееся в дисфункции почечных канальцев и клубочков с замедлением канальцевой реабсорбции, протеинурией, глюкозурией, последующими аминоацидурией, фосфатурией. Избыток кадмия вызывает и усиливает дефицит Zn и Se. Воздействие на протяжении продолжительного времени может вызывать поражение почек и легких, ослабление костей.
Симптомы кадмиевого отравления: белок в моче, поражение центральной нервной системы, острые костные боли, дисфункция половых органов. Кадмий влияет на кровяное давление, может служить причиной образования камней в почках (в почках он накапливается особенно интенсивно). Опасность представляют все химические формы кадмия
Алюминий — легкий серебристо-белый металл. Попадает в воду в первую очередь в процессе водоподготовки — в составе коагулянтов и при сбросе сточных вод переработки бокситов.
ПДК в воде солей алюминия составляет — 0,5 мг/л
Избыток алюминия в воде приводит к повреждению центральной нервной системы.
Бор и селен присутствуют в некоторых природных водах в качестве микроэлементов в весьма незначительной концентрации, однако, при их превышении возможно серьёзное отравление.
Содержание газов. В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы: кислород О2, диоксид углерода (углекислый газ) СО2 и сероводород Н2S
Кислород находится в воде в растворенном виде. Растворенный кислород в подземных водах отсутствует, содержание в поверхностных водах соответствует парциальному давлению, зависит от температуры воды и интенсивности процессов, обогащающих или обедняющих воду кислородом и может достигать 14 мг/л
Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных количествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металла. Процесс коррозии усиливается с повышением температуры воды, а также при движении её. При значительном содержании в воде агрессивной двуокиси углерода коррозии подвергаются также стенки бетонных труб и резервуаров. В питательной воде паровых котлов среднего и высокого давления присутствие кислорода не допускается. Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие Н2S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно-питьевых и для большинства производственных нужд.
Вещества, содержащиеся в воде и их свойства, ухудшающие качество питьевой воды и вредно влияющие на организм человека.
Соединения азота. Азотосодержащие вещества (нитраты NO3-, нитриты NO2- и аммонийные соли NH4+) почти всегда присутствуют во всех водах, включая подземные, и свидетельствуют о наличии в воде органического вещества животного происхождения. Являются продуктами распада органических примесей, образуются в воде преимущественно в результате разложения мочевины и белков, поступающих в неё с бытовыми сточными водами. Рассматриваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи.
Первым продуктом распада является аммиак (аммонийный азот) — является показателем свежего фекального загрязнения и является продуктом распада белков. В природной воде ионы аммония окисляются бактериями Nitrosomonas и Nitrobacter до нитритов и нитратов. Нитриты являются лучшим показателем свежего фекального загрязнения воды, особенно при одновременном повышенным содержании аммиака и нитритов. Нитраты служат показателем более давнего органического фекального загрязнения воды. Недопустимо содержание нитратов вместе с аммиаком и нитратами.
По наличию, количеству и соотношению в воде азотсодержащих соединений можно судить о степени и давности заражения воды продуктами жизнедеятельности человека.
Отсутствие в воде аммиака и в то же время наличие нитритов и особенно нитратов, т.е. соединений азотной кислоты, свидетельствуют о том, что загрязнение водоема произошло давно, и вода подверглась самоочищению. Наличие в воде аммиака и отсутствие нитратов указывают на недавнее загрязнение воды органическими веществами. Следовательно, в питьевой воде не должно быть аммиака, не допускаются соединения азотной кислоты (нитриты).
По нормам СанПиН ПДК в воде аммония составляет 2,0 мг/л; нитритов — 3,0 мг/л; нитратов — 45,0 мг/л.
Наличие иона аммония в концентрациях, превышающих фоновые значения, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения (коммунальные очистные сооружения, отстойники промышленных отходов, животноводческие фермы, скопления навоза, азотных удобрений, поселения и др.).
Употребление воды с повышенным содержанием нитритов и нитратов приводит к нарушению окислительной функции крови.
Хлор появляется в питьевой воде в результате её обеззараживания. Сущность обеззараживающего действия хлора заключается в окислении или хлорировании (замещении) молекул веществ, входящих в состав цитоплазмы клеток бактерий, отчего бактерии гибнут. Очень чувствительны к хлору возбудители брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры. Даже сильно заражённая бактериями вода в значительной мере дезинфицируется сравнительно малыми дозами хлора. Однако отдельные хлоррезистентные особи сохраняют жизнеспособность, поэтому полной стерилизации воды не происходит.
Ввиду того, что свободный хлор относится к числу вредных для здоровья веществ, гигиенические номы СанПиН строго регламентирует содержание остаточного свободного хлора в питьевой воде централизованного водоснабжения. При этом СанПиН устанавливает не только верхнюю границу допустимого содержания свободного остаточного хлора, но и минимально-допустимую границу. Дело в том, что, что несмотря на обеззараживание на станции водоочистки, готовую «товарную» питьевую воду подстерегает немало опасностей по пути к крану потребителя. Например, свищ в стальной подземной магистрали, сквозь которые не только магистральная вода попадает наружу, но и загрязнения из почвы могут попасть в магистраль.
Остаточный хлор (оставшийся в воде после обеззараживания) необходим для предотвращения возможного вторичного заражения воды во время прохождения по сети.
По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 содержание остаточного хлора в водопроводной воде должно быть не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л.
Хлорированная вода неблагоприятно воздействует на кожу и слизистые оболочки, поскольку хлор является сильным аллергическим и токсическим веществом. Так, хлор вызывает покраснения различных участков кожи, а также становится причиной аллергического конъюктевита, первыми признаками которого являются жжение, слезотечение, отек век и другие болевые ощущения в области глаз. Дыхательная система также подвергается вредному воздействию: у 60% пловцов регистрируется проявление бронхоспазма после нескольких минут нахождения в бассейне с хлорированной водой.
Исследования показали, что около 10% хлора, используемого при хлорировании, участвует в образовании хлорсодержащих соединений. Приоритетными хлорсодержащими соединениями являются хлороформ, четырёххлористый углерод, дихлорэтан, трихлорэтан, тетрахлоэтилен. В сумме образующихся при водоподготовке ТГМ хлороформ составляет 70 — 90 %. Хлороформ вызывает профессиональные хронические отравления с преимущественным поражением печени и центральной нервной системы.
При хлорировании есть вероятность образования чрезвычайно токсичных соединений, тоже содержащих хлор, — диоксинов (диоксин в 68 тыс. раз ядовитее цианистого калия).
Хлорированная вода обладает высокой степенью токсичности и суммарной мутагенной активностью (СМА) химических загрязнений, что многократно увеличивает риск онкологических заболеваний.
По оценке американских экспертов, хлорсодержащие вещества в питьевой воде косвенно или непосредственно виновны в 20 онкозаболеваниях на 1 млн. жителей. Риск онкозаболеваний в России при максимальном хлорировании воды достигает 470 случаев на 1 млн. жителей. Предполагается, что 20-35% случаев заболевания раком (преимущественно толстой кишки и мочевого пузыря) обусловлены потреблением питьевой воды.
Сероводород, встречающийся в подземных водах, преимущественно неорганического происхождения. Он образуется в результате разложения сульфидов (пирит, серный колчедан) кислыми водами и восстановления сульфатов сульфатредуцирующими бактериями.
Сероводород обладает резким неприятным запахом, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов и является общеклеточным и каталитическим ядом. Соединяясь с железом образует черный осадок сернистого железа FeS. По этим причинам, а также вследствие интенсификации процессов коррозии, сероводород следует полностью удалять из воды хозяйственно-питьевого назначения (по ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая»).
СанПиН 2.1.4.559-96 (СанПиН2.1.4.1074-01) на питьевую воду мало того, что допускает присутствие сероводорода в воде до 0,03 мг/л, а сульфидов — до 3 мг/л, так эти цифры ещё никак не согласуется с элементарными знаниями химии: по данным диссоциации сероводорода и сульфидов в воде, при рН=9,0 (верхняя граница норматива на питьевую воду) доля сульфидов составляет примерно 98,5-99%, то есть в сто раз выше, чем сероводорода, и ПДК сульфидов соответственно должен быть не выше 0,3 мг/л .
Микробиологические показатели. Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТу, питьевая вода не должна содержать более 100 бактерий в 1 мл.
Особую важность для санитарной оценки воды имеет определение бактерий группы кишечной палочки. Присутствие кишечной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и, следовательно, о возможности попадания в нее болезнетворных бактерий, в частности бактерий брюшного тифа.
В связи с тем, что при биологическом анализе воды определение патогенных бактерий затруднено, бактериологические определения сводятся к определению общего числа бактерий в 1 мл воды, растущих при 37″С, и кишечной палочки — бактерии коли. Наличие последней имеет индикаторные функции, т.е. свидетельствует о загрязнении воды выделениями людей и животных и т.п. Минимальный объем испытуемой воды, мл, приходящейся на одну кишечную палочку, называется колититром, а количество кишечных палочек в 1 л воды — коли-индексом. По ГОСТ 2874-82 допускается коли-индекс до 3, колититр — не менее 300, а общее число бактерий в 1 мл — до 100.
По нормам СанПиН2.1.4.1074-01 допустимо общее микробное число 50 КОЕ/мл, общие колиформные бактерии КОЕ/100мл и термотолетарные колиформные бактерии КОЕ/100мл — не допускаются.
Бактерии и вирусы из числа патогенных, т.е. паразитов, живущих на живом субстрате, развивающиеся в воде, могут вызвать заболевания брюшным тифом, амебиазом, парафитом, дизентерией, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, холерой, полиомиелитом, туляремией, туберкулезом, диареей и др.
Экспертами всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) установлено, что 80% всех заболеваний в мире связано в той или иной степени связаны с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических и экологических норм водообеспечения. В связи с чем, проблема обеспечения высококачественной водой является актуальной.
источник