Von + 2Vf = Vmo

)Vk = 2(Vmo - Vph)

5. Vph = Vmo. Както карбонатите, така и бикарбонатите отсъстват в оригиналната проба, а консумацията на киселина се дължи на наличието на силни основи, съдържащи хидроксоаниони.
Наличието на свободни хидроксоаниони в значителни количества (случаи 4 и 5) е възможно само в отпадъчните води.
Резултатите от титруването на фенолфталеин и метилоранж позволяват да се изчисли индексът на алкалност на водата, който е числено равен на броя киселинни еквиваленти, използвани за титруване на 1 литър проба.
В същото време консумацията на киселина по време на титруване с фенолфталеин характеризира свободната алкалност, а с метилоранж - общата алкалност, която се измерва в mg-eq / l. Индексът на алкалност се използва в Русия, като правило, при изследване на отпадъчни води. В някои други страни (САЩ, Канада, Швеция и др.) алкалността се определя при оценка на качеството на природните води и се изразява като масова концентрация в CaCO3 еквивалент.

Трябва да се има предвид, че при анализ на отпадъчни и замърсени природни води, получените резултати не винаги отразяват правилно стойностите на свободната и общата алкалност, т.к. във водата, в допълнение към карбонатите и хидрокарбонатите, могат да присъстват съединения от някои други групи (виж "Алкалност и киселинност").

5.2. сулфати

Сулфатите са обичайни компоненти на естествените води. Тяхното присъствие във водата се дължи на разтварянето на някои минерали - естествени сулфати (гипс), както и на преноса на сулфати, съдържащи се във въздуха с дъждове. Последните се образуват по време на окислителни реакции в атмосфера на серен оксид (IV) до серен оксид (VI), образуването на сярна киселина и нейната неутрализация (пълна или частична):

2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
Наличието на сулфати в промишлените отпадъчни води обикновено се дължи на технологични процеси, протичащи с използването на сярна киселина (производство на минерални торове, производство на химикали). Сулфатите в питейната вода нямат токсичен ефект върху хората, но влошават вкуса на водата: усещането за вкус на сулфатите се проявява при тяхната концентрация 250-400 mg/l. Сулфатите могат да причинят отлагания в тръбопроводите, когато се смесят две води с различен минерален състав, като сулфат и калций (утайки от CaSO4).

ПДК на сулфати във водите на водоемите за битови и питейни цели е 500 mg/l, граничният показател за вредност е органолептичен.

5.3. хлориди

Хлоридите присъстват в почти всички пресни повърхностни и подземни води, както и в питейната вода под формата на метални соли. Ако във водата присъства натриев хлорид, той има солен вкус още при концентрации над 250 mg/l; в случая на калциевите и магнезиевите хлориди солеността на водата се получава при концентрации над 1000 mg/l. По органолептичен показател - вкус е установена ПДК за питейната вода за хлориди (350 mg / l), ограничаващият показател за вредност е органолептичен.
Големи количества хлориди могат да се образуват в промишлени процеси на концентриране на разтвори, йонообмен, осоляване и др., образувайки отпадъчни води с високо съдържание на хлориден анион.
Високите концентрации на хлориди в питейната вода нямат токсични ефекти върху хората, въпреки че солените води са силно корозивни за металите, влияят неблагоприятно върху растежа на растенията и причиняват засоляване на почвата.

6. Сух остатък

Сухият остатък характеризира съдържанието на нелетливи разтворени вещества (главно минерални) и органични вещества във вода, чиято точка на кипене надвишава 105-110 ° C.

Стойността на сухия остатък може също да бъде оценена чрез изчислителния метод. В този случай е необходимо да се сумират концентрациите на минерални соли, разтворени във вода, както и органични вещества, получени в резултат на анализи (хидрокарбонатът се сумира в количество 50%). За питейна и природна вода сухият остатък е практически равен на сумата от масовите концентрации на аниони (карбонат, бикарбонат, хлорид, сулфат) и катиони (калций и магнезий, както и тези, определени по изчислителния метод на натрий и калий ).

Стойността на сухия остатък за повърхностните води на водоемите за битови и битови нужди не трябва да надвишава 1000 mg/l (в някои случаи се допуска до 1500 mg/l).

7. Обща твърдост, калций и магнезий

Твърдостта на водата е едно от най-важните свойства, които притежава голямо значениепри използване на вода. Ако във водата има метални йони, които образуват неразтворими соли на мастни киселини със сапун, тогава в такава вода е трудно да се образува пяна при пране на дрехи или миене на ръце, което води до усещане за твърдост. Твърдостта на водата има пагубен ефект върху тръбопроводите, когато водата се използва в отоплителните мрежи, което води до образуване на котлен камък. Поради тази причина към водата трябва да се добавят специални "омекотяващи" химикали. Твърдостта на водата се дължи на наличието на разтворими и слабо разтворими минерални соли, главно калций (Ca2 + ") и магнезий (Mg2 +).

Стойността на твърдостта на водата може да варира в широки граници в зависимост от вида на скалите и почвите, които изграждат водосборния басейн, както и от сезона и метеорологичните условия. Общата твърдост на водата в езерата и реките на тундрата например е 0,1-0,2 mg-eq / l, а в моретата, океаните, подпочвените води достига 80-100 mg-eq / l и дори повече (Мъртво море) . В табл. 11 показва стойностите на общата твърдост на водата на някои реки и резервоари в Русия.

Стойностите на общата твърдост на водата на някои реки и резервоари в Русия

От всички соли, свързани с твърдостта, се разграничават бикарбонати, сулфати и хлориди. Съдържанието на други разтворими калциеви и магнезиеви соли в природните води обикновено е много ниско. Твърдостта, прикрепена към водата от въглеводороди, се нарича хидрокарбонатна или временна, защото. Хидрокарбонатите при кипене на вода (по-точно при температура над 60 ° C) се разлагат с образуването на слабо разтворими карбонати (Mg (HC03) 2 в естествени води е по-рядко срещан от Ca (HCO3) 2, тъй като магнезитните скали не са Следователно в сладките води преобладава така наречената калциева твърдост):

CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2

IN природни условиягорната реакция е обратима, но когато подпочвените води, които имат значителна временна твърдост, излязат на повърхността, равновесието се измества към образуването на CO2, който се отстранява в атмосферата. Този процес води до разлагане на бикарбонати и утаяване на CaCO3 и MgCO3. По този начин се образуват разновидности на карбонатни скали, наречени варовити туфи.
В присъствието на въглероден диоксид, разтворен във вода, протича и обратната реакция. Ето как се случва разтварянето или измиването на карбонатни скали в естествени условия.

Твърдостта, дължаща се на хлориди или сулфати, се нарича постоянна, т.к. тези соли са стабилни при нагряване и варене във вода.
Общата твърдост на водата, т.е. общото съдържание на разтворими соли на калция и магнезия се нарича "обща твърдост".

Поради факта, че солите на твърдостта са соли на различни катиони с различно молекулно тегло, концентрацията на солите на твърдостта или твърдостта на водата се измерва в единици на еквивалентна концентрация - броят g-eq / l или mg-eq / l. С твърдост до 4 mg-eq / l водата се счита за мека; от 4 до 8 meq/l - средна твърдост; от 8 до 12 meq/l - трудно; повече от 12 meq/l - много твърда (съществува и друга класификация на водата по степени на твърдост) /l), ограничаващият показател за вредност е органолептичен.

Допустимата стойност на общата твърдост за питейна вода и източници на централизирано водоснабдяване е не повече от 7 mg-eq / l (в някои случаи - до 10 mg-eq / l), ограничаващият показател за вредност е органолептичен.

8. Общо съдържание на сол

За да се изчисли общото съдържание на сол чрез сумата от масовите концентрации на основните аниони в милиграм еквивалентна форма, техните масови концентрации, определени по време на анализа и изразени в mg / l, се умножават по коефициентите, посочени в таблица. 12, след което се сумират.

Коефициенти на преобразуване на концентрацията

Концентрацията на калиевия катион в това изчисление (за природните води) обикновено се взема предвид като концентрацията на натриевия катион. Полученият резултат се закръгля към цели числа (mg/l)

9. Разтворен кислород
Кислородът винаги присъства в разтворена форма в повърхностните води. Съдържанието на разтворен кислород (РО) във водата характеризира кислородния режим на резервоара и е от първостепенно значение за оценка на екологичното и санитарно състояние на резервоара. Във водата трябва да се съдържа кислород в достатъчни количества, осигуряващи условия за дишане на водните организми. Необходим е и за самопречистване на водоемите, тъй като участва в процесите на окисление на органични и други примеси и разлагане на мъртви организми. Намаляването на концентрацията на РК показва промяна в биологичните процеси в резервоара, замърсяване на резервоара с биохимично интензивно окислени вещества (предимно органични). Консумацията на кислород се определя и от химичните процеси на окисляване на съдържащите се във водата примеси, както и от дишането на водните организми.
Кислородът навлиза в резервоара чрез разтварянето му при контакт с въздуха (абсорбция), както и в резултат на фотосинтезата на водните растения, т.е. в резултат на физикохимични и биохимични процеси Кислородът навлиза и във водоемите с дъждовна и снежна вода. има много причини, които причиняват увеличаване или намаляване на концентрацията на разтворен кислород във водата.
Кислородът, разтворен във вода, е под формата на хидратирани O2 молекули. Съдържанието на РК зависи от температурата, атмосферно налягане, степента на турбулентност на водата, количеството на валежите, минерализацията на водата и др. При всяка температурна стойност има равновесна концентрация на кислород, която може да се определи от специални референтни таблици, съставени за нормално атмосферно налягане. Степента на насищане на водата с кислород, съответстваща на равновесната концентрация, се приема за 100%. Разтворимостта на кислорода се увеличава с понижаване на температурата и минерализацията и с повишаване на атмосферното налягане.
В повърхностните води съдържанието на разтворен кислород може да варира от 0 до 14 mg/l и е обект на значителни сезонни и дневни колебания. Значителен недостиг на кислород може да възникне в еутрофизирани и силно замърсени водни тела. Намаляване на концентрацията на РК до 2 mg / l причинява масова смъртриби и други водни организми.

Във водата на резервоарите във всеки период от годината до 12 часа на обяд концентрацията на РК трябва да бъде най-малко 4 mg / l. ПДК на кислород, разтворен във вода за рибни водоеми е определена на 6 mg/l (за ценни видове риби) или 4 mg/l (за други видове).
Разтвореният кислород е много нестабилен компонент от химичния състав на водите. При определянето му вземането на проби трябва да се извършва с особено внимание: необходимо е да се избягва контакт на водата с въздуха, докато кислородът се фиксира (свързването му в неразтворимо съединение).
По време на анализа на водата се определя концентрацията на RK (в mg / l) и степента на насищане на водата с нея (в%) по отношение на равновесното съдържание при дадена температура и атмосферно налягане.
Контролът на съдържанието на кислород във водата е изключително важен проблем, от който се интересуват почти всички сектори на националната икономика, включително черната и цветна металургия, химическата промишленост, селското стопанство, медицината, биологията, рибната и хранително-вкусовата промишленост. и услуги за опазване на околната среда. Съдържанието на РК се определя както в незамърсени природни води, така и в отпадъчни води след пречистване. Процесите на пречистване на отпадъчни води винаги са придружени от контрол на съдържанието на кислород. Определянето на РК е част от анализа при определяне на друг важен показател за качеството на водата – биохимичната потребност от кислород (БПК).

10. Биохимична потребност от кислород (БПК)
Органичните вещества винаги присъстват в естествената вода на резервоарите. Техните концентрации понякога могат да бъдат много ниски (например в изворни и стопени води). Естествени източници на органични вещества са разлагащите се останки от организми от растителен и животински произход, както живеещи във водата, така и попадащи в резервоара от листата, във въздуха, от бреговете и др. В допълнение към природните източници има и техногенни източници на органични вещества: транспортни предприятия (нефтопродукти), целулозно-хартиени и дървообработващи предприятия (лигнини), месопреработвателни предприятия (протеинови съединения), селскостопански и фекални отпадъчни води и др. Органичните замърсители навлизат в резервоара по различни начини, главно с отпадни води и дъждовни повърхностни отмивания от почвата.
В естествени условия органичните вещества във водата се разрушават от бактерии, претърпяват аеробно биохимично окисление с образуване на въглероден диоксид. В този случай кислородът, разтворен във вода, се изразходва за окисление. Във водни тела с високо съдържание на органична материя по-голямата част от РА се изразходва за биохимично окисление, като по този начин лишава други организми от кислород. В същото време се увеличава броят на организмите, по-устойчиви на ниско съдържание на РА, изчезват кислородолюбивите видове и се появяват видове, толерантни към недостиг на кислород. По този начин, в процеса на биохимично окисляване на органични вещества във вода, концентрацията на DO намалява и това намаление косвено е мярка за съдържанието на органични вещества във водата. Съответният показател за качеството на водата, който характеризира общото съдържание на органични вещества във водата, се нарича биохимична потребност от кислород (БПК).
Определянето на БПК се основава на измерване на концентрацията на РА във водна проба непосредствено след вземане на пробата, както и след инкубиране на пробата. Пробата се инкубира без достъп на въздух в кислородна колба (т.е. в същия съд, където се определя стойността на RK) за времето, необходимо за протичане на реакцията на биохимично окисление.
Тъй като скоростта на биохимичната реакция зависи от температурата, инкубацията се извършва в режим на постоянна температура (20 ± 1) ° C, а точността на анализа на БПК зависи от точността на поддържане на температурната стойност. Обикновено BOD се определя за 5 дни инкубация (BOD5) (BOD10 за 10 дни и BODtot за 20 дни също могат да бъдат определени (в този случай около 90 и 99% от органичните вещества се окисляват, съответно)), но съдържанието на някои съединения се характеризира по-информативно със стойността на БПК за 10 дни или за периода на пълно окисление (БПК10 или БПКобщо, съответно). Грешка в определянето на БПК може да бъде въведена и чрез осветяване на пробата, което засяга жизнената активност на микроорганизмите и може в някои случаи да причини фотохимично окисление. Следователно инкубацията на пробата се извършва без достъп на светлина (на тъмно място).
Стойността на БПК нараства с времето, достигайки определена максимална стойност – БПКобщо; освен това замърсители от различно естество могат да увеличат (намалят) стойността на БПК. Динамиката на биохимичната консумация на кислород по време на окисляването на органичните вещества във водата е показана на фиг. 8.

Ориз. 8. Динамика на биохимичната консумация на кислород:

а - лесно окисляеми ("биологично меки") вещества - захари, формалдехид, алкохоли, феноли и др.;
в - нормално окисляващи вещества - нафтоли, крезоли, анионни ПАВ, сулфанол и др.;
в - силно окислени ("биологично твърди") вещества - нейоногенни ПАВ, хидрохинон и др.

По този начин БПК е количеството кислород в (mg), необходимо за окисляването на органична материя в 1 литър вода при аеробни условия, без достъп на светлина, при 20 ° C, за определен период от време в резултат на биохимични процеси, протичащи в вода.
Условно се приема, че BOD5 е около 70% BODtot, но може да бъде от 10 до 90% в зависимост от окисляващото вещество.
Характеристика на биохимичното окисление на органичните вещества във водата е съпътстващият процес на нитрификация, който нарушава естеството на потреблението на кислород.

2NH4++ЗO2=2HNO2+2H2О+2Н++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
където: Q е енергията, освободена по време на реакциите.

Ориз. 9. Промяна в характера на консумацията на кислород по време на нитрификация.

Нитрификацията протича под въздействието на специални нитрифициращи бактерии - Nitrozomonas, Nitrobacter и др. Тези бактерии осигуряват окисляването на азотсъдържащи съединения, които обикновено присъстват в замърсените природни и някои отпадъчни води, и по този начин допринасят за превръщането на азота, първо от амоний до нитритни и след това до нитратни форми

Процесът на нитрификация протича и по време на инкубацията на пробата в кислородни бутилки. Количеството кислород, използвано за нитрификация, може да бъде няколко пъти по-голямо от количеството кислород, необходимо за биохимичното окисляване на органични съединения, съдържащи въглерод. Началото на нитрификацията може да бъде фиксирано като минимум върху графиката на дневните увеличения на БПК през инкубационния период. Нитрификацията започва приблизително на 7-ия ден от инкубацията (виж Фиг. 9), следователно, когато се определя БПК за 10 или повече дни, е необходимо да се въведат специални вещества в пробата - инхибитори, които потискат жизнената активност на нитрифициращите бактерии, но правят не засягат обичайната микрофлора (т.е. върху бактериите - окислители на органични съединения). Като инхибитор се използва тиокарбамид (тиокарбамид), който се инжектира в пробата или във вода за разреждане в концентрация 0,5 mg/ml.

Докато както естествените, така и битовите отпадъчни води съдържат голям брой микроорганизми, които могат да се развият поради съдържащите се във водата органични вещества, много видове промишлени отпадъчни води са стерилни или съдържат микроорганизми, които не са способни на аеробна обработка на органични вещества. Микробите обаче могат да бъдат адаптирани (адаптирани) към присъствието на различни съединения, включително токсични. Следователно при анализа на такива отпадъчни води (те обикновено се характеризират с повишено съдържание на органични вещества) обикновено се използва разреждане с вода, наситена с кислород и съдържаща добавки от адаптирани микроорганизми. При определяне на BODtot на промишлени отпадъчни води, предварителната адаптация на микрофлората е от решаващо значение за получаване на правилните резултати от анализа, т.к. съставът на такива води често включва вещества, които значително забавят процеса на биохимично окисляване и понякога имат токсичен ефект върху бактериалната микрофлора.
За изследване на различни промишлени отпадъчни води, които трудно се поддават на биохимично окисляване, използваният метод може да се използва във варианта за определяне на "общата" БПК (БПКобща).
Ако пробата е с много високо съдържание на органична материя, към нея се добавя разредена вода. За да се постигне максимална точност на анализа на БПК, анализираната проба или сместа от пробата с вода за разреждане трябва да съдържа такова количество кислород, че по време на инкубационния период да има намаление на концентрацията му с 2 mg/l или повече, а останалият кислород концентрацията след 5 дни инкубация трябва да бъде поне 3 mg/l. Ако съдържанието на RA във водата не е достатъчно, тогава водната проба се аерира предварително, за да насити въздуха с кислород. За най-правилен (точен) резултат се счита резултатът от такова определяне, при което се изразходва около 50% от първоначално наличния в пробата кислород.
В повърхностните води стойността на БПК5 варира от 0,5 до 5,0 mg/l; подложен е на сезонни и ежедневни промени, които зависят главно от температурните промени и от физиологичната и биохимичната активност на микроорганизмите. Промените в БПК5 на естествените водни тела са доста значителни, когато са замърсени с отпадъчни води.

Стандарт за BODtot. не трябва да превишава: за водоеми за битово-битова употреба - 3 mg/l за водоеми за битово-битова употреба - 6 mg/l. Съответно е възможно да се изчислят максимално допустимите стойности на БПК5 за същите водни тела, които са приблизително 2 mg/l и 4 mg/l.

11. Биогенни елементи

Биогенните елементи (биогени) традиционно се считат за елементи, които влизат в значителни количества в състава на живите организми. Обхватът на елементите, класифицирани като биогенни, е доста широк, това са азот, фосфор, сяра, желязо, калций, магнезий, калий и др.
Въпросите за контрола на качеството на водата и екологичната оценка на водните обекти въведоха по-широк смисъл в концепцията за биогенни елементи: те включват съединения (по-точно водни компоненти), които, първо, са отпадъчни продукти от различни организми, и второ, са „строителен материал” за живите организми. На първо място, те включват азотни съединения (нитрати, нитрити, органични и неорганични амониеви съединения), както и фосфор (ортофосфати, полифосфати, органични естери на фосфорната киселина и др.). Серните съединения представляват интерес за нас в това отношение в по-малка степен, тъй като разглеждахме сулфатите като компонент на минералния състав на водата, а сулфидите и хидросулфитите, ако присъстват в естествените води, тогава в много малки концентрации, и може да се открие по миризмата.

11.1. Нитрати
Нитратите са соли на азотната киселина и обикновено се срещат във водата.. Нитратният анион съдържа азотен атом в максимално ниво на окисление "+5". Нитратообразуващите (нитратфиксиращи) бактерии превръщат нитритите в нитрати при аеробни условия. Под въздействието на слънчевата радиация атмосферният азот (N2) също се превръща предимно в нитрати чрез образуване на азотни оксиди. Много минерални торове съдържат нитрати, които, ако се прилагат прекомерно или неподходящо в почвата, водят до замърсяване на водата. Източници на нитратно замърсяване са и повърхностните оттоци от пасища, животновъдни дворове, млечни ферми и др.
Повишеното съдържание на нитрати във водата може да служи като индикатор за замърсяване на резервоара в резултат на разпространение на фекално или химическо замърсяване (селскостопанско, промишлено). Каналите, богати на нитратна вода, влошават качеството на водата в резервоара, стимулират масовото развитие на водна растителност (предимно синьо-зелени водорасли) и ускоряват еутрофикацията на резервоарите. Питейната вода и храни, съдържащи големи количества нитрати, също могат да причинят заболяване, особено при кърмачета (т.нар. метхемоглобинемия). В резултат на това нарушение се влошава транспортирането на кислород с кръвните клетки и възниква синдромът на "синьото бебе" (хипоксия). В същото време растенията не са толкова чувствителни към увеличаване на съдържанието на азот във водата, колкото фосфора.

11.2. Фосфати и общ фосфор
В природните и отпадъчните води може да присъства фосфор различни видове. В разтворено състояние (понякога казват - в течната фаза на анализираната вода) може да бъде под формата на ортофосфорна киселина (H3P04) и нейните аниони (H2P04-, HP042-, P043-), под формата на мета- , пиро- и полифосфати (тези вещества се използват за предотвратяване на образуването на котлен камък, те също са част от перилни препарати). В допълнение, има различни органофосфорни съединения - нуклеинови киселини, нуклеопротеини, фосфолипиди и др., Които също могат да присъстват във водата, като продукти от жизнената дейност или разлагането на организмите. Органофосфорните съединения включват и някои пестициди.
Фосфорът може да се съдържа и в неразтворено състояние (в твърдата фаза на водата), представен под формата на слабо разтворими фосфати, суспендирани във вода, включително естествени минерали, протеини, органични фосфорсъдържащи съединения, останки от мъртви организми и др. Фосфор в твърда фаза в естествени водни обекти обикновено се намира в дънните седименти, но може да се появи и в големи количества в отпадъчни и замърсени природни води.
Фосфорът е основен елемент за живота, но неговият излишък води до ускорена еутрофикация на водните тела. Големи количества фосфор могат да попаднат във водоемите в резултат на природни и антропогенни процеси – повърхностна ерозия на почвата, неправилно или прекомерно използване на минерални торове и др.
ПДК на полифосфати (триполифосфат и хексаметафосфат) във водите на водоемите е 3,5 mg/l по отношение на ортофосфатен анион PO43-, ограничаващият показател за вредност е органолептичен.

11.3. Амоний

Амониеви съединения съдържат азотен атом в минимална степен на окисление "-3".
Амониеви катиони са продукт на микробиологично разлагане на протеини от животински и растителен произход.Образуваният по този начин амоний отново се включва в процеса на синтез на протеини, като по този начин участва в биологичния цикъл на веществата (азотния цикъл). Поради тази причина амоният и неговите съединения в малки концентрации обикновено присъстват в естествените води.
Има два основни източника на замърсяване на околната среда с амониеви съединения. Амониеви съединения в големи количества влизат в състава на минерални и органични торове, чиято прекомерна и неправилна употреба води до съответното замърсяване на водните тела. В допълнение, амониеви съединения присъстват в значителни количества в канализацията (фекалиите). Примесите, които не са изхвърлени правилно, могат да проникнат в подземните води или да бъдат отмити от повърхностния отток във водните тела. Отпадъчните води от пасища и места за събиране на добитък, отпадъчни води от животновъдни комплекси, както и битови и битови фекални отпадъчни води винаги съдържат големи количества амониеви съединения. Опасно замърсяване на подпочвените води с битови фекални и битови отпадъчни води възниква при разхерметизиране на канализационната система. Поради тези причини повишените нива на амониев азот в повърхностните води обикновено са признак за битово фекално замърсяване.
ПДК за амоняк и амониеви йони във водата на водоемите е 2,6 mg/l (или 2,0 mg/l за амониев азот). Лимитиращият показател за вредност е общосанитарен.

11.4. Нитрити

Нитритите са соли на азотиста киселина.
Нитритните аниони са междинни продукти на биологичното разлагане на азотсъдържащи органични съединения.и съдържат азотни атоми в междинно състояние на окисление "+3". Нитрифициращите бактерии превръщат амониеви съединения в нитрити при аеробни условия. Някои видове бактерии също могат да редуцират нитратите до нитрити в хода на тяхната жизнена дейност, но това се случва вече в анаеробни условия. Нитритите често се използват в промишлеността като инхибитори на корозията и в хранително-вкусовата промишленост като консерванти.
Поради способността си да се превръщат в нитрати, нитритите обикновено отсъстват от повърхностните води. Следователно наличието на повишено съдържание на нитрити в анализираната вода показва замърсяване на водата, а като се вземат предвид частично трансформираните азотни съединения от една форма в друга.
ПДК на нитрити (по N02-) във водите на водоемите е 3,3 mg/l (или 1 mg/l нитритен азот), граничният показател за вредност е санитарно-токсикологичен.

12. Флуор (флуориди)

Флуорът под формата на флуориди може да се съдържа в природни и подпочвени води, което се дължи на присъствието му в състава на някои почвообразуващи (основни) скали и минерали. Този елемент може да се добавя към питейната вода за предотвратяване на кариес. Прекомерните количества флуорид обаче имат вредно въздействие върху хората, причинявайки разрушаване на зъбния емайл. В допълнение, излишъкът от флуор в организма води до утаяване на калция, което води до нарушения в метаболизма на калция и фосфора. Поради тези причини определянето на флуорид в питейната вода, както и в подпочвените води (напр. вода от кладенци и артезиански кладенци) и водата от питейни водоеми е много важно.
ПДК за флуор в питейната вода за различни климатични региони варира от 0,7 до 1,5 mg/l, граничният показател за вредност е санитарно-токсичен.

13. Метали

13.1. Общо желязо

Желязото е един от най-често срещаните елементи в природата. Съдържанието му в земната кора е около 4,7% от теглото, така че желязото, по отношение на разпространението му в природата, обикновено се нарича макроелемент.
Известни са над 300 минерала, съдържащи железни съединения. Сред тях са магнитна желязна руда α-FeO(OH), кафява желязна руда Fe3O4x H2O, хематит (червена желязна руда), хемит (кафява желязна руда), хидрогетит, сидерит FeCO3, магнитни пирити FeSx, (x = 1-1.4), фероманганови конкреции и др.. Желязото също е жизненоважен микроелемент за живите организми и растения; елемент, необходим за живота в малки количества.
В ниски концентрации желязото винаги се намира в почти всички природни води (до 1 mg/l с ПДК за количество желязо 0,3 mg/l) и особено в отпадъчните води. Желязото може да попадне в последния от отпадъчни води (отпадъчни води) от цехове за ецване и галванопластика, зони за подготовка на метални повърхности, отпадъчни води от боядисване на тъкани и др.
Желязото образува 2 вида разтворими соли, образувайки Fe2+ и Fe3+ катиони, но желязото може да се намери в разтвор в много други форми, по-специално:
1) под формата на истински разтвори (аквакомплекси) 2+, съдържащи желязо (II). Във въздуха желязото (II) бързо се окислява до желязо (III), чиито разтвори имат кафяв цвят поради бързото образуване на хидроксо съединения (самите разтвори на Fe2+ и Fe3+ са практически безцветни);
2) под формата на колоидни разтвори, дължащи се на пептизация (разлагане на агрегирани частици) на железен хидроксид под въздействието на органични съединения;
3) под формата на комплексни съединения с органични и неорганични лиганди. Те включват карбонили, аренови комплекси (с петролни продукти и други въглеводороди), 4-хексацианоферати и др.
В неразтворима форма желязото може да присъства под формата на различни твърди минерални частици с различен състав, суспендирани във вода.
При рН>3,5 желязото (III) съществува във воден разтвор само под формата на комплекс, който постепенно се превръща в хидроксид. При pH>8, желязото (II) също съществува под формата на воден комплекс, подложен на окисление през етапа на образуване на желязо (III):

Fe (II) > Fe (III) > FeO (OH) x H2O

По този начин, тъй като съединенията на желязото във водата могат да съществуват в различни форми, както в разтвор, така и в суспендирани частици, точни резултати могат да бъдат получени само чрез определяне на общото желязо във всичките му форми, така нареченото "общо желязо".
Отделното определяне на желязо (II) и (III), техните неразтворими и разтворими форми, дава по-малко надеждни резултати по отношение на замърсяването на водата с железни съединения, въпреки че понякога става необходимо да се определи желязото в отделните му форми.
Прехвърлянето на желязото в разтворима форма, подходяща за анализ, се извършва чрез добавяне на определено количество силна киселина (азотна, солна, сярна) към пробата до pH 1-2.
Диапазонът на определяните концентрации на желязо във вода е от 0,1 до 1,5 mg/l. Определянето е възможно и при концентрация на желязо над 1,5 mg/l след подходящо разреждане на пробата с чиста вода.

ПДК на общото желязо във водата на водоемите е 0,3 mg/l, граничният показател за вредност- органолептични.

13.2. Количество тежки метали
Говорейки за повишена концентрация на метали във водата, като правило, те предполагат замърсяването й с тежки метали (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg и др.). Тежките метали, попадащи във вода, могат да съществуват под формата на разтворими токсични соли и сложни съединения (понякога много стабилни), колоидни частици, утаяване (свободни метали, оксиди, хидроксиди и др.). Основните източници на замърсяване на водите с тежки метали са галваничното производство, минното дело, черната и цветна металургия, машиностроителните предприятия и др. Тежките метали в резервоара причиняват редица негативни последици: попадане в хранителната верига и нарушаване на елементарния състав на биологични тъкани, те по този начин имат пряко или косвено токсично въздействие върху водните организми. Тежките метали навлизат в човешкото тяло чрез хранителни вериги.
Тежки метали по природа биологично въздействиемогат да бъдат разделени на токсиканти и микроелементи, които имат коренно различен характер на въздействие върху живите организми. Естеството на зависимостта на ефекта, упражняван от даден елемент върху организмите, в зависимост от концентрацията му във водата (и следователно, като правило, в тъканите на тялото), е показано на фиг. 10.

Както се вижда от фиг. 10, токсичните вещества имат отрицателен ефект върху организмите при всякаква концентрация, докато микроелементите имат област на дефицит, която причинява отрицателен ефект (по-малко от Ci), и област на концентрации, необходими за живота, когато са превишени, отрицателна ефектът се появява отново (повече от C2). Типични токсиканти са кадмий, олово, живак; микроелементи - манган, мед, кобалт.
По-долу предоставяме кратка информация за физиологичните (включително токсични) на някои метали, обикновено класифицирани като тежки.

Мед. Медта е микроелемент, намиращ се в човешкия организъм предимно под формата на сложни органични съединения и играе важна роля в процесите на хемопоезата. При вредното въздействие на излишната мед решаваща роляиграе реакцията на Cu2+ катиони с SH-групи на ензими. Промените в съдържанието на мед в серума и кожата причиняват явления на кожна депигментация (витилиго). Отравянето с медни съединения може да доведе до нарушения на нервната система, нарушена функция на черния дроб и бъбреците и др. ПДК на мед във водата на водоемите за питейни и културни цели е 1,0 mg/l, граничният показател за вредност е органолептичен.

Цинк.Цинкът е микроелемент и влиза в състава на някои ензими. Намира се в кръвта (0,5-0,6), меките тъкани (0,7-5,4), костите (10-18), косата (16-22 mg%), (мерна единица за ниски концентрации, 1 mg %=10- 3) т.е. главно в костите и косата. Той се намира в тялото в динамично равновесие, което се измества при условия на високи концентрации в околната среда. Отрицателното въздействие на цинковите съединения може да се изрази в отслабване на организма, повишена заболеваемост, астматични явления и др. ПДК на цинк във водата на водоемите е 1,0 mg/l, граничният показател за вредност е общосанитарен.

Кадмий. Кадмиевите съединения са силно токсични. Те действат върху много системи на тялото - дихателните органи и стомашно-чревния тракт, централната и периферната нервна система. Механизмът на действие на кадмиевите съединения е инхибиране на активността на редица ензими, нарушаване на фосфорно-калциевия метаболизъм, метаболитни нарушения на микроелементите (Zn, Cu, Pe, Mn, Se). ПДК на кадмий във водите на водоемите е 0,001 mg/l, граничният показател за вредност е санитарно-токсикологичен.

живак . Живакът принадлежи към ултрамикроелементите и постоянно присъства в тялото, действайки с храната. Неорганичните живачни съединения (на първо място, Hg катиони реагират с SH-групи на протеини ("тиолови отрови"), както и с карбоксилни и аминови групи на тъканни протеини, образувайки силни комплексни съединения - металопротеини. В резултат на това дълбоки дисфункции на централната нервна система, особено нейните по-високи отдели.От органичните съединения на живака най-важен е метилживакът, който е силно разтворим в липидните тъкани и бързо прониква в жизненоважни органи, включително мозъка.В резултат на това настъпват промени в автономна нервна система, периферни нервни образувания, сърце, кръвоносни съдове, кръвотворни органи, черен дроб и др., нарушения в имунобиологичното състояние на организма Живачните съединения имат и ембриотоксичен ефект (водят до увреждане на плода при бременни). и токсикологични.

Водя. Оловните съединения са отрови, които засягат всички живи същества, но причиняват промени особено в нервната система, кръвта и кръвоносните съдове. Потиска много ензимни процеси. Децата са по-податливи на излагане на олово от възрастните. Имат ембриотоксично и тератогенно действие, водят до енцефалопатия и увреждане на черния дроб, потискат имунитета. Органичните оловни съединения (тетраметилолово, тетраетилолово) са силни нервни отрови, летливи течности. Те са активни инхибитори на метаболитните процеси. Всички оловни съединения се характеризират с кумулативен ефект. ПДК на олово във водата на резервоарите е 0,03 mg / l, ограничаващият показател е санитарно-токсикологичен.
Приблизителната максимално допустима стойност на количеството метали във водата е 0,001 mmol/l (GOST 24902). Стойностите на MPC за водата на резервоарите за отделни метали са дадени по-рано, когато се описва тяхното физиологично въздействие.

14. Активен хлор

Хлорът може да съществува във водата не само в състава на хлориди, но и в състава на други съединения със силни окислителни свойства. Такива хлорни съединения включват свободен хлор (CL2), хапохлоритен анион (СlO-), хипохлориста киселина (НClO), хлорамини (вещества, които при разтваряне във вода образуват монохлорамин NH2Cl, дихлорамин NHCl2, трихлорамин NCl3). Общото съдържание на тези съединения се нарича терминът "активен хлор".
Веществата, съдържащи активен хлор, се разделят на две групи: силни окислители - хлор, хипохлорити и хипохлориста киселина - съдържат така наречения "свободен активен хлор", и относително по-малко слаби окислители - хлорамини - "свързан активен хлор". Поради силните си окислителни свойства активните хлорни съединения се използват за дезинфекция (дезинфекция) на питейна вода и вода в басейни, както и за химическо третиране на някои отпадъчни води. В допълнение, някои съединения, съдържащи активен хлор (например белина), се използват широко за премахване на огнищата на разпространение на инфекциозно замърсяване.
Най-широко използваният за дезинфекция на питейна вода е свободният хлор, който при разтваряне във вода диспропорционира според реакцията:

Сl2+Н2О=Н++Сl-+HOСl

В естествената вода не се допуска съдържание на активен хлор; в питейната вода съдържанието му се определя по отношение на хлора на ниво 0,3-0,5 mg / l в свободна форма и на ниво 0,8-1,2 mg / l в свързана форма (В този случай обхватът на концентрация на активен хлор е дадена, тъй като при по-ниски концентрации е възможна неблагоприятна ситуация по отношение на микробиологичните показатели, а при по-високи концентрации директно върху активния хлор.). Активният хлор в посочените концентрации присъства в питейната вода за кратко време (не повече от няколко десетки минути) и се отстранява напълно дори при краткотрайно кипене на водата. Поради тази причина анализът на избраната проба за съдържание на активен хлор трябва да се извърши незабавно.
Интересът към контрола на хлора във водата, особено в питейната вода, се увеличи след осъзнаването, че хлорирането на водата води до образуването на значителни количества хлорирани въглеводороди, които са вредни за общественото здраве. Особено опасно е хлорирането на питейна вода, замърсена с фенол. ПДК за феноли в питейната вода при липса на хлориране на питейна вода е 0,1 mg/l, а при условия на хлориране (в този случай се образуват много по-токсични и остри характерни миризми хлорфеноли) - 0,001 mg/l. Подобни химични реакции могат да протичат с участието на органични съединения от естествен или техногенен произход, водещи до различни токсични хлорорганични съединения - ксенобиотици.
Ограничаващият показател за вредност за активния хлор е общосанитарен.

15. Интегрална и комплексна оценка на качеството на водите

Всеки от показателите за качеството на водата поотделно, въпреки че носи информация за качеството на водата, все още не може да служи като мярка за качеството на водата, т.к. не позволява да се преценят стойностите на други показатели, въпреки че понякога това се случва косвено, свързано е с някои от тях. Например, повишената стойност на БПК5 в сравнение с нормата косвено показва повишено съдържание на лесно окисляеми органични вещества във водата, повишената стойност на електропроводимостта показва повишено съдържание на сол и т.н. В същото време резултатът от оценката на качеството на водата трябва да има някакви интегрални показатели, които да покриват основните показатели за качеството на водата (или тези, за които са регистрирани проблеми).
В най-простия случай, ако има резултати за няколко оценени показателя, може да се изчисли сумата от намалените концентрации на компонентите, т.е. съотношението на действителните им концентрации към ПДК (правило за сумиране). Критерият за качество на водата при използване на правилото за сумиране е изпълнението на неравенството:

Трябва да се отбележи, че сумата от дадените концентрации съгласно GOST 2874 може да се изчисли само за химикали със същия ограничителен показател за опасност - органолептичен и санитарно-токсикологичен.
При наличие на резултати от анализи по достатъчен брой показатели е възможно да се определят класове за качество на водата, които са неразделна характеристика на замърсяването на повърхностните води. Класовете на качество се определят от индекса на замърсяване на водата (WPI), който се изчислява като сума от действителните стойности на 6 основни показателя за качество на водата, намалени до MPC по формулата:

Стойността на WPI се изчислява за всяка точка за вземане на проби (место). По-нататък на масата. 14, в зависимост от стойността на WPI, определя класа на качеството на водата.

Характеристики на интегралната оценка на качеството на водата

При изчисляване на WPI, 6-те основни, така наречените "ограничени" показатели, задължително включват концентрацията на разтворен кислород и стойността на BOD5, както и стойностите на още 4 показателя, които са най-неблагоприятни за дадена резервоар (вода) или които имат най-висока намалена концентрация (съотношение Ci/MACi). Такива показатели, според опита от хидрохимичния мониторинг на водните тела, често са следните: съдържанието на нитрати, нитрити, амониев азот (под формата на органични и неорганични амониеви съединения), тежки метали - мед, манган, кадмий и др. ., феноли, пестициди, петролни продукти, синтетични повърхностноактивни вещества ( Повърхностно активни вещества - синтетични повърхностноактивни вещества. Има нейонни, както и катионни и анионни повърхностноактивни вещества.), Лигносулфонати. За изчисляване на WPI се избират показатели независимо от ограничаващия знак за вредност, но ако дадените концентрации са равни, предпочитание се дава на вещества, които имат санитарен и токсикологичен знак за вредност (като правило, такива вещества имат относително по-голяма вредност).

Очевидно не всички от изброените показатели за качеството на водата могат да се определят с полеви методи. Задачите на комплексната оценка се усложняват допълнително от факта, че за получаване на данни при изчисляване на WPI е необходимо да се анализира широк набор от показатели, като се избират тези, за които се наблюдават най-високи намалени концентрации. Ако е невъзможно да се проведе хидрохимично изследване на резервоар за всички показатели, които представляват интерес, препоръчително е да се определи кои компоненти могат да бъдат замърсители. Това се прави въз основа на анализ на наличните резултати от хидрохимични изследвания от минали години, както и на информация и предположения за вероятните източници на замърсяване на водата. При невъзможност за извършване на анализи за този компонент чрез полеви методи (ПАВ, пестициди, нефтопродукти и др.) следва да се вземат проби и да се съхраняват при спазване на необходимите условия (виж Глава 5), след което пробите да се доставят. в лабораторията за анализ в необходимото време.

По този начин задачите на интегралната оценка на качеството на водите практически съвпадат със задачите на хидрохимичния мониторинг, тъй като за окончателното заключение за класа на качеството на водата са необходими резултатите от анализи по редица показатели за дълъг период от време.

Интересен подход за оценка на качеството на водата, разработен в САЩ. Националната санитарна фондация на тази страна през 1970 г. разработи стандартен обобщен индикатор за качеството на водата (CQI), който стана широко разпространен в Америка и някои други страни. При разработването на PCV използвахме експертни мнениявъз основа на богат опит в оценката на качеството на водата, когато се използва за битово и промишлено водопотребление, отдих на вода (плуване и водни забавления, риболов), защита на водни животни и риби, селскостопанска употреба (поливане, напояване) , търговска употреба (навигация, хидроенергия, топлоенергия) и др. PQV е безразмерна стойност, която може да приема стойности от 0 до 100. В зависимост от стойността на PQV са възможни следните оценки на качеството на водата: 100-90 - отлично; 90-70 - добре; 70-50 - посредствено; 50-25 - лошо; 25-0 е много лошо. Установено е, че минималната стойност на PCV, при която се изпълняват повечето държавни стандарти за качество на водата, е 50–58. Въпреки това водата във водоема може да има стойност на PCV по-голяма от зададената и в същото време да не отговаря на стандартите по отделни показатели.

PCV се изчислява въз основа на резултатите от определянето на 9-те най-важни характеристики на водата - частни показатели, като всеки от тях има свой коефициент на тежест, характеризиращ приоритета на този показател при оценката на качеството на водата. Конкретните показатели за качеството на водата, използвани при изчисляването на PCV, и техните тегловни коефициенти са дадени в табл. 15.

Теглови коефициенти на показатели при изчисляване на PCV по данни на Националната санитарна фондация на САЩ

Както следва от табл. 15 данни, най-значимите показатели са разтвореният кислород и броят на Escherichia coli, което е съвсем разбираемо, ако си припомним най-важната екологична роля на разтворения във водата кислород и опасността за хората от контакта със замърсена с изпражнения вода.

Освен тегловни коефициенти, които имат постоянна стойност, за всеки отделен показател са разработени тегловни криви, характеризиращи нивото на качеството на водата (Q) за всеки показател в зависимост от действителната му стойност, определена при анализа. Графиките на кривите на теглото са показани на фиг. 11. Имайки резултатите от анализите по определени показатели, тегловните криви определят числените стойности на оценката за всеки от тях. Последните се умножават по съответния коефициент на тежест и получават оценка за качество за всеки от показателите. Като се сумират оценките по всички определени показатели, се получава стойността на обобщената PCV.

Обобщената PCV до голяма степен елиминира недостатъците на интегралната оценка на качеството на водата с изчисляването на WPI, тъй като съдържа група специфични приоритетни индикатори, които включват индикатор за микробно замърсяване.
При оценката на качеството на водите, освен интегралната оценка, която води до определяне на класа на качеството на водата, както и хидробиологичната оценка чрез биоиндикационните методи, в резултат на които се установява класът на чистота, понякога има и т.н. наречена интегрирана оценка, която се основава на методи за биотестиране.

Последните също се отнасят до хидробиологични методи, но се различават по това, че позволяват да се определи реакцията на водната флора и фауна към замърсяване с помощта на различни тестови организми, както протозои (ресничести, дафния), така и висши риби (гупи). Такава реакция понякога се счита за най-показателната, особено по отношение на оценката на качеството на замърсените води (естествени и отпадъчни) и дори позволява количествено определяне на концентрациите на отделните съединения.

Безопасността на питейната вода химичен съставопределя се от съответствието му със следните стандарти:

Списък на вредните вещества, които могат да се съдържат в питейната вода, техните източници и естеството на въздействието върху човешкото тяло.

Вземане на проби от вода и консервация

Вземане на проби - операция, от чието правилно изпълнение до голяма степен зависи точността на получените резултати. Вземането на проби по време на полеви анализи трябва да се планира, като се очертаят точките и дълбочините на вземане на проби, списъкът на показателите, които трябва да се определят, количеството вода, взето за анализ, съвместимостта на методите за запазване на пробите за последващия им анализ. Най-често на водоема се вземат т. нар. еднократни проби. Въпреки това, когато се изследва водоем, може да се наложи да се вземат поредица от периодични и регулярни проби - от повърхностни, дълбоки, дънни слоеве на водата и др. Могат да се вземат проби и от подземни източници, водопроводи и др. Осреднените данни за състава на водите дават смесени проби.
Нормативните документи (GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2 и др.) определят основните правила и препоръки, които трябва да се използват за получаване на представителни10 проби. Различните видове резервоари (водоизточници) причиняват някои характеристики на вземането на проби във всеки отделен случай. Нека разгледаме основните.
Проби от реки и потоциса избрани, за да се определи качеството на водата в речния басейн, пригодността на водата за хранителна употреба, напояване, за поене на добитък, рибовъдство, къпане и водни спортове, както и за идентифициране на източници на замърсяване.
За да се определи влиянието на мястото на заустване на отпадъчните води и приточната вода, се вземат проби нагоре по течението и в точката, където водата е напълно смесена. Трябва да се има предвид, че замърсяването може да бъде неравномерно разпределено по течението на реката, поради което пробите обикновено се вземат в местата на най-бурния поток, където потоците се смесват добре. Пробовземателите се поставят надолу по течението на потока на желаната дълбочина.
Проби от естествени и изкуствени езера (езера) се вземат за същите цели като водните проби от реките. Въпреки това, предвид дългото съществуване на езерата, мониторингът на качеството на водата за дълъг период от време (няколко години), включително на места, предназначени за човешка употреба, както и установяването на последиците от антропогенното замърсяване на водата (мониторинг на нейния състав и свойства) идва на преден план. Вземането на проби от езерата трябва да бъде внимателно планирано, за да се предостави информация, към която може да се приложи статистическа оценка. Бавно течащите резервоари имат значителна разнородност на водата в хоризонтална посока. Качеството на водата в езерата често варира значително в дълбочина поради термична стратификация, която се причинява от фотосинтеза в повърхностната зона, нагряване на водата, ефект на дънни седименти и др. В големите дълбоки резервоари може да се появи и вътрешна циркулация.
Трябва да се отбележи, че качеството на водата във водоемите (езера и реки) е циклично, като се наблюдава дневна и сезонна цикличност. Поради тази причина ежедневните проби трябва да се вземат по едно и също време на деня (напр. 12 часа на обяд) и продължителността на сезонните изследвания трябва да бъде най-малко 1 година, включително изследвания на серии от проби, взети през всеки сезон. Това е особено важно за определяне качеството на водата в реки с рязко различни режими - маловодие и пълноводие.
Проби от мокри валежи (дъжд и сняг)са изключително чувствителни към замърсяване, което може да възникне в пробата при използване на недостатъчно чисти съдове, навлизане на чужди (неатмосферни) частици и т.н. Смята се, че проби от мокри седименти не трябва да се вземат в близост до източници на значително атмосферно замърсяване - напр. котелни или топлоелектрически централи, открити складове за материали и торове, транспортни възли и др. В такива случаи седиментната проба ще бъде значително повлияна от посочените локални източници на антропогенно замърсяване.
Пробите от валежите се събират в специални контейнери, направени от неутрални материали. Дъждовната вода се събира с помощта на фуния (минимум 20 cm в диаметър) в мерителен цилиндър (или директно в кофа) и се съхранява там до анализ.
Вземането на проби от сняг обикновено се извършва чрез изрязване на проби на цялата дълбочина (до земята), като е препоръчително това да се направи в края на периода на обилни снеговалежи (в началото на март). Обемът сняг, превърнат във вода, може също да се изчисли с помощта на формулата по-горе, където D е диаметърът на ядрото.
Проби от подземни водиса избрани, за да определят пригодността на подземните води като източник на питейна вода за технически или селскостопански цели, да определят въздействието върху качеството на подземните води на потенциално опасни икономически съоръжения, като същевременно наблюдават замърсителите на подземните води.
Подземните води се изследват чрез вземане на проби от артезиански кладенци, кладенци и извори. Трябва да се има предвид, че качеството на водата в различните водоносни хоризонти може да варира значително, поради което при вземане на проби от подземни води е необходимо да се оцени с наличните методи дълбочината на хоризонта, от който е взета пробата, възможните градиенти на подземните потоци, информация за състава на подземните скали, през които минава хоризонтът. Тъй като в точката на вземане на проби може да се създаде концентрация на различни примеси, различна от целия водоносен хоризонт, е необходимо да се изпомпва от кладенеца (или от извора, като се направи вдлъбнатина в него) вода в количество, достатъчно за обновяване на водата в кладенец, водопровод, ниша и др.
Водни проби от водопроводни мрежисе избират с цел определяне на общото ниво на качеството на чешмяната вода, търсене на причините за замърсяване на разпределителната система, контрол на степента на възможно замърсяване на питейната вода с продукти на корозия и др.
За получаване на представителни проби при пробовземане на водата от водопроводните мрежи се спазват следните правила;
- пробовземането се извършва след източване на водата за 10-15 минути - времето обикновено достатъчно за обновяване на водата с натрупаните замърсители;
- за вземане на проби не използвайте крайните участъци на водоснабдителните мрежи, както и участъци с тръби с малък диаметър (по-малко от 1,2 cm);
- за избор, когато е възможно, се използват зони с турбулентен поток - кранове в близост до клапани, завои;
— При вземане на проби водата трябва бавно да тече в съда за вземане на проби, докато прелее.
Вземането на проби за определяне на състава на водата (но не и качеството!) Извършва се и при изследване на отпадъчни води, вода и пара от котелни инсталации и др. Такава работа, като правило, има технологични цели, изисква специално обучение и спазване на допълнителни правила за безопасност от персонала. Полевите методи могат да бъдат доста (и често много ефективни) използвани от специалисти в тези случаи, но поради посочените причини няма да ги препоръчваме за работа. образователни институции, обществеността и обществеността и описват подходящи техники за вземане на проби.
По време на вземането на проби трябва да се обърне внимание (и да се запише в протокола) придружаващите хидроложки и климатични условия, като валежи и тяхното изобилие, наводнения, маловодие и застой на водоем и др.
Водни проби за анализ могат да се вземат както непосредствено преди анализа, така и предварително. За вземане на проби експертите използват стандартни бутилки или бутилки с вместимост минимум 1 литър, които се отварят и пълнят на необходимата дълбочина. Поради факта, че 30-50 ml вода обикновено са достатъчни за полеви анализи за всеки един показател (с изключение на разтворен кислород и БПК), вземането на проби непосредствено преди анализа може да се направи в колба от 250-500 ml (напр. от лабораторния комплект, измервателния комплект и др.).
Ясно е, че съдът за вземане на проби трябва да е чист. Чистотата на съдовете се осигурява чрез предварително измиване с гореща сапунена вода ( прахове за пранеи не използвайте смес от хром!), многократно изплакване с чиста топла вода. В бъдеще е желателно да се използват едни и същи стъклени съдове за вземане на проби. Съдовете, предназначени за вземане на проби, се измиват старателно предварително, изплакват се най-малко три пъти с вода за проби и се затварят със стъклени или пластмасови запушалки, изварени в дестилирана вода. Между запушалката и взетата проба в съда се оставя въздух с обем 5-10 ml. Проба се взема в обща чиния за анализ само от онези компоненти, които имат еднакви условия на съхранение и съхранение.
Вземането на проби, които не са предназначени за незабавен анализ (т.е. взети предварително), се извършва в херметически затворен стъклен или пластмасов (за предпочитане флуоропластичен) контейнер с капацитет най-малко 1 литър.
За да получите надеждни резултати, анализът на водата трябва да се извърши възможно най-скоро. Във водата протичат процесите на окисление-редукция, сорбция, утаяване, биохимични процеси, причинени от жизнената дейност на микроорганизмите и др.В резултат на това някои компоненти могат да бъдат окислени или редуцирани: нитрати - до нитрити или амониеви йони, сулфати - към сулфити; кислородът може да се изразходва за окисляване на органични вещества и др. Съответно могат да се променят и органолептичните свойства на водата - мирис, вкус, цвят, мътност. Биохимичните процеси могат да се забавят чрез охлаждане на водата до температура 4-5 ° C (в хладилник).
Въпреки това, дори и да познавате теренните методи за анализ, не винаги е възможно да извършите анализа веднага след вземането на пробата. В зависимост от очакваното време за съхранение на събраните проби може да е необходимо те да бъдат запазени. Няма универсален консервант, затова пробите за анализ се вземат в няколко бутилки. Във всяка от тях водата се запазва чрез добавяне на съответните химикали в зависимост от определяните компоненти.
В табл. Дадени са методите на консервация, както и особеностите на пробовземането и съхранението на пробите. При анализиране на водата за определени показатели (например разтворен кислород, феноли, нефтопродукти) се налагат специални изисквания за вземане на проби. Така че при определяне на разтворен кислород и сероводород е важно да се изключи контактът на пробата с атмосферния въздух, така че бутилките трябва да се пълнят със сифон - гумена тръба, спусната до дъното на бутилката, като се гарантира, че водата прелива, когато бутилката е препълнена. Подробности за специфичните условия на вземане на проби (ако има такива) са дадени в описанието на съответните анализи.

Методи за съхранение, особености на вземане на проби и съхранение на проби

Трябва да се има предвид, че нито консервацията, нито фиксацията гарантират постоянството на състава на водата за неопределено време. Те държат съответния компонент във водата само за определено време, което позволява да се доставят проби до мястото на анализ, например в полеви лагер, а при необходимост и в специализирана лаборатория. Протоколите за вземане на проби и анализ трябва да посочват датите на вземане на проби и анализ.

Съставът на отпадъчните води и техните свойства се оценяват според резултатите от санитарно-химичен анализ, който наред със стандартните химични тестове включва редица физични, физико-химични и санитарно-бактериологични определения.

Сложността на състава на отпадъчните води и невъзможността за определяне на всеки от замърсителите води до необходимостта от избор на показатели, които да характеризират определени свойства на водата, без да се идентифицират отделни вещества.

Пълният санитарно-химичен анализ включва определяне на следните показатели: температура, цвят, мирис, прозрачност, рН стойност, сух остатък, твърд остатък и загуба при запалване (ppp), суспендирани вещества, утаяване на твърди вещества по обем и маса, перманганатна окисляемост , химическа потребност от кислород (COD), биохимична потребност от кислород (BOD), азот (общ, амониев, нитрит, нитрат), фосфати, хлориди, сулфати, тежки металии други токсични елементи, повърхностно активни вещества (ПАВ), петролни продукти, разтворен кислород, микробно число, бактерии от групата на Ешерихия коли (ЕКГ), яйца на хелминти. Броят на задължителните тестове за пълен санитарно-химичен анализ в градските пречиствателни станции може да включва определянето на специфични примеси, влизащи в дренажната мрежа на населените места от промишлени предприятия.

температура -един от важните технологични показатели. Функция на температурата е вискозитетът на течността и следователно силата на съпротивление срещу утаяващите се частици. Температурата е от първостепенно значение за процесите на биологично пречистване, тъй като от нея зависи скоростта на биохимичните реакции и разтворимостта на кислорода във вода.

оцветяване -един от органолептичните показатели за качеството на отпадъчните води. Битовите и фекалните води обикновено са слабо оцветени и имат жълтеникаво-кафеникави или сиви оттенъци. Наличието на интензивно оцветяване в различни нюанси е доказателство за наличието на промишлени отпадъчни води. За оцветени отпадъчни води интензитетът на цвета се определя чрез разреждане до безцветно, например 1:400; 1:250 и т.н.

Миризма -органолептичен показател, който характеризира наличието на миришещи летливи вещества във водата. Обикновено миризмата се определя качествено при температура на пробата от 20 °C и се описва като фекална, гнилост, керосин, фенол и др. Ако миризмата не е ясно изразена, определянето се повтаря чрез нагряване на пробата до 65 °C. Понякога е необходимо да се знае праговото число - най-малкото разреждане, при което миризмата изчезва.

Концентрация на водородни йониизразено като pH. Този показател е изключително важен за биохимичните процеси, чиято скорост може значително да намалее при рязка промяна в реакцията на околната среда. Установено е, че отпадъчните води, подавани в съоръжения за биологично третиране, трябва да имат стойност на pH в диапазона 6,5-8,5. Промишлените отпадъчни води (киселинни или алкални) трябва да бъдат неутрализирани преди да бъдат заустени в канализационната мрежа, за да се предотврати тяхното разрушаване. Общинските отпадъчни води обикновено са леко алкални (рН = 7,2-7,8).

Прозрачностхарактеризира общото замърсяване на отпадъчните води с неразтворени и колоидни примеси, без да се идентифицира вида на замърсяването. Прозрачността на градските отпадъчни води обикновено е 1-3 cm, а след пречистване се увеличава до 15-30 cm.

Сух остатъкхарактеризира общото замърсяване на отпадъчните води с органични и минерални примеси в различни агрегатни състояния (в mg/l). Този показател се определя след изпаряване и допълнително сушене при T- 105 °C проби от отпадъчни води. След отгряване (при T= 600 °C) се определя съдържанието на пепел в сухия остатък. По тези два показателя може да се съди за съотношението на органичните и минералните части на замърсителите в сухия остатък.

плътен остатък -това е общото количество органични и минерални вещества във филтрираната проба от отпадъчни води (mg/l). Определя се при същите условия като сухия остатък. След калциниране на плътния остатък при T = 600 ° C е възможно грубо да се оцени съотношението на органичните и минералните части на разтворимите замърсители от отпадъчни води. При сравняване на калцинирани сухи и плътни остатъци от градски отпадъчни води беше установено, че повечето от органичните замърсители са в неразтворено състояние. В същото време минералните примеси са предимно в разтворена форма.

Суспендирани твърди вещества -индикатор, който характеризира количеството примеси, които остават върху хартиения филтър при филтриране на пробата. Това е един от най-важните технологични

индикатори за качество на водата, което позволява да се оцени количеството на валежите, образувани в процеса на пречистване на отпадъчни води. В допълнение, този индикатор се използва като проектен параметър при проектиране на първични утаители. Количеството на суспендираните вещества е един от основните стандарти при изчисляване на необходимата степен на пречистване на отпадъчните води. Загубите при запалване на суспендирани твърди вещества се определят по същия начин, както за сухи и плътни остатъци, но обикновено се изразяват не в mg / l, а като процент от минералната част на суспендираните твърди вещества към общото им сухо вещество. Този индикатор се нарича съдържание на пепел.Концентрацията на суспендирани твърди вещества в градските отпадъчни води обикновено е 100-500 mg/l.

Утаителни вещества -част от суспендирани твърди частици, утаени на дъното на утаителния цилиндър по време на 2 часа утаяване в покой. Този индикатор характеризира способността на суспендираните частици да се утаят, позволява да се оцени максималния ефект от утаяването и максималния възможен обем на утайката, който може да се получи в покой. В градските отпадъчни води утайките са средно 50-75% от общата концентрация на суспендирани твърди вещества.

Под окисляемостразбира общото съдържание на органични и неорганични редуциращи агенти във водата. В градските отпадъчни води преобладаващата част от редуциращите агенти са органични вещества; следователно се смята, че стойността на окисляемост е напълно свързана с органичните примеси. В зависимост от естеството на използвания окислител се разграничава химическа окисляемост, ако при определянето се използва химически окислител, и биохимична, когато аеробните бактерии играят ролята на окислител; този показател е биохимичната потребност от кислород (БПК). От своя страна химическата окисляемост може да бъде перманганат (окислител KMn0 4), бихромат (окислител K 2 Cr 2 0 7) и йодат (окислител Kiu 3). Резултатите от определянето на окисляемостта, независимо от вида на окислителя, се изразяват в mg/l 0 2 . Окисляемостта на бихромат и йодат се нарича химическа нужда от кислород или COD.

Перманганатна окисляемост -кислороден еквивалент на лесно окисляеми примеси. Основната стойност на този показател е скоростта и простотата на определяне. Окисляемостта на перманганата се използва за получаване на сравнителни данни. Въпреки това има вещества, които не се окисляват от KMn0 4 . Само след определяне на ХПК е възможно да се оцени напълно степента на замърсяване на водата с органични вещества.

БПК -кислороден еквивалент на степента на замърсяване на отпадъчните води с биохимично окисляеми органични вещества. БПК определя количеството кислород, необходимо за жизнената дейност на микроорганизмите, участващи в окисляването на органичните съединения. БПК характеризира биохимично окисляващата се част от органичните замърсители на отпадъчните води, които са предимно в разтворено и колоидно състояние, както и под формата на суспензия.

Азотнамира се в отпадъчните води под формата на органични и неорганични съединения. В градските отпадъчни води по-голямата част от органичните азотни съединения са вещества с протеинова природа - изпражнения, хранителни отпадъци. Неорганичните азотни съединения са представени от редуцирани - и TN 3 и окислени форми N0 ^ и N0 ^. Амониевият азот се образува в големи количества по време на хидролизата на урея, човешки отпадъчен продукт. В допълнение, процесът на амонификация на протеинови съединения също води до образуването на амониеви съединения.

В градските отпадъчни води азотът в окислени форми (под формата на нитрити и нитрати) обикновено отсъства преди пречистването. Нитритите и нитратите се редуцират от група денитрифициращи бактерии до молекулярен азот. Окислените форми на азот могат да се появят в отпадъчните води само след биологично пречистване.

Източник на връзка фосфорв канализацията са физиологични екскрети на хора, отпадъци стопанска дейностчовешки и някои видове промишлени отпадъчни води.

Концентрациите на азот и фосфор в отпадъчните води са най-важните показатели на санитарно-химичния анализ, които са важни за биологичното пречистване. Азотът и фосфорът са основни компоненти в състава на бактериалните клетки. Те се наричат ​​биогенни елементи. При липса на азот и фосфор процесът на биологично третиране е невъзможен.

Хлориди и сулфати -показатели, концентрацията на които влияе върху общото съдържание на сол.

Към групата на тежките метали и други токсични елементивключва голям брой елементи, който се увеличава с натрупването на знания за процесите на почистване. Токсичните тежки метали включват желязо, никел, мед, олово, цинк, кобалт, кадмий, хром, живак; към токсични елементи, които не са тежки метали – арсен, антимон, бор, алуминий и др.

Източникът на тежки метали са промишлени отпадъчни води от машиностроителни заводи, електроника, приборостроене и други индустрии. Отпадъчните води съдържат тежки метали под формата на йони и комплекси с неорганични и органични вещества.

Синтетични повърхностно активни вещества (ПАВ) -органични съединения, състоящи се от хидрофобни и хидрофилни части, причиняващи разтварянето на тези вещества в масла и вода. Приблизително 75% от общото количество произведени повърхностноактивни вещества се отчитат от анионни вещества, второто място по отношение на производството и употребата се заема от нейонните съединения. В градските отпадъчни води се определят тези два вида повърхностно активни вещества.

Нефтопродукти -неполярни и нискополярни съединения, екстрахируеми с хексан. Концентрацията на нефтопродукти във водоемите е строго регулирана; и тъй като степента на тяхното задържане не надвишава 85% в градските пречиствателни съоръжения, съдържанието на нефтопродукти в отпадъчните води, постъпващи в станцията, също е ограничено.

Разтворен кислородв отпадъчните води, постъпващи в пречиствателната станция, отсъства. При аеробни процеси концентрацията на кислород трябва да бъде поне 2 mg/l.

Санитарно-бактериологичните показатели включват определяне на общия брой аеробни сапрофити (микробно число), бактерии от групата на Escherichia coli и анализ за яйца на хелминти.

микробно числооценява общото замърсяване на отпадъчните води с микроорганизми и косвено характеризира степента на замърсяване на водата с органични вещества - хранителни източници за аеробни сапрофити. Тази цифра за градските отпадъчни води варира от 10 6 -10 8 .

Концентрацията на замърсители в отпадъчните води (mg/l или g/m 3) се изчислява по формулата

В еп.концентрацията на някой от замърсителите в отпадъчните води, постъпващи за пречистване; А -количеството замърсяване, g/ден, на човек; q-разход на вода, l / човек, на ден.

Количеството замърсяване на отпадъчните води на човек е дадено в табл. 8.1

Таблица 8.1

Брой замърсители на жител

Бележки: 1. Количеството замърсители от населението, живеещо в неканализация, трябва да се вземе предвид в размер на 33%.

2. При изхвърляне на битови отпадъчни води от промишлени предприятия в канализацията местностне се отчита допълнително количеството замърсители от оперативния персонал.

22.12.2016

2880

Днес ви казваме всичко, което сте искали да знаете за органичните замърсители на водата.

Органични замърсители на водата

В допълнение към неорганичните вещества ( желязо , манган , флуориди) водата съдържа органични вещества. В нашата блогще научите за видовете органични замърсители и как да откриете излишъка им.

Източници на замърсяване на водата:

Има 3 основни вида източници на замърсяване на водата:

• Селища. Канализационните канали в този случай са основното място на натрупване на битови отпадъци. Всеки ден хората използват огромно количество вода за пиене, готвене, хигиена и почистване, след което тази вода, заедно с перилни препарати и хранителни отпадъцивлиза в канализацията. След това има пречистване от общински съоръжения и водата се връща за повторно използване.
• Индустрия. Той е основният замърсител в развити странис голям брой компании. Количеството отпадъчни води, които отделят, е три пъти повече от битовите отпадъчни води.
• Селско стопанство. В тази област растениевъдството интензивно замърсява водните басейни, поради използването на торове и пестициди. около една четвърт азотни торове, една трета от поташа и 4% от фосфорните торове завършват във водни тела.

Въздействие на органичните замърсители върху човешкото здраве

Има много заболявания, причинени от замърсяване на водата. Например измиването със замърсена вода може да причини конюнктивит. Миди и водорасли, живеещи във водата, могат да причинят шистозомиаза (треска, болки в черния дроб).

Как да определим количеството органична материя във водата

Стойността, характеризираща съдържанието на органични и минерални вещества във водата, се нарича окисляемост. За оценка на химическото потребление на кислород, т.е. окисляемост на водата, използвайте бихроматния и перманганатния метод. Определянето на бихроматната окисляемост изисква доста дълго време, следователно не е много удобно за масов контрол на работата на пречиствателните съоръжения. Това е перманганатното окисляване, което регулира качеството на питейната вода според SanPiN.

Какво е перманганатната окисляемост?

Перманганатната окисляемост е показател, получен за оценка на ХПК по перманганатния метод, с други думи, това е показател за общото количество органични вещества във водата. Окисляемостта на перманганата се изразява в милиграми кислород, използван за окисляване на тези вещества, съдържащи се в 1 dm3 вода. Този показател не назовава органичните вещества, съдържащи се във водата, а само говори за превишението на тяхното количество.

Признаци на прекомерна окисляемост на пермаганата