ТЕМА: Показатели качества воды

6.1 ОБЩИЕ И СУММАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Минерализация

В соответствии с требованиями к качеству питьевой воды суммарная минерализация не должна превышать 1000 мг / л, для артезианских водопроводов допускается до 1500 мг / л.

Воды, содержащие большое количество солей, отрицательно влияют на растительные и животные организмы, технологию производства и качество продукции, вызывают образование накипи на стенках котлов, коррозию и засоление почв. В табл. 7.1 приведена классификация природных вод по степени минерализации.

Таблица 7.1 Классификация природных вод по минерализации

Электропроводность

Электропроводность - это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных солей и температуры.

Электропроводность природной воды обуславливается присутствием ионов Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl ^-, SO₄^2-, HCO₃^-. Присутствие других ионов- Fe³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Al³⁺, NO₃^-, HPO₄^2-, H₂PO₄^- не сильно влияет на электропроводность, если не содержатся в воде в значительных количествах.

Нормируемые величины минерализации (1000 мг/л и 1500 мг/л) примерно соответствуют удельной электропроводности 2 мСм/см (миллиСисманс/см) и 3 мСм/см, соответственно.

Величина удельной электропроводности используется в программах наблюдения воды для оценки минерализации вод- это удобный суммарный индикаторный показатель антропогенного воздействия.

Температура

Температура воды в водоёме является результатом нескольких одновременно протекающих процессов: солнечная радиация, испарение, теплообмен с атмосферой, перенос тепла течениями и др. Суточные колебания бывают 3 - 5 ⁰С.

Температура воды- важнейший фактор, влияющий на протекающие в водоёме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которого зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения.

Значения температуры используют для вычисления степени насыщенности воды кислородом, различных форм щелочности, состояния карбонатно-кальциевой системы, при гидрохимических, гидробиологических исследованиях и при изучении тепловых загрязнений.

Взвешенные вещества (грубодисперсные примеси)

Взвешенные твёрдые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспензированных органических и неорганических веществ, планктона и т.п. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами, режимом стока, руслообразующими породами и антропогенными воздействиями.

Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды, температуру, состав растворённых компонентов, адсорбцию токсичных веществ, скорость осадкообразования.

В соответствии с требованиями к качеству воды у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения содержание взвешенных веществ в результате спуска сточных вод не должно увеличиваться более, чем на 0,25 мг/л и 0,75 мг/л.

Грубодисперсные примеси определяют гравиметрическим методом после их отделения после фильтрования через фильтр "синяя лента" при содержании более 10 мг/л и через мембранный фильтр при содержании менее 10 мг/л.

6.2 ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Метод определения состояния водного объекта заключается в его непосредственном осмотре. При органолептических наблюдениях обращают особое внимание на необычные для водоёма явления: гибель рыбы, водных организмов и растений, выделение пузырьков газа из донных отложений, появление повышенной мутности, окраски, запаха, цветения воды, нефтяной пленки и пр.

Запах

Запах воды вызывают летучие пахучие вещества, поступающие в воду в результате протекающих биохимических и химических процессов, жизнедеятельности водных организмов, а также со сточными водами.

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, величина рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая и гидрогеологическая обстановка.

Запах может быть естественного (ароматический, болотный, землистый, травяной и др.) и искусственного (хлорфенольный, хлорный, бензиновый и др.) происхождения.

Запах воды характеризуется интенсивностью, которую измеряют в баллах:

0- никакого запаха; 1- очень слабый; 2- слабый; 3- заметный; 4- отчётливый; 5- очень сильный. Нормируемая величина запаха- не более 2 баллов.

Например, 3-мя баллами характеризуют запах, легко обнаруживаемый, могущий быть причиной того, что вода неприятна для питья.

Вкус и привкус

Различают 4 вида вкуса: солёный, горький, сладкий, кислый. Всё остальное можно отнести к привкусам (хлорный, рыбный, металлический и т.д.).

Интенсивность вкуса (и привкуса) также оценивается от 0 до 5 баллов. Нормативная характеристика вкуса- менее 2 баллов.

Определение проводится при комнатной температуре и 60⁰С заполнением полости рта 10-15 мл воды и удалением после выдержки в несколько секунд, не проглатывая.

Мутность

Мутность природных вод вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами.

В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды мутность не должна превышать 1,5 мг/л по каолину.

Мутность воды определяют турбидиметрически (по ослаблению проходящего через пробу света) путём сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями

Результаты измерений выражают в мг/л (по каолину) или в ЕМ/л (единицы мутности по суспензии формазина).

Турбодиметрические измерения проводят при мутности до 50 мг/л, а нефелометрически (измерение интенсивности светорассеивания) при мутности до 20 мг/л.

Цветность

Цветность характеризует интенсивность окраски воды и обусловлена содержанием окрашенных соединений. Она выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Определяется путём сравнения окраски испытуемой воды с эталонами. Цветность природных вод колеблется от единиц до тысяч градусов.

Цветность природных вод обусловлена присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от многих факторов: геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, величины рН и т.п. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды.

Высокая цветность воды ухудшает её органолептические свойства, снижает количество растворённого кислорода, который расходуется на окисление веществ вызывающих цветность.

Предельно допустимая величина цветности в водах, используемых для питьевых целей, составляет 35 градусов по стандартной шкале.

Окраска не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 см, а в водоёмах культурно бытового назначения - высотой 10 см.

Определение визуальное и фотометрическое. Отмечают цвет, оттенок, интенсивность окраски.

Прозрачность

Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлено их цветом и мутностью, т.е. содержанием различных окрашенных и взвешенных веществ.

Мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоём пластину (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт средней жирности высотой 3,5 мм. Результаты выражаются в см с точностью до 0,5 см .

Уменьшение интенсивности света в связи с цветность воды приводит к уменьшению переноса кислорода из воздуха, снижает эффективность фотосинтеза и биологическую продуктивность водоёма.

Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабо опалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную и сильно мутную.

Определение прозрачности воды- обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов.

6.3 СУММАРНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДЫ

Водородный показатель (рН)

Содержание ионов водорода в природных водах определяется в основном количественным соотношением концентраций угольной кислоты и её ионов:

СО₂ + Н₂О ↔ Н⁺ + НСО₃^- ↔ 2Н⁺ + СО₃^2-

Для поверхностных вод, содержащих небольшое количество диоксида углерода, характерна щелочная реакция. Источником ионов водорода являются также гумусовые кислоты, а также при нахождении в значительных количествах в воде сульфатов железа и других металлов:

Fe²⁺ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2H⁺

Значение рН в речных водах обычно 6,5-8,5, в атмосферных осадах 4,6-6,1, в болотах 5,5-6,0, в морских водах 7,9-8,3. Зимой для речных вод она составляет 6,8-7,4, а летом 7,4-8,2.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды для поверхностных вод она не должна выходить за пределы значений 6,5-8,5.

Величина рН имеет большое значение для протекания химических и биологических процессов и является важнейшим показателем качества вод.

Природные воды в зависимости от рН делятся на 7 групп (табл.7.2).

Таблица 7.2 Группы природных вод в зависимости от рН

Определение: индикаторная бумага, рН-метрия, автоматизированное определение.

Кислотность

Кислотность природных и сточных вод определяется их способностью связывать гидроксил-ионы. В природных водах кислотность во многом зависит от содержания свободного диоксида углерода.

Способ определения титриметрический. Количество титровального раствора, израсходованного до получения рН= 4,5 соответствует свободной кислотности, а до рН=8,3- общей кислотности.

В загрязненных водоёмах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод.

Щелочность

Щелочность- это способность некоторых компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Щелочность обусловлена наличием в воде анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов и др.)

Способ определения титриметрический- титрованием воды сильной кислотой. Количество кислоты пошедшее на титрование до рН=8,3 эквивалентно свободной щелочности, а до рН=4,5- общей щелочности.

Значение щелочности воды следует учитывать при приготовление растворов для обработки вод для водоснабжения и при реагентной очистке вод.

Вместе со значениями рН щелочность воды используется при расчете содержания карбонатов и баланса угольной кислоты в воде.

Жесткость

Жесткость воды зависит от содержащихся в ней растворённых солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью, которая подразделяется на карбонатную (временную или устранимую) и некарбонатную (постоянную или неустранимую). Карбонатная обусловлена концентрацией гидрокарбонатов и карбонатов, которые осаждаются при кипячении, а некарбонатная- кальциевыми и магниевыми солями сильных кислот.

Жесткость воды колеблется в широких пределах и выражается в мг-экв/л. Условно считается, что вода с жесткостью 4 мг-экв/л считается мягкой, от 4 до 8- средней жесткости, от 8 до 12- жесткой и выше 12- очень жесткой. Обычно карбонатная жесткость составляет 70-80% от общей жесткости.

Величина общей жесткости в питьевой воде должна быть не < 10 мг-экв/л.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус.