Оценка качества природных вод кратко

Обновлено: 17.05.2024

Природная вода отличается по своему химическому составу в разных регионах нашей планеты. Она представляет собой раствор, включающий множество химических соединений и растворенных газов.

Концентрация конкретных примесей в воде характеризует ее свойства, совокупность которых и определяет качество самой воды. Показатели качества воды можно разделить на:

• физические, куда относятся температура, цветность, взвешенные вещества, запах и вкус;

• химические, включающие жесткость, активную реакцию, окисляемость и сухой остаток;

• биологические, когда учитываются все живое население водоема (гидробионты) и определяется общая численность бактерий, коли-индекс и ряд других показателей.

Мутность характеризуется наличием в воде взвешенных частиц песка, глины, ила, планктона, водорослей и др. Мутность воды, выраженную в мг/л, определяют колоритмически.

Водородный показатель (рН ). Природные воды по величине обычно классифицируют на: кислые – от 1 до 3, слабокислые – от 4 до 6, нейтральные – около 7, слабощелочные – с от 8 до 10, и щелочные – от 11 до 14. Чаще всего реакция природных вод изменяется в пределах от 6.6 до 8.5, хотя в последнее время в некоторых закрытых водоемах из-за кислотных дождей величина достигает величины 3.5-4.

Сухой остаток показывает концентрацию примесей неорганического происхождения. Он является остатком от выпаривания известного объема нефильтрованной воды, высушенный при температуре 110* С до достижения постоянной массы остатка.

Хлориды и сульфаты отмечены во всех природных водах в виде солей кальция, магния и натрия. Наличие в воде значительных концентраций хлоридов и сульфатов свидетельствует о повышенном сухом остатке при выпаривании такой воды.

Железо и марганец в поверхностных водах обычно встречаются либо в виде органических и минеральных комплексных соединений, либо в виде коллоидных и тонкодисперсных взвесей. Обычно содержание железа и марганца в поверхностных водах не превышает нескольких десятков мг/л.

Окисляемость воды связана с присутствием в ней органических соединений: двухвалентого железа, сульфитов и сероводорода. Существенное повышение окисляемости воды, как правило, свидетельствует об увеличении ее загрязнения, поэтому по величине окисляемости обычно судят о гигиенической характеристике водоема.

Азотсодержащие вещества, такие как ионы аммония, нитриты и нитраты, появляются в природной воде в результате окислительно-восстановительных процессов, в которых участвуют сероводород и гумусовые вещества, либо в результате разложения белковых компонентов. Примером первого случая может служить восстановление нитратов железа сероводородом с образованием нитритов. Формы азотсодержащих соединений, присутствующих в природной воде, позволяют, например, судить о времени поступления в водоем сточных вод. Так, присутствие в воде ионов аммония и отсутствие нитритов свидетельствует о ее недавнем загрязнении.

Большое влияние на химический состав природной воды и изменение его химических характеристик оказывают источники питания водного объекта. Например, в период таяния снега вода в озерах и реках имеет наименьшую минерализацию, чем в период, когда большая часть питания осуществляется за счет грунтовых и подземных вод.

Таким образом, природная вода неоднородна по своим характеристикам. Ее свойства и качества определяются составом примесей, совокупность которых определяет качество природной воды.

Как используется источник жизни:

питьё человеком (1,5 — 2 литра на одного взрослого человека за один день)
теплоноситель (нагрев или охлаждение систем, передача тепла, терморегуляция планеты)
растворитель (способна растворить практически все, что мы видим вокруг себя — вопрос времени)
питание растений или животных
резка керамической плитки
производство водородного топлива

Для обычного человека главный критерий качества — пригодность для питья. С этой точки зрения мы рассмотрим её свойства далее.

Органолептические свойства воды

Сюда относятся показатели, которые возможно определить органами чувств. К ним относятся вкус, запах, цвет (цветность), мутность (прозрачность или непрозрачность). Часть параметров определяется не только с помощью носа, глаз, языка, но и на аналитическом оборудовании. Например, мутность и цветность определяют используя фотометр, а прозрачность — цилиндр и градировочную шкалу.

Характеризует вкусовые ощущения от попадания жидкости на рецепторы языка. Оценивается в баллах. иногда добавляют описание вкуса, помогающее оценить пригодность для питья, содержание специфических химических веществ.

Запах

Оценивает ощущения от вдыхания пара, образующегося над сосудом, содержащим исследуемую жидкость, через нос. Запах выражают баллами, которые характеризуют интенсивность запаха, а также указывают его характер, например:

цветочный
специфичный химический
болотный
затхлый
свежести
гнилостный

Выделяют специфические запахи химических соединений, например, хлора, сероводорода, фенола. По этой причине определение запаха предшествует определению других компонентов, помогает рассчитать коэффициент разбавления, скорректировать подготовку проб. Определять запах могут только сотрудники, прошедшие специальное обучение. Среди требований к помещению числится обеспечение отсутствия мешающих воздействий, включая цвет стен, а также отсутствие посторонних запахов.

Погрешность определению запаха добавляет использование неправильной тары для отбора. К ней относятся бутылки из-под газированных, ароматизированных напитков. Даже если тщательно вымыть такую тару запах все равно сохранится.

Цветность воды

Определяет изменение длины волны светового луча при прохождении через толщу раствора. Проще говоря, сосуд прямоугольной формы (длина большей стороны 1 или 5 сантиметров) заполняют исследуемым раствором, пропускают через него свет, изучают изменение этого света. Исследование проводят на оптическом приборе — фотометре или спектрофотометре. При проведении экспресс-анализа используют сравнение с стандартной шкалой. Это быстро, но не точно.

Мутность

Показывает содержание едва заметных взвешенных частиц, которые снижают способность раствора пропускать свет. Это происходит за счет того, что взвесь отражает, рассеивает часть света, проходящего через слой жидкости. Мутность определяют экспресс-методом используя цилиндр с прозрачным дном и бумагу с нанесенным стандартным шрифтом. При таком определении параметр могут называть прозрачностью по шрифту. Мутность не выявляет конкретный компонент, то есть определить характер взвеси определяя только этот параметр невозможно. Он выявляет присутствие посторонних частиц, служит показанием к проведению дополнительных анализов или установке механического фильтра.

Химические показатели качества воды

К этим параметрам относят все химические соединения, которые можно количественно определить, то есть узнать точную объемную или массовую концентрацию. Их делят на группы, перечисленные ниже. В зависимости от класса вещества, а также объекта исследования различаются методы анализа, подходы, оборудование. 8 из 10 показателей качества относятся к этой группе, поскольку она обширна и система определения нормативных значений (ПДК) для нее наиболее разработана.

Интегральные показатели

К этой группе относятся характеристики, которые описывают не отдельный химический параметр, а набор похожих параметров или результат группы процессов. Их определение дает наибольшее количество информации за наименьшие деньги. На основании результатов этих исследований составляют план дополнительной работы, если требуется.

Кислотность воды

Также известна как pH или водородный показатель. Характеризует концентрацию (активность) ионов водорода, их баланс с гидроксид ионами. Разработаны ПДК по этому параметру у всех типов вод, с которыми мы сталкиваемся. Отклонение от нейтрального диапазона 6-8 ед.pH говорит о систематических сдвигах состава жидкости, её существенном обогащении химическими компонентами.

Жесткость воды

Характеризует содержание кальция, магния и стронция. Раздельного определения этих элементов не происходит. Определение жесткости совместно с мерами по водоподготовке предотвращает поломку водонагревательного оборудования, парогенераторов. Накипь на стенках чайника образуется даже при безопасном содержании солей жесткости. Основной метод определения — титрование хелатным соединением в присутствии индикатора. Жесткость уменьшают, используя ион-обменные смолы, которые восстанавливают поваренной солью. Чем выше жесткость — тем больше соли требуется для восстановления.

Окисляемость воды

Показывает содержание легко окисляемого органического вещества. Для определения параметра используют перманганат калия в кислой среде, который окисляет не всю органику. Эту группу разрушаемой таким образом органики составляют углеводы, детергенты (моющие средства), природная органика (гуминовые вещества), фенолы и другие. Повышенное значение окисляемости — повод провести дополнительные исследования содержания органических соединений в образце. Чтобы снизить значение параметра дозируют в воду окислители, такие как перекись водорода, гипохлорит натрия, озон.

Сухой остаток

Иначе минерализация или солесодержание. Выражает суммарное содержание солей, которые остаются при выпаривании. В зависимости от ожидаемого содержания солей выпаривают от 100 мл до одного литра жидкости. Это занимает много времени. Определяют параметр гравиметрически, при помощи весов, измеряя массу стакана до выпаривания жидкости и после. Метод точен, его легко осуществить на территории лаборатории.

Мы часто встречаем информацию о том, что можно достоверно определить сухой остаток используя кондуктометрический метод (определение электропроводности). Для этого продают специальные солемеры. Пожалуйста, не используйте такие приборы с целью определения жесткости или солесодержания, они не дают точных результатов.

Неорганические показатели качества

Здесь собраны вещества и элементы из раздела неорганической химии. К ним относятся металлы, анионы неорганических кислот, растворенные газы. Несмотря на то, что неорганических веществ меньше, чем органических они широко распространены и активно растворяются в воде. С этим связан интерес к этой группе показателей.

Железо

Марганец

По распространению занимает четырнадцатое место среди элементов. Элемент-спутник железа. Образует характерный черный налет на поверхности, подвергающейся переменному увлажнению-высыханию. Убирается вместе с железом. Вызывает неприятные последствия для здоровья при систематическом употреблении, включая болезнь Паркинсона.

Ртуть

Высокотоксичный тяжелый металл. Деятельность человека, связанная с производством, применением оружия, добычей, переработкой металлов и так далее приводит к попаданию ртути в окружающую среду. Вызывает тяжелые нарушения работы организма при употреблении внутрь с питьём или пищей. Метал, который образует металлорганические соединения, обладающие более высокой токсичностью и миграционной способность.

Алюминий

Самый распространенный металл на Земле. Неотъемлемый компонент нескольких сотен минералов. Образует комплексные соединения с органическими веществами, после чего мигрирует внутри водоносных горизонтов, с током рек и ручьев. Наиболее токсичен при значении водородного показателя меньше 5 ед.pH (кислая среда) и при попадании в желудок.

Сульфаты

Соли сильной серной кислоты. Образуются при разрушении минералов, содержащих сульфаты. Появляются после окисления моно- и диоксида серы, которые выбрасываются в атмосферу промышленными предприятиями. Совместно с магнием оказывают слабительный эффект. Малотоксичны. Присутствуют в минеральной воде в количестве до 1 грамма на литр, обуславливают сульфатный тип минерализации.

Нитраты

Анионы сильной азотной кислоты. Хорошо растворимы, активно насыщают жидкую фазу мигрируя из почвы, пород, биогенных объектов. Вместе с аммонием служат источником азотного питания растений. При избытке в природных водах приводят к эвтрофикации (избыточному развитию растений, водорослей, заболачиванию). Токсичны, представляют опасность для грудных детей и пожилых людей.

Хлориды

Соли сильной, минеральной соляной кислоты. Поваренная соль — хлорид натрия — используется при приготовлении пищи, широко распространен. Совместно с сульфатами, хлориды составляют основу минерализации природных вод южных регионов. В сочетании с натрием участвуют в регулировании водного баланса организма, при избыточном поступлении вызывают накопление жидкости, отеки, отягощение работы сердца.

Анализ содержания органических веществ

Раздельное определение органических компонентов проводят на хроматографах. Этот процесс сводится к следующему: исследуемый раствор пропускают через сорбент, который обменно задерживает целевой компонент. Этот процесс приводит к концентрированию этого соединения, разделению похожих веществ внутри потока и его определению на детекторе. Изучают параметры удерживания, массу, заряд, конфигурацию целевого компонента. По сочетанию факторов определяют концентрацию молекул в растворе. Три из четырех опасных соединений, негативно влияющих на организм человека, относятся к классу органических веществ. Стоимость хроматографического оборудования превышает 4 миллиона рублей за одну машину, поэтому определение представителей этой группы стоит дорого.

Микробиологические показатели качества воды

Включают оценку пригодности жидкости для питья по микробиологическим параметрам. Для этого исследуют содержание в образце представителей обобщенных групп микроорганизмов, таких как общее микробное число, колиформные, колиформные термотолерантные бактерии, а также наличие конкретных возбудителей и их паразитов. У нас есть подробная статья о микробиологических показателях качества воды.

Санитарные нормы показателей качества питьевой воды

На данный момент разработан набор документов, регламентирующих качество воды в зависимости от её назначения, происхождения, способа использования. Вот некоторые из них:

Подробность и строгость норматива, регламентирующего качество, зависит от количества людей, которые её употребляют. Самыми строгие — для водопроводной и бутилированной воды. Мы не используем при оценке качества норматив для нецентрализованных источников водоснабжения, поскольку он допускает содержание веществ в количестве, наносящем вред здоровью. Это допущение сделано потому, что такую жидкость, по мнению разработчиков, употребляет малое количество людей. Мы не придерживаемся этой точки зрения.

Часть документов предназначена для сохранения окружающей среды. Приказ Минсельхоза РФ № 552 регламентирует состояние водных объектов, в которых выращивают, содержат или добывают рыбу. Состав жидкости, сбрасываемой в водоемы и водотоки рыбохозяйственного назначения должно соответствовать указанным требованиям.

Постановление Правительства РФ № 644 описывают процедуру обращения с сточными водами для водопользователей. Там содержится перечень параметров, которые в обязательном порядке нужно анализировать в сточной воде для её сброса в центральную канализацию или ливневые сточные системы. В случае нарушения требований на организацию-нарушителя накладывают штраф.

Сокращения в анализах воды

Часть сокращений используются не только как сленг химиков-аналитиков, но как часть регламентирующих документах. Вот некоторые из них:

ПДК — предельно допустимая концентрация — пороговое значение загрязнителя, после которого его присутствие наносит вред

СанПиН — санитарные нормы и правила — нормативный документ, утверждаемый главным санитарным врачом, действующий повсеместно или в отдельном регионе.

ХПК — химическое потребление кислорода

БПК — биохимическое потребление кислорода

ПО — перманганатная окисляемость

СО — сухой остаток, минерализация

ВВ — взвешенные вещества

Экспресс анализ питьевой воды

Этот вид анализа проводят по обобщенным показателям, поскольку другие параметры требуют подготовки проб перед инструментальным измерением. Экспресс-анализы, как правило, характеризуются пониженной точностью. Поскольку речь идет о безопасности для здоровья рекомендуется использовать эту форму исследования только если требуется принять срочное решение о прекращении употребления жидкости из сомнительного источника или если того требует компания по установке фильтр-систем. Не стоит путать срочные анализы и выездные исследования, которые проводят сотрудники лаборатории. Последние считают полноценными и применяют, если нет возможности доставить пробы в лабораторию, например для контроля состояния морской воды во время продолжительных рейсов.

А.А. Касьяненко
Современные методы оценки рисков в экологии
Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН 2008. – 271 с.

3.4. Качество водной среды

3.4.3. Показатели качества водной среды

Для оценки качества вод, степени их чистоты или загрязнённости и возможности водопользования для тех или иных нужд применяются три группы показателей качества воды: физико-химические, биологические и органолептические (табл. 3.17).

К физико-химическим показателям качества воды относятся: содержание в ней солей, металлов, сухой остаток, жёсткость, кислотность.

Характеристики качества вод

Химическая потребность кислоода

Биологическая потребность кислорода

Биологические показатели качества характеризуют количество бактерий и микробов, количество органических примесей, биологический показатель качества (БПК).

Органолептические показатели качества воды – это её вкус, цвет, запах, прозрачность.

Показатели качества вод, используемых для разных нужд, имеют существенные различия.

3.4.3.1. Физико-химические показатели качества воды

Охарактеризуем более подробно физико-химические показатели качества воды.

Сухой остаток воды – это соли и вещества, которые остаются после её выпаривания. В воде источника и питьевой воде он не должен превышать 1 000 мг на литр. Более высокое содержание солей, если оно не обусловлено геологическими особенностями, даёт основание полагать, что соли поступают в водоём вместе с промышленными стоками.

Мутность определяют с помощью мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на основе дистиллированной воды. Мутность воды выражают в мг/л взвешенного вещества.

Жёсткость воды зависит от содержания солей кальция и магния, главным образом двууглекислых. Различают три вида жёсткости: общую, постоянную и устранимую.

Общая жёсткость воды – это жёсткость сырой воды, обусловленная содержанием всех соединений Са и Mg, независимо от того, с какими анионами они связаны.

Постоянная жёсткость – это жёсткость воды после одночасового кипячения, зависящая от присутствия солей Са и Mg, не дающих осадка при кипячении (сульфаты и хлориды).

Устранимая жёсткость – это жёсткость воды, которая устраняется при кипячении, что связано с превращением бикарбонатов в нерастворимые соединения (монокарбокаты), которые выпадают в осадок.

Жёсткость измеряется в градусах или миллиграмм-эквивалентах.

За один градус жёсткости принимается количество солей Са и Mg эквивалентное 10 мг СаО, в одном литре воды:

1° жёсткости = 10 мг СаО в литре воды;

1 мг экв СаО – 28 мг/л СаО;

1 мг экв СаО s 2,8° жёсткости.

Мягкой считается вода, имеющая жёсткость менее 10°, т.е. менее 100 мг СаО в 1 литре воды, умеренно жёсткой – от 10° до 20°, жёсткой – более 20°.

Очень жёсткая вода может оказывать на желудок человека послабляющее действие. Косвенное влияние жёсткой воды состоит в худшей усваиваемости организмом пищи: овощей, мяса, бобовых, которые плохо провариваются в жёсткой воде. При использовании жёсткой воды в промышленности происходит быстрое засорение труб осадками.

Важнейшим показателем качества воды является её кислотность или рН. Кислотность характеризует активность и определяется концентрацией ионов водорода. Чем меньше значение показателя, тем более кислой является вода.

Концентрация ионов водорода в дистиллированной воде при температуре 25 о С равна 1∙10 -7 моль/л.

pH равно десятичному логарифму величины обратной активности иона водорода и рассчитывается по формуле (3.17):

pH = — log V(H + ), (3.17)

где V(H + ) есть концентрация ионов водорода (моль/л).

рН атмосферной воды находится в пределах от 5 до 6 ед. рН. Под влиянием абсорбированных углекислого газа, окислов серы и азота (особенно в промышленных районах) атмосферная вода может становиться кислой и её рН понижается до 4 – 5 ед. рН. Для питьевой воды, как видно из табл.3.18, показатель рН находится в пределах от 6,5 до 8,5 ед. рН. Кислую реакцию вода приобретает при загрязнении её промышленными и другими сточными водами, содержащими кислоты и их соли.

Количество растворённого кислорода зависит от температуры воды и барометрического давления. В чистых открытых водоёмах при температуре + 5+15°С содержание кислорода составляет 3 – 6 мг/л, при сильном загрязнении оно снижается до нуля за счёт поглощения его водной фауной и загрязняющими воду органическими веществами.

концентрация H + , моль/л

Косвенными показателями является окисляемость воды, характеризуемая химической потребностью кислорода (ХПК), и биологической потребностью кислорода (БПК).

ХПК характеризует расход кислорода на окислительно-восстановительные процессы в воде, обусловленные её загрязнением химическими веществами (без учёта его расхода на биологические процессы, т.е. процессы, связанные с потреблением кислорода живыми организмами).

3.4.3.2. Биологические показатели качества воды

Биологические показатели качества воды можно разделить на прямые и косвенные. Прямые показатели – это общее число бактерий и количество кишечных палочек. Загрязнение микрофлорой характеризуется так называемый микробным числом, т.е. количеством бактерий в 1 мл воды.

Загрязнение кишечной палочкой выражается коли-индексом, определяющим количество кишечных палочек в 1 мл воды. Их значения для питьевой воды приведены в табл. 4.34. При эффективном обеззараживании в водопроводной воде микробное число не превышает 100 в 1 мл. В воде артезианских скважин оно не превышает 10-30, в воде незагрязнённых колодцев 300 – 400, а в воде сравнительно чистых водоёмов 1 000-1 500 в 1 мл. Коли-индекс после обеззараживания питьевой воды должен быть не более 3, в артезианских скважинах – менее 2, в колодцах – не более 10.

Окисляемость воды косвенно указывает на общее содержание в ней свежих органических веществ (мочевины, аминокислот и т.п.) и характеризуется биологической потребностью кислорода (БПК).

С ростом концентрации органических веществ в воде окисляемость повышается. Для артезианских вод окисляемость не превышает 2 – 4 мг/л O₂ для открытых водоемов – 4 – 7 мг/л O₂.

БПК характеризует загрязнение воды источника нестойкими органическими веществами. Существует способ учёта потребления кислорода за определённый срок хранения воды.

За критерий оценки биохимической потребности кислорода принимают величину уменьшения количества растворённого в воде кислорода в течение пяти суток при температуре + 20 °С (БПК₅).

В воде водоёмов с чистой водой за этот срок содержание кислорода уменьшается не более чем на 1 – 2 мг/л. В воде сильно загрязнённых источников через пять суток отмечается полное исчезновение кислорода.

Коэффициент накопления в гидробионтах К_н определяют по формуле (3.18)

где С_{гидробионт} – концентрация в гидробионтах; С_вода – концентрация в воде.

При оценке состояния водных экосистем достаточно надёжными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества.

Из гидробиологических показателей качества в России нашёл наибольшее применение индекс сапробности водных объектов, который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне). Индекс сапробности определяют по формуле (3.19)

, (3.19)

где s_i– значение сапробности гидробионта, которое задаётся специальными таблицами, h_i – относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); n – число выбранных индикаторных организмов.

3.4.3.3. Органолептические показатели качества воды

К основным органолептическим показателям воды относятся запах, вкус, прозрачность и цвет воды.

Водоснабжение является одной из важнейших отраслей техники, направленной на повышение уровня жизни людей, благоустройство населенных мест и развитие промышленности.

Снабжение населения чистой, доброкачественной водой в достаточном количестве имеет важное санитарно-гигиеническое значение, предохраняет людей от всевозможных эпидемических заболеваний, распространяемых через воду.

Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для получения воды из природных источников, улучшения ее качества и передачи к местам потребления, называют системой водоснабжения водопроводом.

Для нужд современных городов и промышленных предприятий требуется огромное количество воды, строго отвечающей по своим качествам требованиям потребителей. Выполнение перечисленных задач требует тщательного выбора источников водоснабжения, организации охраны их от загрязнений и очистки воды на водопроводных сооружениях. Важной водохозяйственной проблемой является плановое проведение широких комплексных мероприятий по защите от загрязнения почвы, воздуха и воды, оздоровления рек и речных бассейнов.

В настоящее время особое внимание уделяется благоустройству городов и рабочих поселков, включая сооружение водопроводов и канализации.

За годы Советской власти построено более 1100 городских водопропроводов, норма водопотребления на каждого жителя в крупных городах возросла до 300. 350 л/сут, значительные успехи достигнуты в создании новых отечественных конструкций сооружений, оборудования и приборов. Советскими специалистами разработаны новые методы расчета водопроводных сооружений, принципы, методы и технологические схемы очистки воды. Широко внедряется автоматика и телемеханика в управлении и контроле за работой водопроводных систем.

В соответствии с указаниями партии и правительства при проектировании и строительстве городских водопроводов большое внимание уделяется вопросам снижения стоимости строительно-монтажных работ, экономии дефицитных материалов, улучшению качества строительства и повышению надежности.

Источники водоснабжения

Используемые для водоснабжения природные источники могут быть подразделены на две основные группы:

1) поверхностные источники - реки, водохранилища и озера пресной воды;

2) подземные источники -артезианские воды, родники.

Характерными особенностями качества речной воды являются ее относительно большая мутность (особенно в период паводков), высокое содержание органических веществ, бактерий, часто значительная цветность воды. Речная вода обладает обычно относительно малым солесодержанием и, в частности, небольшой жесткостью,

Вода озер и водохранилищ отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ, значительной цветностью, большой окисляемостью, наличием планктона в летнее время. Степень минерализации озерной воды весьма различна.

Качество воды поверхностных источников в большей степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения поверхностными стоками.

Подземные воды, как правило, не содержат или содержат незначительное количество взвешенных веществ и обычно бесцветны, обладают высокими санитарными качествами, но часто сильно ми нерализованы, имеют повышенную жесткость, значительное содержание железа и т. п.

Сравнивая основные показатели качества воды природных источников с основными требованиями к качеству воды главных групп потребителей, можно сделать вывод, что для водоснабжения населенных мест наиболее подходящим источником водоснабжении являются подземные (особенно артезианские и родниковые) воды, если они не сильно минерализованы.

Практика показывает, что водоснабжение большинства малы и значительной части средних по размерам населенных мест основано на использовании подземных источников. Для водоснабжения большинства крупных городов приходится полностью илизначительной степени пользоваться водами поверхностных источников.

Промышленные предприятия в отдельных случаях могут использовать воду поверхностных источников без всякой ее очистки-

Уместно отметить, что в настоящее время водоснабжение некоторых крупных промышленных предприятий основано на использовании морской воды. Морская вода, содержащая, как известно, большое количество минеральных солей, обладает относительно невысокой жесткостью, ее применяют в производственном водоснабжении для охлаждения.

Основные показатели качества природных вод.

Качества природной воды характеризуются ее физическими и химическими свойствами и бактериальным загрязнением.

К физическим свойствам относят температуру воды, мутность (или прозрачность), цветность, вкус и запах.

Химические свойства обусловливаются содержанием в ней различных химических веществ.

Температура воды в различных источниках неодинакова. В открытых водоемах она зависит главным образом от температуры воздуха и колеблется в очень широких пределах по временам года и глубине расположения струи в потоке. Вода подземных источников, особенно артезианских, имеет довольно постоянную температуру (обычно 5 . 12°С) в течение всего года.

Взвешенные вещества в воде поверхностных источников содержатся всегда. Песчаные и глинистые частицы попадают в источник вследствие эрозий берегов и русла рек. Содержание взвешенных веществ (мг/л) в воде открытых источников колеблется в очень широких пределах.

Цветностью называют окраску, которую может иметь природная вода и которая объясняется наличием гуминовых веществ или фульвокислот. Цветность выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Вода в природных источниках может иметь различные вкус и запах. Так, по вкусу вода может быть горьковатой, соленой, кислой, сладковатой. Остальные виды вкусовых ощущений (например, металлический) называют привкусами.

Запах воды может быть естественного и искусственного происхождения. Естественные запахи (болотный, глинистый, сероводородный, травянистый и др.) обусловливаются живыми и отмершими организмами, продуктами размыва русл. Запахи искусственного происхождения (фенольный, нефтяной, хлорный и др.) появляются в результате сброса в водоем сточных вод и обработки воды реагентами.

Запах и вкус оценивают по порогу разбавления или по пятибалльной системе:

1) очень слабый (определяемый только опытным лаборантом),

2) слабый (обнаруживаемый потребителем, если обратить на это его внимание),

5) очень сильный.

Химический состав природной воды может быть чрезвычайно разнообразным. В общих случаях для оценки воды с точки зрения ее использования имеют значения следующие показатели: плотный остаток, окисляемость, активная реакция, содержание железа, магния, хлоридов, сульфатов, фтора и др.

Плотный остаток выражается в мг/л и характеризует общее содержание в воде органических и неорганических веществ (кроме газов).

Он определяется как остаток от выпаривания известного объема нефильтрованной пробы воды и высушенной при 105. 110°С до постоянной массы.

Жесткость воды (мг-экв/л) является важным химическим показателем, определяющим область ее пригодности для водоснабжения.

Жесткость воды обусловлена содержанием в ней растворенных солей кальция и магния.

Жесткость различают карбонатную и некарбонатную. Сумму карбонатной и некарбонатной жесткости называют общей.

Карбонатной называют жесткость, обусловленную наличием двууглекислых (бикарбонатных) и углекислых (карбонатных) солей кальция и магния.

Некарбонатной называют жесткость, обусловленную содержанием некарбонатных солей кальция и магния — сульфатов, хлоридов, силикатов и нитратов.

Щелочность воды обусловливается присутствием в ней бикарбонатов, карбонатов, гидратов и солей других слабых кислот и выражается в мг-экв/л. Различают щелочность бикарбонатную, карбонатную, гидратную, гуматную, силикатную, и т. д. Щелочность природной воды обычно равна ее карбонатной жесткости.

Окисляемость указывает на содержание в воде растворенных органических и некоторых легко окисляющихся неорганических веществ. Она выражается в мг/л содержания молекул кислорода.

Активная реакция воды выражает степень щелочности или кислотности воды и характеризуется концентрацией в воде водородных ионов. Концентрацию водородных ионов обозначают через рН (потенциал водорода) и условно выражают логарифмом ее величины с обратным знаком. Иначе говоря, для нейтральной реакции рН7, для кислой рН 7.

Железо (мг/л) содержится в воде в виде двухвалентного или комплексных соединений трехвалетного железа.

Марганец (мг/л) в подземных водах чаще всего сопутствует железу в виде бикарбоната марганца.

Хлориды и сульфаты (мг/л) встречаются почти во всех природных водах чаще всего в виде кальциевых, магниевых и натриевых солей.

Иод и фтор (мг/л) чаще всего присутствуют в природных водах в ионной форме. Они имеют исключительно важное гигиеническое значение для здоровья людей.

Бактериальное загрязнение воды зависит от количества вносимых в источник загрязнений состочными и стекающими дождевыми и талыми водами, от купающихся людей и т. д. Бактериальная загрязненность воды характеризуется числом бактерий, содержащихся в 1 мл воды, и коли-титром.

Для оценки качества в санитарно-эпидемиологическом отношении определяют содержание в воде индикаторных бактерий, называемых кишечной палочкой. Сама по себе она безвредна, но наличие ее в воде свидетельтвует о загрязнении воды выделениями людей и животных и, следовательно, возможности попадания среди других и патогенных бактерий. Колититром называют наименьшее количество воды, в котором обнаруживается кишечная палочка.

В открытых водоемах содержатся также разнообразные мелкие растительные и животные организмы, находящиеся во взвешенном состоянии (планктон) или прикрепленные ко дну водоема (бентос). Растительный планктон называют фитопланктоном, животный— зоопланктоном; бентос же называют соответственно фитобентосом и зообентосом.

Читайте также: