Posredni relativni pokazatelj onesnaženosti vode je. Sanitarni in higienski kazalniki kakovosti vode

Naravna voda ima rahlo alkalno reakcijo (6,0-9,0). Povečanje alkalnosti kaže na onesnaženje ali cvetenje rezervoarja. Kislo reakcijo vode opazimo ob prisotnosti humusnih snovi ali vdoru industrijske odpadne vode.

Togost. Trdota vode je odvisna od kemične sestave prsti, skozi katero voda prehaja, vsebnosti ogljikovega monoksida v njej in stopnje onesnaženosti z organskimi snovmi. Izmeri se v mEq/l ali v stopinjah. Po stopnji trdote je voda lahko: mehka (do 3 mg-eq/l); srednja trdota (7 mg = eq/L); trda (14 mg=eq/l); zelo težko (nad 14 mg-eq/L). Zelo trda voda ima neprijeten okus in lahko poslabša potek ledvičnih kamnov.

Oksidabilnost vode je količina kisika v miligramih, ki se porabi za kemično oksidacijo organskih in anorganskih snovi v 1 litru vode. Povečana oksidacija lahko kaže na onesnaženje vode.

Sulfati v količinah nad 500 mg/l dajejo vodi grenko-slan okus, v koncentraciji 1000-1500 mg/l negativno vplivajo na izločanje želodca in lahko povzročijo dispepsijo. Sulfati so lahko pokazatelj onesnaženosti površinskih voda z živalskimi iztrebki.

Povečana vsebnost železa povzroči obarvanost, motnost, daje vodi vonj po vodikovem sulfidu, neprijeten okus po črnilu in v kombinaciji s humusnimi spojinami - močvirni okus.

Amoniak v vodah velja za indikator epidemiološko nevarne onesnaženosti sladke vode z organskimi snovmi živalskega izvora. Indikator starejše kontaminacije so soli dušikove kisline - nitrati, ki so produkti oksidacije amonijaka pod vplivom mikroorganizmov v procesu nitrifikacije. Prisotnost nitratov v vodi brez amonijaka in soli dušikove kisline kaže na dokončanje procesa mineralizacije. in z visoko vsebnostjo le-teh v vodi kažejo na dolgotrajno kontaminacijo le-te. Vendar pa vsebnost vseh treh komponent v vodi - amoniaka, nitritov in nitratov - kaže na nedokončanost procesa mineralizacije in epidemiološko nevarno onesnaženje vode.

52. Metode za izboljšanje kakovosti vode .

I.Osnovne metode

1. Bistrenje in razbarvanje (čiščenje): usedanje, filtracija, koagulacija.

2. Dezinfekcija: prekuhavanje, kloriranje, ozoniranje, obsevanje z UV žarki, uporaba oligodinamičnega delovanja srebra, uporaba ultrazvoka, uporaba gama žarkov.

II. Posebne metode obdelave: deodorizacija, razplinjevanje, deferizacija, mehčanje, razsoljevanje, defluoridacija, fluoridacija, dekontaminacija.

Na prvi stopnji čiščenja vode iz odprtega vodnega vira se ta zbistri in razbarva. Bistrenje in razbarvanje se nanaša na odstranitev suspendiranih snovi in ​​obarvanih koloidov (predvsem humusnih snovi) iz vode in se doseže z usedanjem in filtracijo. Ti procesi so počasni in učinkovitost beljenja je nizka. Želja po pospešitvi sedimentacije suspendiranih delcev in pospešitvi procesa filtracije je privedla do predhodne koagulacije vode s kemikalijami (koagulanti), ki tvorijo hidrokside s hitro usedajočimi se kosmiči in pospešijo sedimentacijo suspendiranih delcev.

Aluminijev sulfat – Al2(SO4)3 – se uporablja kot koagulant; železov klorid – FeCl3; železov sulfat - FeSO4 itd. Koagulanti so ob pravilni obdelavi neškodljivi za telo, saj so ostanki aluminija in železa zelo majhni (aluminij - 1,5 mg/l, železo - 0,5 - 1,0 mg/l).

Po koagulaciji in usedanju se voda filtrira s hitrimi ali počasnimi filtri.

Pri kateri koli shemi mora biti končna stopnja čiščenja vode v čistilni napravi dezinfekcija. Njegova naloga je uničevanje patogenih mikroorganizmov, t.j. zagotavljanje epidemične varnosti vode. Dezinfekcijo lahko izvajamo s kemičnimi in fizikalnimi (brez reagentov) metodami.

Prekuhavanje je preprosta in zanesljiva metoda. Vegetativni mikroorganizmi pri segrevanju na 800C odmrejo v 20 - 40 sekundah, tako da je v trenutku vrenja voda dejansko dezinficirana.

Ultrazvok se uporablja za dezinfekcijo gospodinjskih odpadnih voda. Učinkovit je proti vsem mikroorganizmom, vključno s spornimi oblikami, njegova uporaba pa ne povzroča penjenja pri dezinfekciji gospodinjskih odpadnih voda.

Gama sevanje je zelo zanesljiva in učinkovita metoda, ki v trenutku uniči vse vrste mikroorganizmov.

Reagenti, ki med dezinfekcijo ne spremenijo kemične sestave vode, vključujejo ozon.

Trenutno je glavna metoda za dezinfekcijo vode na vodovodnih postajah zaradi tehničnih in ekonomskih razlogov metoda kloriranja.

Učinkovitost dezinfekcije vode je odvisna od izbranega odmerka klora, časa stika aktivnega klora z vodo, temperature vode in številnih drugih dejavnikov.

Modifikacije kloriranja vključujejo: dvojno kloriranje, kloriranje z amoniakom in ponovno kloriranje.

Kondicioniranje mineralne sestave vode lahko razdelimo na odstranjevanje soli ali plinov iz vode, ki so v presežnih količinah (mehčanje, razsoljevanje in razsoljevanje, deferizacija, defluoridacija, razplinjevanje, dekontaminacija itd.) in dodajanje mineralov za izboljšanje organoleptičnih in fizioloških lastnosti vode. lastnosti vode (fluoridacija, delna mineralizacija po razsoljevanju itd.).

Za dezinfekcijo posameznih zalog vode se uporabljajo oblike tablet, ki vsebujejo klor. Aquasept, tablete, ki vsebujejo 4 mg aktivne klor mononatrijeve soli dikloroizocianurne kisline. Pantocid je zdravilo iz skupine organskih kloraminov, topnost je 15-30 minut. Sprosti 3 mg aktivnega klora.

DIREKTNI CIKLES RAZGRADNJE ORGANSKIH SPOJIN, KI VSEBUJEJO DUŠIK

predstavljajo nerazpadle beljakovinske snovi, pogosto živalskega izvora, pa tudi dušik, ki je del mikroorganizmov, nizkih rastlin in nerazgrajenih ostankov višjih rastlin.

Na začetku razgradnje nastane amoniak, nato pa pod delovanjem nitrifikacijskih bakterij v prisotnosti zadostne količine kisika amoniak oksidira v dušikovo kislino (NO 2 -) ( nitriti) in nato encimi druge družine mikrobov oksidirajo dušikovo kislino v dušikovo kislino (NO 3 -) (nitrati).

S svežim onesnaženjem z odpadki se poveča vsebnost vode. AMONIJEVE SOLI, to je amonijev ion 1. Indikator nedavno onesnaženje voda z organskimi snovmi beljakovinske narave. 2. Amonijev ion najdemo v čistih vodah, ki vsebujejo huminske snovi, in v vodah globokega izvora.

Določanje NITRITOV v vodi kaže na nedavno onesnaženje vodnega vira z organskimi snovmi (vsebnost nitritov v vodi ne sme presegati 0,002 mg/l).

NITRATI- to je končni produkt oksidacije amonijevih spojin v odsotnosti amonijevih in nitritnih ionov dolgotrajno onesnaženje vodni vir. Vsebnost nitratov v vodi iz rudniških vodnjakov mora biti 10 mg/l, v pitni vodi iz centralnega vodovoda pa do 45 mg/l).

Zaznavanje hkratne prisotnosti amonijevih soli, nitritov in nitratov v vodi kaže na stalno in dolgotrajno organsko onesnaženost vode.

KLORIDI- so v naravi izjemno razširjene in jih najdemo v vseh naravnih vodah. Zaradi velike količine v vodi je zaradi slanega okusa nepitna. Poleg tega lahko kloridi služijo kot indikator morebitne kontaminacije vodnega vira z odpadno vodo, zato so lahko kloridi kot sanitarno indikatorske snovi pomembni, če se testi njihove vsebnosti izvajajo večkrat, v bolj ali manj dolgem časovnem obdobju. (GOST "Pitna voda ne >> 350 mg / l).

SULFATI- so tudi pomembni pokazatelji organske onesnaženosti voda, saj jih vedno vsebuje gospodinjska odpadna voda. (GOST "Pitna voda" ne >> 500 mg/l).

OKSIDAJNOST- to je količina kisika v mg, ki se porabi za oksidacijo organskih snovi v 1 litru vode.

RAZTOPLJENI KISIK

Zaradi pomanjkanja stika z zrakom podzemna voda zelo pogosto ne vsebuje kisika. Stopnja nasičenosti površinskih voda je zelo različna. Voda se šteje za čisto, če vsebuje 90% največje možne vsebnosti kisika pri določeni temperaturi, Srednja čistost - pri 75-80%; Dvomljivo - pri 50-75%; Onesnaženo - manj kot 50%.

V skladu s Pravilnikom o varstvu površinskih voda pred onesnaževanjem mora biti vsebnost kisika v vodi kadar koli v letu najmanj 4 mg/l v vzorcu, odvzetem pred 12. uro.

Zaradi znatnih nihanj absolutne vsebnosti kisika v naravnih vodah je dragocenejši kazalec količina porabe kisika v določenem obdobju shranjevanja vode pri določeni temperaturi (BIOKEMIČNA POTREBA PO KISIKU 5 ali 20 dni - BPK 5 - BPK 20).

Da bi jo določili, preskusno vodo nasičimo z atmosferskim kisikom z močnim stresanjem, določimo začetno vsebnost kisika in pustimo 5 ali 20 dni pri temperaturi 20 0 C. Po tem ponovno določimo vsebnost kisika. Najpogosteje indikator BOD 5 uporablja se za karakterizacijo procesov samočiščenja rezervoarjev pred onesnaženjem z industrijsko in gospodinjsko odpadno vodo.

GLAVNI VIRI ONESNAŽENJA ZASEBNIKA, POSLEDICE ONESNAŽENJA ZAHOLNIKA

Glavni viri onesnaževanja vode so:

1. industrijska in gospodinjska odpadna voda (gospodinjska voda ima visoko bakterijsko in organsko onesnaženje)

2. drenažne vode z namakanih zemljišč

3. odpadne vode iz živinorejskih kompleksov (lahko vsebujejo patogene bakterije in jajčeca helmintov)

4. organizirani (meteorna drenaža) in neorganiziran površinski odtok z območja naselij, kmetijskih polj (uporaba različnih kemikalij - mineralnih gnojil, pesticidov itd.)

5. rafting na krtovem lesu;

6. vodni promet (3 vrste odpadnih voda: fekalne, gospodinjske in vode iz strojnic).

Poleg tega so lahko dodatni viri onesnaženja vode s patogeni črevesnih okužb: bolnišnična odpadna voda; množično kopanje; pranje perila v majhnem ribniku.

Onesnaženje, ki vstopa v vodna telesa:

1. kršijo normalne življenjske razmere biocenoze rezervoarja;

2. prispevati k spremembi organoleptičnih parametrov vode (barva, okus, vonj, prosojnost);

3. povečanje bakterijske kontaminacije vodnih teles. Človeška poraba vode, ki ni bila prečiščena in razkužena, vodi do razvoja: nalezljivih bolezni, in sicer bakterijskih, dizenterije, kolere, virusnih (virusni hepatitis), zoonoz (leptospiroza, tularemija), helminthiasis, pa tudi okužbe ljudi s protozoji. (ameba, ciliate natikač);

4. povečati količino kemikalij, katerih presežek v pitni vodi prispeva k razvoju kroničnih bolezni (na primer kopičenje svinca, berilija v telesu)

Zato za kakovost pitne vode veljajo naslednje higienske zahteve:

1. Voda mora biti epidemiološko neoporečna proti akutnim nalezljivim boleznim;

2. mora biti po kemični sestavi neškodljiv;

3. voda mora imeti ugodne organoleptične lastnosti, mora biti prijetnega okusa in ne sme povzročati estetskih zadržkov.

Za zmanjšanje obolevnosti ljudi, povezane z prenosom po vodi, je potrebno:

izvajanje okoljskega kompleksa ukrepov (podjetja so viri onesnaževanja) in nadzor nad njegovim izvajanjem (nadzorni organi Ministrstva za naravno gospodarstvo, FS Rospotrebnadzor);

uporaba metod za izboljšanje kakovosti pitne vode (vodokanal);

nadzor kakovosti pitne vode.

Za presojo epidemiološke nevarnosti vode se uporabljajo bakteriološki in kemični indikatorji onesnaženosti.

Bakteriološki indikatorji onesnaženosti vode. Z epidemiološkega vidika so pri ocenjevanju vode pomembni predvsem patogeni mikroorganizmi. Vendar pa je tudi ob sodobnem napredku mikrobiološke tehnologije testiranje vode na prisotnost patogenih mikroorganizmov, še bolj pa virusov, precej delovno intenziven proces. Zato se ne izvaja med množičnimi preskusi vode in se izvaja le, če obstajajo epidemiološke indikacije, na primer ob izbruhih nalezljivih bolezni, pri katerih obstaja sum na prenos vode.

Pri ocenjevanju kakovosti vode v sanitarni praksi se pogosto uporabljajo posredni bakteriološki kazalci onesnaženosti vode. Menijo, da manj ko je voda onesnažena s saprofiti, manj je nevarna z epidemiološkega vidika.

Eden od kazalcev onesnaženosti vode s saprofitsko mikrofloro je tako imenovano mikrobno število.

Mikrobno število je število kolonij, ki zrastejo, ko 1 ml vode inokuliramo na mesno-peptonski agar po 24 urah gojenja pri temperaturi 37°.

Mikrobno število označuje celotno bakterijsko onesnaženost vode. Pri ocenjevanju kakovosti vode po tem kazalniku uporabljajo podatke opazovanj, da v vodi neonesnaženih in dobro opremljenih arteških vodnjakov število mikrobov ne presega 10-30 na 1 ml, v vodi neonesnaženih rudniških vodnjakov - 300- 400 na 1 ml, v vodi relativno čistih odprtih rezervoarjev - 1000-1500 v 1 ml. Z učinkovitim čiščenjem in dezinfekcijo vodovodne vode število ne presega 100 v 1 ml.

Še večjega pomena pa je ugotavljanje prisotnosti E. coli v vodi, ki se izloča z iztrebki ljudi in živali. Zato prisotnost E. coli v vodi signalizira fekalno kontaminacijo in s tem možno kontaminacijo vode s patogenimi mikroorganizmi črevesne skupine (tifus, paratifus, dizenterija itd.).

Testiranje vode na vsebnost E. coli nam omogoča, da predvidimo možnost kontaminacije vode s patogeno mikrofloro v prihodnosti in s tem ustvarimo možnost, da jo preprečimo s pravočasnim izvajanjem potrebnih ukrepov.

Stopnjo onesnaženosti vode z E. coli izražamo z vrednostjo coli titra ali coli indeksa.

Titer coli je najmanjša količina testne vode, v kateri z ustrezno tehniko dokažemo (gojimo) E. coli. Nižji kot je titer koli, pomembnejša je fekalna kontaminacija vode.

Coli indeks - število E. coli v 1 litru vode.

V čisti vodi iz arteških vodnjakov je koli-titer običajno nad 500 (coli-indeks manjši od 2), v nekontaminiranih in dobro opremljenih vodnjakih pa koli-titer ni nižji od 100 (coli-indeks ni večji od 10).

Številne eksperimentalne študije so pokazale, da je E. coli bolj odporna na dezinfekcijska sredstva kot povzročitelji črevesnih okužb, tularemije, leptospiroze in bruceloze, zato lahko služi ne le kot pokazatelj onesnaženosti vode, ampak tudi kot indikator zanesljivost njegove dezinfekcije, na primer v sistemu oskrbe z vodo.

Če se po dezinfekciji vode titer E. coli dvigne na 300 (indeks coli ne več kot 3), se lahko takšna voda šteje za varno pred glavnimi povzročitelji bolezni, ki se širijo z vodo.

Kemični indikatorji onesnaženosti vode. Kemijski indikatorji onesnaženosti vode so organske snovi in ​​njihovi razgradni produkti: amonijeve soli, nitriti in nitrati. Razen nitratov same te spojine v količinah, v katerih se običajno nahajajo v naravnih vodah, ne vplivajo na zdravje ljudi. Njihova prisotnost lahko kaže le na onesnaženost prsti, skozi katero teče voda, ki napaja vodni vir, in da bi skupaj s temi snovmi v vodo lahko zašli tudi patogeni mikroorganizmi.

V nekaterih primerih ima lahko vsak od kemičnih indikatorjev drugačno naravo, na primer organske snovi so rastlinskega izvora. Zato je vodni vir mogoče prepoznati kot onesnažen le, če so izpolnjeni naslednji pogoji: 1) voda ne vsebuje enega, ampak več kemičnih indikatorjev onesnaženja; 2) v vodi so bili istočasno odkriti bakterijski indikatorji kontaminacije, kot je E. coli; 3) je možnost kontaminacije potrjena s sanitarnim pregledom vodnega vira.

Indikator prisotnosti organskih snovi v vodi je oksidabilnost, izražena v miligramih kisika, porabljenega za oksidacijo organskih snovi v 1 litru vode. Arteške vode imajo najnižjo oksidativnost - do 2 mg 02 na 1 liter; v vodah rudniških vodnjakov oksidabilnost doseže 3-4 mg 02 na 1 liter, s povečanjem barve vode pa se povečuje. V vodi iz odprtih rezervoarjev je lahko oksidacija še večja.

Povečanje oksidacije vode nad zgornjimi vrednostmi kaže na možno onesnaženje vodnega vira.

Glavni vir amonijevega dušika in nitritov v naravnih vodah je razgradnja beljakovinskih ostankov, živalskih trupel, urina in iztrebkov.

Pri svežem onesnaženju z odpadki se vsebnost amonijevih soli v vodi poveča (preseže 0,1 mg/l). Kot produkt nadaljnje kemične oksidacije amonijevih soli so nitriti v količinah nad 0,002 mg/l tudi pomemben pokazatelj onesnaženosti vodnega vira. Upoštevati je treba, da je v globokih podzemnih vodah med redukcijskimi procesi možna tvorba nitritov in amonijevih soli iz nitratov. Nitrati so končni produkt oksidacije amonijevih soli. Njihova prisotnost v vodi v odsotnosti amoniaka in nitritov kaže, da so snovi, ki vsebujejo dušik in so že bile mineralizirane, vstopile v vodo razmeroma nedavno.

Kloridi so nek pokazatelj onesnaženosti vodnega vira, saj jih vsebuje urin in razni odpadki, vendar je treba upoštevati, da lahko prisotnost velikih količin kloridov v vodi (več kot 30-50 mg/l) povzroči tudi izpiranje kloridnih soli iz slanih tal.

Za pravilno oceno izvora kloridov je treba upoštevati naravo vodnega vira, prisotnost kloridov v vodi sosednjih istovrstnih vodnih virov, pa tudi prisotnost drugih indikatorjev onesnaženosti vode.

Motnost je pokazatelj kakovosti vode, ki nastane zaradi prisotnosti v vodi neraztopljenih in koloidnih snovi anorganskega in organskega izvora. Motnost površinskih voda povzročajo mulj, silicijeva kislina, železovi in ​​aluminijevi hidroksidi, organski koloidi, mikroorganizmi in plankton. V podzemni vodi je motnost predvsem posledica prisotnosti neraztopljenih mineralov, pri prodiranju odpadne vode v tla pa tudi prisotnost organskih snovi. V Rusiji se motnost določi fotometrično s primerjavo vzorcev preskusne vode s standardnimi suspenzijami. Merilni rezultat je izražen v mg/dm3 pri uporabi osnovne standardne suspenzije kaolina oziroma v TU/dm3 (enote motnosti na dm3) pri uporabi osnovne standardne suspenzije formazina. Zadnja merska enota se imenuje tudi Formazine Turbidity Unit (FTU) ali v zahodni terminologiji FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU=1EMF=1EM/dm3. V zadnjem času se je fotometrična metoda merjenja motnosti s formazinom uveljavila kot glavna metoda po vsem svetu, kar se odraža v standardu ISO 7027 (Kakovost vode – Določanje motnosti). V skladu s tem standardom je merska enota za motnost FNU (Formazine Nephelometric Unit). Agencija ZDA za varstvo okolja (U.S. EPA) in Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) uporabljata nefelometrično enoto motnosti (NTU). Razmerje med osnovnimi enotami motnosti je naslednje: 1 FTU=1 FNU=1 NTU.

WHO ne standardizira motnosti na podlagi učinkov na zdravje, vendar z vidika videza priporoča, da motnost ne presega 5 NTU (nefelometrična enota motnosti), za namene dezinfekcije pa ne več kot 1 NTU.

Merilo prosojnosti je višina vodnega stolpca, na kateri lahko opazujemo belo ploščo določene velikosti, spuščeno v vodo (Secchijev disk) ali razločimo pisavo določene velikosti in vrste na belem papirju (Snellenova pisava). Rezultati so izraženi v centimetrih.

Značilnosti vode glede na prosojnost (motnost)

Chroma

Barva je pokazatelj kakovosti vode, predvsem zaradi prisotnosti huminskih in sulfinskih kislin ter železovih spojin (Fe3+) v vodi. Količina teh snovi je odvisna od geoloških razmer v vodonosnikih ter od števila in velikosti šotišč v porečju proučevane reke. Tako imajo površinske vode rek in jezer, ki se nahajajo na območjih šotišč in močvirnih gozdov, najvišjo barvo, najmanjšo pa v stepah in stepskih območjih. Pozimi je vsebnost organskih snovi v naravnih vodah minimalna, spomladi v času visokih voda in poplav ter poleti v času množičnega razvoja alg - cvetenja vode - se poveča. Podzemna voda je praviloma manj obarvana kot površinska. Tako je visoka barva zaskrbljujoč znak, ki kaže na težave v vodi. V tem primeru je zelo pomembno ugotoviti vzrok barve, saj so metode za odstranjevanje na primer železa in organskih spojin različne. Prisotnost organskih snovi ne le poslabša organoleptične lastnosti vode in vodi do pojava tujih vonjav, ampak povzroči tudi močno zmanjšanje koncentracije kisika, raztopljenega v vodi, kar je lahko kritično za številne postopke čiščenja vode. Nekatere načeloma neškodljive organske spojine lahko ob vstopu v kemične reakcije (na primer s klorom) tvorijo spojine, ki so zelo škodljive in nevarne za zdravje ljudi.

Barva se meri v stopinjah na lestvici platina-kobalt in se giblje od enot do tisoč stopinj - tabela 2.

Značilnosti vode po barvi

Okus in okus

Kvalitativne značilnosti odtenkov občutkov okusa - okusa - so izražene opisno: klor, riba, ​​grenak itd. Najpogostejši slan okus vode je najpogosteje posledica v vodi raztopljenega natrijevega klorida, grenkega magnezijevega sulfata, kislega presežka prostega ogljikovega dioksida itd. Prag zaznavanja okusa slanih raztopin je označen z naslednjimi koncentracijami (v destilirani vodi), mg/l: NaCl – 165; CaCl2 – 470; MgCl2 – 135; MnCl2 – 1,8; FeCl2 – 0,35; MgSO4 – 250; CaSO4 – 70; MnSO4 – 15,7; FeSO4 – 1,6; NaHCO3 – 450.

Glede na moč delovanja na organe okusa so ioni nekaterih kovin razvrščeni v naslednje vrste:

O kationi: NH4+ > Na+ > K+; Fe2+ ​​​​> Mn2+ > Mg2+ > Ca2+;

O anioni: OH->NO3->Cl->HCO3->SO42-.

Značilnosti vod po intenzivnosti okusa

Vonj

Navesti je treba tudi skupino vonjav v skladu z naslednjo razvrstitvijo:

Po naravi so vonjave razdeljene v dve skupini:

• naravnega izvora (organizmi, ki živijo in umirajo v vodi, razpadajoči rastlinski ostanki itd.)
• umetnega izvora (nečistoče industrijskih in kmetijskih odpadnih voda).

Naravne dišave

Značilnosti vode glede na intenzivnost vonja

Vodikova vrednost (pH)

Če ima voda zmanjšano vsebnost prostih vodikovih ionov (pH>7) v primerjavi z OH- ioni, potem bo imela voda alkalno reakcijo, s povečano vsebnostjo H+ ionov (pH<7)- кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.

Določanje pH se izvaja s kolorimetrično ali elektrometrično metodo. Voda z nizko pH reakcijo je jedka, voda z visoko pH reakcijo pa se peni.

Glede na pH lahko vodo razdelimo v več skupin:

Značilnosti vode glede na pH

Običajno je raven pH znotraj območja, pri katerem ne vpliva neposredno na kakovost vode za potrošnika. Tako je v rečnih vodah pH običajno v območju 6,5-8,5, v padavinah 4,6-6,1, v močvirjih 5,5-6,0, v morskih vodah 7,9-8,3. Zato WHO ne predlaga nobene medicinsko priporočene vrednosti za pH. Hkrati je znano, da je pri nizkem pH voda zelo jedka, pri visokem (pH>11) pa voda pridobi značilno milnost, neprijeten vonj in lahko povzroči draženje oči in kože. Zato velja, da je optimalni pH za pitno in gospodinjsko vodo v območju od 6 do 9.

Kislost

V navadnih naravnih vodah je kislost v večini primerov odvisna le od vsebnosti prostega ogljikovega dioksida. Naravni del kislosti tvorijo tudi huminske in druge šibke organske kisline ter kationi šibkih baz (amonijevi ioni, železo, aluminij, organske baze). V teh primerih pH vode ne pade pod 4,5.

Onesnažena vodna telesa lahko vsebujejo velike količine močnih kislin ali njihovih soli zaradi izpusta industrijske odpadne vode. V teh primerih je lahko pH pod 4,5. Del celotne kislosti, ki zniža pH na vrednosti< 4.5, называется свободной.

Togost

Toda skupna vsebnost kalcijevih in magnezijevih ionov v naravnih vodah je neprimerljivo večja od vsebnosti vseh drugih naštetih ionov – in celo njihove vsote. Trdoto torej razumemo kot vsoto količin kalcijevih in magnezijevih ionov - skupno trdoto, ki je sestavljena iz vrednosti karbonatne (začasne, izločene z vrenjem) in nekarbonatne (trajne) trdote. Prvi je posledica prisotnosti kalcijevih in magnezijevih bikarbonatov v vodi, drugi pa prisotnost sulfatov, kloridov, silikatov, nitratov in fosfatov teh kovin.

V Rusiji se trdota vode izraža v mEq/dm3 ali mol/l.

Karbonatna trdota (začasna) – nastane zaradi prisotnosti kalcijevih in magnezijevih bikarbonatov, karbonatov in ogljikovodikov, raztopljenih v vodi. Med segrevanjem se kalcijevi in ​​magnezijevi bikarbonati delno oborijo v raztopini kot posledica reakcij reverzibilne hidrolize.

Nekarbonatna trdota (konstantna) - nastane zaradi prisotnosti v vodi raztopljenih kalcijevih kloridov, sulfatov in silikatov (pri segrevanju vode se ne raztopijo in ne usedejo v raztopino).

Lastnosti vode po skupni vrednosti trdote

Alkalnost

Ločimo naslednje oblike alkalnosti vode: bikarbonatne (hidrokarbonatne), karbonatne, hidratne, fosfatne, silikatne, humatne - odvisno od anionov šibkih kislin, ki določajo alkalnost. Alkalnost naravnih voda, katerih pH je običajno< 8,35, зависит от присутствия в воде бикарбонатов, карбонатов, иногда и гуматов. Щелочность других форм появляется в процессах обработки воды. Так как в природных водах почти всегда щелочность определяется бикарбонатами, то для таких вод общую щелочность принимают равной карбонатной жесткости.

Železo, mangan

Poleg tega lahko vsebnost železa in mangana v vodi povzroči razvoj manganovih bakterij in železobakterij, katerih kolonije lahko povzročijo zamašitev vodovodnih omrežij.

Kloridi

Dušikove spojine

Nitriti nastajajo predvsem zaradi oksidacije amoniaka v vodi, vanjo lahko prodrejo tudi skupaj z deževnico zaradi redukcije nitratov v tleh.

Nitrati so produkt biokemične oksidacije amoniaka in nitritov ali pa se izpirajo iz zemlje.

Vodikov sulfid

O pri pH< 5 имеет вид H2S;

O pri pH > 7 se pojavi kot HS- ion;

O pri pH = 5:7 je lahko v obliki H2S in HS-.

voda V vodo pridejo zaradi spiranja sedimentnih kamnin, spiranja tal in včasih zaradi oksidacije sulfidov in žvepla – produktov razgradnje beljakovin iz odpadne vode. Visoka vsebnost sulfatov v vodi lahko povzroči bolezni prebavnega trakta, takšna voda pa lahko povzroči tudi korozijo betonskih in armiranobetonskih konstrukcij.

Ogljikov dioksid

Vodikov sulfid daje vodi neprijeten vonj, povzroča razvoj žveplovih bakterij in povzroča korozijo. Vodikov sulfid, ki je pretežno prisoten v podtalnici, je lahko mineralnega, organskega ali biološkega izvora ter v obliki raztopljenega plina ali sulfidov. Oblika, v kateri se pojavi vodikov sulfid, je odvisna od pH reakcije:

• pri pH< 5 имеет вид H2S;
• pri pH > 7 se pojavi kot HS- ion;
• pri pH = 5: 7 je lahko v obliki H2S in HS-.

Sulfati

Ogljikov dioksid

• pH< 4,0 – в основном, как газ CO2;
• pH = 8,4 – pretežno v obliki bikarbonatnega iona HCO3-;
• pH > 10,5 – predvsem v obliki karbonatnega iona CO32-.

Raztopljeni kisik

Relativna vsebnost kisika v vodi, izražena kot odstotek njegove običajne vsebnosti, se imenuje stopnja nasičenosti s kisikom. Ta parameter je odvisen od temperature vode, atmosferskega tlaka in stopnje slanosti. Izračunano po formuli: M = (ax0,1308x100)/NxP, kjer je

M – stopnja nasičenosti vode s kisikom, %;

A – koncentracija kisika, mg/dm3;

P – atmosferski tlak na določenem območju, MPa.

N je normalna koncentracija kisika pri dani temperaturi in skupnem tlaku 0,101308 MPa, podana v naslednji tabeli:

Topnost kisika v odvisnosti od temperature vode

Oksidabilnost

Obstaja več vrst oksidacije vode: permanganat (1 mg KMnO4 ustreza 0,25 mg O2), dikromat, jodat, cerij. Najvišjo stopnjo oksidacije dosežemo z dikromatnimi in jodatnimi metodami. V praksi čiščenja vode se za naravne, malo onesnažene vode ugotavlja permanganatna oksidacija, v bolj onesnaženih vodah pa praviloma dikromatna oksidacija (imenovana tudi KPK - kemična potreba po kisiku). Oksidabilnost je zelo priročen kompleksen parameter, ki omogoča oceno celotne onesnaženosti vode z organskimi snovmi. Organske snovi, ki jih najdemo v vodi, so po naravi in ​​kemijskih lastnostih zelo raznolike. Njihova sestava se oblikuje tako pod vplivom biokemičnih procesov, ki se pojavljajo v rezervoarju, kot zaradi dotoka površinske in podzemne vode, atmosferskih padavin, industrijskih in gospodinjskih odpadnih voda. Stopnja oksidabilnosti naravnih voda se lahko zelo razlikuje od frakcij miligramov do desetin miligramov O2 na liter vode.

Površinske vode imajo večjo oksidativnost, kar pomeni, da vsebujejo visoke koncentracije organskih snovi v primerjavi s podzemnimi vodami. Tako je za gorske reke in jezera značilna oksidativnost 2-3 mg O2/dm3, nižinske reke - 5-12 mg O2/dm3, reke, ki se napajajo iz močvirij - desetine miligramov na 1 dm3.

Podzemna voda ima povprečno oksidativno stopnjo od stotink do desetink miligrama O2/dm3 (izjeme so vode na območjih naftnih in plinskih polj, šotnih barjih, močno močvirnatih območjih in podzemne vode v severnem delu Ruske federacije) .

Električna prevodnost

Dejstvo je, da so naravne vode raztopine mešanic močnih in šibkih elektrolitov. Mineralni del vode sestavljajo predvsem natrijevi (Na+), kalijevi (K+), kalcijevi (Ca2+), klorovi (Cl–), sulfatni (SO42–) in hidrogenkarbonatni (HCO3–) ioni.

Ti ioni določajo predvsem električno prevodnost naravnih voda. Prisotnost drugih ionov, na primer železovega in dvovalentnega železa (Fe3+ in Fe2+), mangana (Mn2+), aluminija (Al3+), nitrata (NO3–), HPO4–, H2PO4– itd. nima tako močnega vpliva na električno prevodnost (seveda pod pogojem, da teh ionov voda ne vsebuje v večjih količinah, kot je to lahko npr. v industrijskih ali gospodinjskih odpadnih vodah). Merilne napake nastanejo zaradi neenake specifične električne prevodnosti raztopin različnih soli, pa tudi zaradi povečanja električne prevodnosti z naraščajočo temperaturo. Vendar pa sodobna raven tehnologije omogoča minimiziranje teh napak, zahvaljujoč vnaprej izračunanim in shranjenim odvisnostim.

Električna prevodnost ni standardizirana, vendar vrednost 2000 µS/cm približno ustreza skupni mineralizaciji 1000 mg/l.

Redoks potencial (redoks potencial, Eh)

Podzemna voda je razvrščena:

• Eh > +(0,1–1,15) V – oksidacijsko okolje; voda vsebuje raztopljen kisik, Fe3+, Cu2+, Pb2+, Mo2+ itd.
• Eh – 0,0 do +0,1 V – prehodno redoks okolje, za katerega je značilen nestabilen geokemični režim in spremenljiva vsebnost kisika in vodikovega sulfida ter šibka oksidacija in šibka redukcija različnih kovin;
• Eh< 0,0 – восстановительная среда; в воде присутствуют сероводород и металлы Fe2+, Mn2+, Mo2+ и др.

Prisotnost organskih snovi v vodi. Količina raztopljenega kisika je odvisna od temperature vode. Nižja kot je temperatura, več je v vodi raztopljenega kisika. Poleg tega je vsebnost kisika odvisna od prisotnosti zoo- in fitoplanktona v vodi. Če je v vodi veliko alg ali veliko živali, je vsebnost kisika manjša, saj se del kisika porabi za vitalno aktivnost živalskega vrta in fitoplanktona. Vsebnost kisika je odvisna tudi od površine rezervoarja: v odprtih rezervoarjih je kisika več. Vsebnost kisika v vseh drugih pogojih bo odvisna od zračnega tlaka in onesnaženosti. Večja kot je onesnaženost, manj kisika je v vodi, saj se bo kisik porabil za oksidacijo onesnaženja (organskih snovi). Za presojo, ali je v rezervoarju dovolj ali premalo kisika, obstajajo Windlerjeve tabele, ki podajajo podatke o meji topnosti kisika pri določeni temperaturi. Če določimo količino raztopljenega kisika v našem vzorcu vode in ugotovimo, da pri 7 stopinjah naš vzorec vsebuje 9 mg kisika, potem te številke ne povedo ničesar. Pogledati moramo Windlerjevo tabelo: pri 7 stopinjah naj bi se raztopilo 11 mg. Kisik na liter in to nakazuje, da voda očitno vsebuje veliko količino organskih snovi

Indikator biokemične potrebe po kisiku (BPK). BPK je količina kisika, ki je potrebna za oksidacijo zlahka oksidiranih organskih snovi v 1 litru vode. Pogoji za to analizo: izpostavljenost 1 dan, 5 dni, dvajset dni. Metodologija: potreben je čas in temen prostor: vzemite dva kozarca in ju napolnite z vodo za testiranje. V prvem kozarcu takoj določimo vsebnost kisika, drugi kozarec pa postavimo ali za en dan, ali za 5, ali za 20 v temen prostor in določimo vsebnost kisika. Več organske snovi kot vsebuje vzorec vode, manj kisika bo zaznanega, ker se bo del raztopljenega kisika porabil za oksidacijo organske snovi (lahko oksidira).

Oksidabilnost vode je količina kisika, ki je potrebna za oksidacijo lahko in srednje oksidiranih organskih snovi v 1 litru vode. Pogoji: oksidant - kalijev permanganat, 10 minut vrenja. Visoka stopnja oksidacije ne pomeni vedno težave z vodnim virom. Visoka stopnja oksidacije je lahko posledica rastlinskih organskih snovi. Na primer, voda jezera Ladoga in na splošno voda severnih rezervoarjev vsebuje večjo količino organskih snovi rastlinskega izvora in oksidacija naših voda je precej visoka, vendar to ne pomeni, da je voda škodljiva ali onesnažena. . Poleg tega je lahko visoka stopnja oksidacije posledica prisotnosti anorganskih snovi v vodi - močnih reducentov, kar je značilno za podtalnico. Sem spadajo sulfidi, sulfiti in soli železovega oksida. Nitriti. Visoka stopnja oksidacije je lahko posledica prisotnosti organskih snovi živalskega izvora v vodi in le v tem primeru govorimo, da je rezervoar onesnažen. Seveda se postavlja vprašanje: kako se lahko odločimo, zakaj imamo visoko stopnjo oksidacije? Za odgovor na to vprašanje obstajajo naslednje tehnike: da bi razlikovali oksidabilnost zaradi organskih snovi od oksidabilnosti zaradi anorganskih snovi, morate opraviti test na mrazu: anorganske snovi (mineral) oksidirajo na mrazu. Recimo, da je bila naša stopnja oksidacije 8 mg/l, testirali smo jo na hladnem in ugotovili, da je stopnja oksidacije na mrazu 1 mg/l. Izkazalo se je, da je zaradi organskih snovi 7 mg/l. Sedaj moramo ločiti organske snovi rastlinskega in živalskega izvora. V tem primeru morate pogledati bakteriološke indikatorje. GOST ne standardizira oksidacije, saj je lahko visoka tako v običajni kot v onesnaženi vodi. Vendar pa obstajajo okvirni standardi. Približni standardi so naslednji: za površinska vodna telesa - 6-8 mg / l. Za podzemne vodne vire, za rudniške vrtine 4 mg/l, za arteške vode 1-2 mg/l.

KPK je tudi pokazatelj prisotnosti organskih snovi v vodi – kemična potreba po kisiku. To je količina kisika, ki je potrebna za oksidacijo lahko, zmerno in težko oksidiranih organskih snovi, ki jih najdemo v 1 litru vode. Pogoji analize: kalijev diklorid kot oksidant, koncentrirana žveplova kislina, dve uri vre. V kateri koli vodi, če je analiza izvedena pravilno, bo BPK vedno manjša od oksidabilnosti, oksidabilnost pa bo vedno manjša od KPK. Določanje KPK, BPK in oksidabilnosti je pomembno za napoved sistema čiščenja odpadne vode. Če vzamete odpadno vodo našega mesta in odpadno vodo tovarne celuloze in papirja ter določite te 3 dejavnike, boste dobili, da je večina odpadne vode zlahka oksidirane kemikalije, zato je za čiščenje potrebno uporabiti biološko metodo . Odpadna voda iz tovarne celuloze in papirja vsebuje bistveno več srednje in težko oksidativnih snovi, zato je potrebno uporabiti kemično čiščenje.

Študija organskega ogljika je pokazatelj prisotnosti organskih snovi v vodi. Več kot je organskega ogljika, več organskih snovi je v vodi. Obstajajo okvirni standardi za organski ogljik. Menijo, da če je prisoten v območju 1-10 mg / l, je to vodno telo čisto, več kot 100 - onesnaženo.

CCE - izvleček karbokloroforma. Ta indikator vam omogoča, da ugotovite prisotnost težko zaznavnih snovi v vodi: naftnih derivatov, pesticidov, površinsko aktivnih snovi. Vse te snovi se adsorbirajo na premog in nato ekstrahirajo. Menijo, da če je CCE znotraj 0,15 - 0,16, potem je to vodno telo čisto, 10 ali več - vodno telo je onesnaženo.

Določanje kloridov in sulfatov. Kloridi dajejo slan okus, sulfati dajejo grenak okus. Kloridi naj ne presegajo 250 mg/l, sulfati pa 500 mg/l. Najpogosteje so kloridi in sulfati v vodi mineralnega izvora, kar je povezano s sestavo tal, v nekaterih primerih pa so kloridi in sulfati lahko pokazatelji onesnaženosti, ko pridejo v vodna telesa kot onesnaženje iz kopališke odpadne vode itd. Če se vsebnost teh snovi skozi čas spreminja, potem seveda pride do onesnaženja vodnega vira.

Suhi ostanek. Če vzamete 1 liter vode in jo odparite, stehtate ostanek, boste dobili težo suhega ostanka. Bolj ko je voda mineralizirana, večji bo ta suhi ostanek. V skladu z GOST suhi ostanek ne sme presegati 1000 mg / l. Izguba pri žarenju nam omogoča, da ocenimo količino organskih snovi v ostanku (tako gorijo organske snovi, večja je količina organskih snovi v vodi). V čisti vodi izgube pri žarenju ne smejo presegati 1/3 suhega ostanka, to je 333 mg.

Vsi ti indikatorji so posredni, saj ne omogočajo določitve snovi, ki so povzročile onesnaženje. Bolj neposredni so bakteriološki indikatorji - indeks in titer bakterije Escherichia coli.