Исследование свойств и качеств воды Загрязнители воды

Анализ воды

Введение

Анализ воды – исследование свойств и качеств воды

1. Загрязнители воды

Содержание вещества, растворенного в воде, не превышающее установленных норм, загрязнителем не является. Это относится к любой воде – от дистиллированной до неочищенной сточной. Только в случае превышения ПДК вещество является загрязнителем. Нормы содержания различных веществ для разных типов вод отличаются. Вещества, которые могут содержаться в воде, можно классифицировать по-разному:

По типу соединений – органические и неорганические.

На сегодняшний день большая часть загрязнителей - органических соединений, т. к. большинство из них имеет искусственное происхождение, и списки веществ, требующих нормирования, пополняются за счет органических соединений.

По источнику попадания в воду – природные или антропогенные.

Если какое-то вещество присутствует в земной коре, оно также будет присутствовать и в воде. Загрязнители, попадающие в воду в результате деятельности человека, могут увеличивать содержание уже имеющегося ингредиента или вносить вещество, которое ранее в воде не присутствовало. Концентрация этих веществ может быть различной.

По содержанию в воде (и в живых организмах, в первую очередь) – макро - и микроэлементов.

Солесодержание или минерализация воды складывается из макроэлементов, присутствующих в десятках и даже сотнях мг на литр. Это, как правило, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты (анионы), кальций, магний, калий, натрий (катионы). Макроэлементы обладают оптимальными ионными и атомными радиусами, электронным строением для образования биомолекул. Отношение этих веществ в воде может варьировать.

Микроэлементы содержатся в воде в очень низких концентрациях от десятых долей мг в литре, до мкг, и подразделяются на необходимые, токсичные и эссенциальные. К микроэлементам относятся, например, тяжелые металлы, ПДК некоторых из них очень жесткая. Их действие на живой организм может проявиться даже в очень небольших дозах, безопасные концентрации слишком малы, поэтому дополнительное попадание в воду токсичных и эссенциальных элементов может негативно сказаться на здоровье потребителей. Некоторые тяжелые металлы (и не только), напротив, входят в состав витаминов, как необходимые для здоровья, вещества.

По лимитирующим показателям вредности – органолептические, общесанитарные и санитарно–токсикологические.

К органолептическим относятся не только те показатели, которые можно оценить органами чувств, но и те, которые способны изменить органолептические свойства воды, например, вызвать запах, появление пены или пленки на поверхности воды. По классу опасности – от малоопасных до чрезвычайно опасных.

Cуществуют и другие классификации, но в нормировании воды учитываются именно перечисленные выше условия.

1.1. Железо

В подземных водах присутствует, в основном, растворенное двухвалентное железо в виде ионов Fe2+.

Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водораспределения при контакте воды с поверхностью труб. В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий.

Тёмный Панда 😈🐼😈, [18.02.2022 14:33]

Норматив содержания железа общего в питьевой воде - не более 0,3 мг/л. Содержание железа в воде выше норматива способствует накоплению осадка в системе водоснабжения, интенсивному окрашиванию сантехнического оборудования.
Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций.

1.2. Жесткость воды

(суммарное содержание солей кальция и магния) По нормам ВОЗ, оптимальная жесткость питьевой воды составляет 1,0-2,0 мг-экв/л.

Как правило, уровень жесткости природных вод значительно выше этих значений. В бытовых условиях избыток солей жесткости приводит к зарастанию нагревающихся поверхностей в бойлерах, чайниках, трубах, отложению солей на сантехарматуре и выводу её из строя, а также оставляет налет на волосах и коже человека, создавая ощущение их «жесткости». При стирке, взаимодействуя с ПАВами мыла или стиральных порошков, соли жесткости связывают их и требуют большего расхода. В пищевой промышленности жесткая вода ухудшает качество продуктов, вызывая выпадение солей при хранении.
В энергетике случайное кратковременное попадание жесткой воды в систему очень быстро выводит из строя теплообменное оборудование, трубопроводы. Даже небольшой слой отложений солей на поверхности теплообменного оборудования приводит к резкому снижению коэффициента теплопередачи и увеличению расхода топлива. Поэтому жесткость воды для этих целей ограничена очень малыми значениями 0,03-0,05 мг-экв/л.

1.3. Медь

Медь и её соединения широко распространены в окружающей среде, поэтому их часто обнаруживают в природных водах. Концентрации меди в природных водах обычно составляют десятые доли мг/л, в питьевой воде могут увеличиваться за счет вымывания из материалов труб и арматуры. Медь придает воде неприятный вяжущий привкус в низких концентрациях, что и лимитирует её содержание в питьевой воде. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе источника водоснабжения для производства бутилированной питьевой воды. В случае обнаружения меди в питьевой воде в количестве более 1,0 мг/л, проводят корректировку состава воды с помощью катионообменных смол.

1.4. Органические соединения

В воде источников водоснабжения обнаружено несколько тысяч органических веществ разных химических классов и групп.

Органические соединения природного происхождения (гуминовые вещества, различные амины) и техногенного происхождения (поверхностно-активные вещества) способны изменять органолептические свойства воды (запах, привкус, окраска, мутность, способность к пенообразованию, пленкообразование), что позволяет их выявить и ограничить содержание в питьевой воде. В то же время огромное число органических соединений весьма неустойчивы и склонны к непрерывной трансформации, поэтому непосредственное определение концентрации органических веществ в питьевой воде затруднительно, из-за чего содержание их принято характеризовать косвенным путем в мгОг/л, определяя, например, перманганатную окисляемость питьевой воды.
Значение перманганатной окисляемости выше 2 мгОг/л свидетельствует о содержании в воде легко окисляющихся органических соединений, многие из которых отрицательно влияют на печень, почки, репродуктивную функцию организма. При обеззараживании такой воды хлорированием образуются хлоруглеводороды, значительно более вредные для здоровья населения.
Если при анализе пробы воды обнаружено, что значение перманганатной окисляемости выше 5, а тем более 2 мгОг/л, такая вода требует очистки от органических загрязнений.

1.5. Нитраты

В поверхностных и подземных источниках воды присутствуют соединения азота в виде нитратов и нитритов. В настоящее время происходит постоянный рост их концентрации из-за широкого использования нитратных удобрений, избыток которых с грунтовыми водами поступает в источники водоснабжения.

Тёмный Панда 😈🐼😈, [18.02.2022 14:33]

Согласно санитарным правилам и нормам, в воде централизованного водоснабжения содержание нитратов не должно превышать 50 мг/л, нитритов - 3 мг/л.
Нитраты в концентрации более 20 мг/л оказывают токсическое действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой системы.
При обнаружении в пробе воды нитратов в количестве выше норматива прибегают к очистке воды с помощью обратного осмоса или ионного обмена.

2. Допустимые сбросы в воду

Предельно допустимый сброс (ПДС или ДС)

3. Методы анализа воды и используемые при анализе показатели

4. Методики выполнения измерений качества воды

Существует ряд методик выполнения измерений, внесенных в Федеральный реестр МВИ, разработаны они Центром исследования и контроля воды

Примеры методик:

ЦВ 1.01.11-98 «А» - Методика выполнения измерений щелочности в пробах питьевой и природной воды титриметрическим методом ЦВ 1.01.14-98 «А» - Методика выполнения измерений пермангантной окисляемости проб питьевых и природных вод ЦВ 1.01.15-00 «А» - Методика выполнения измерений биохимического потребления кислорода (БПК5) в пробах питьевых и природных вод титриметрическим методом ЦВ 1.01.17-2004 - Методика выполнения измерений содержания свободной углекислоты в пробах питьевых и природных вод ЦВ 1.0.2.10-98 «А» - Методика выполнения измерений взвешенных веществ в пробах природных вод ЦВ 1.0.2.49-01 «А» - Методика выполнения измерений содержания сухого остатка и прокаленного остатка в пробах питьевых и природных вод ЦВ 1.04.04.91-01 «А» - Методика выполнения измерений суммарного содержания летучих фенолов в пробах питьевых и природных вод фотометрическим методом ЦВ 1.04.35.98-01 «А» - Методика выполнения измерений бахроматной окисляемости (ХПК) в пробах питьевой и природной воды фотометрическим методом ЦВ 1.04.46-00 - Методика выполнения измерений массовой концентрации железа в пробах питьевых и природных вод фотометрическим методом ЦВ 1.05.39.98 «А» - Методика выполнения измерений щелочности в пробах питьевой и природной воды потенциометрическим методом

и др.

С полным перечнем методик можно ознакомиться на странице Методическая помощь. Так же там можно посмотреть принципы методов, диапазоны измерений, характеристики погрешностей и обозначения по федеральному реестру МВИ, Гостреестру методик КХА Минприроды России

5. Отбор проб воды для анализа

Отбор пробы воды можно осуществить самостоятельно или воспользоваться услугами специализированых организаций, таких как Роса (Москва), ЦИКВ (Санкт-Петербург)

5.1. Отбор питьевой воды из распределительных сетей

Первой отбирается проба на бактериологический анализ: произвести обжиг крана круговыми движениями “квача” (ватный или марлевый тампон, закрепленный на проволке, смоченный спиртом). Если через пробоотборный кран происходит постоянный излив воды, отбор проб производят без предварительного обжига, не изменяя напора воды. При обжиге соблюдать технику безопасности работы с горючими материалами; открыть кран, пропустить воду в течение 15 минут; емкость открывают непосредственно перед отбором, вынимая пробку вместе с колпачком (из алюминиевой фольги). Во время отбора необходимо обжигать края горлышка емкости круговыми движениями “квача” (пробка и края емкости не должны чего-либо касаться). Ополаскивать посуду запрещается!; заполнить емкость до «плечиков» (должно оставаться пространство между пробкой и поверхностью воды); после заполнения емкость закрывают стерильной пробкой с колпачком. Отбор проб на полный химический анализ (краткий химический анализ): Не закрывая крана заполнить водой емкость, приготовленную под пробу на полный химический анализ:

- на нефтепродукты и бенза(a)пирен - до черты, указанной на емкости (не ополаскивать!)
- на летучую галогенорганику, углекислоту - под горло, без воздуха (не ополаскивать!)