ПРЯМОЙ ЦИКЛ РАЗЛОЖЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

представлен неразложившимися веществами белковой природы, нередко животного происхождения, а также азотом, входящим в состав микроорганизмов, низких растений и неразложившихся остатков высших растений.

Вначале разложения образуется аммиак, затем под действием нитрифицирующих бактерий в присутствии достаточного количества кислорода аммиак окисляется до азотистой кислоты (NО 2 -) (нитриты) и далее ферменты другого микробного семейства окисляют азотистую кислоту в азотную (NО 3 -) (нитраты ).

При свежем загрязнении отбросами в воде вырастает содержание АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ , то есть ион аммония является 1. Индикатором недавнего загрязнения воды органическими веществами белковой природы. 2. Ион аммония может быть обнаружен в чистых водах, содержащих гумусовые вещества и в водах глубокого грунтового происхождения.

Обнаружение в воде НИТРИТОВ свидетельствует о недавнем загрязнении водоисточника органикой (содержание в воде нитритов должно быть не более 0,002 мг/л).

НИТРАТЫ - это конечный продукт окисления аммонийных соединений, наличие в воде при отсутствии ионов аммония и нитритов указывает на давнее загрязнение водоисточника. Содержание нитратов в воде шахтных колодцев должно быть 10 мг/л в питьевой воде централизованного водоснабжения до 45 мг/л).

Обнаружение в воде одновременного присутствия солей аммонийных, нитритов и нитратов свидетельствует о постоянном и длительном органическом загрязнении воды.

ХЛОРИДЫ - имеют исключительно широкое распространение в природе и встречаются во всех природных водах. Большое их количество в воде делает ее непригодной для питья из-за соленого вкуса. Кроме того, хлориды могут служить показателем возможного загрязнения водоисточника сточными водами, поэтому хлориды как санитарно-показательные вещества могут иметь значение в том случае, если анализы на их содержание проводятся неоднократно, на протяжении более или менее длительного времени. (ГОСТ "Вода питьевая не >> 350 мг/л).

СУЛЬФАТЫ - также являются важными показателями органического загрязнения воды, так как они всегда содержатся в хозяйственно бытовых сточных водах. (ГОСТ "Вода питьевая" не >> 500 мг/л).

ОКИСЛЯЕМОСТЬ - это количество кислорода в мг, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1 литре воды.

РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД

Подземные воды вследствие отсутствия соприкосновения с воздухом очень часто не содержат кислород. Степень насыщения поверхностных вод сильно колеблется. Вода считается чистой, если в ней содержится 90% кислорода от максимально возможного содержания при данной температуре, Средней чистоты - при 75-80%; Сомнительной - при 50-75%; Загрязненной - менее 50%.

Согласно "Правилам охраны поверхностных вод от загрязнений", содержание кислорода в воде в любой период года должно быть не менее 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 часов дня.

Вследствие значительных колебаний абсолютного содержания кислорода в природных водах более ценным показателем является величина потребления кислорода в течение некоторого срока хранения воды при определенной температуре (БИОХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ в течение 5 или 20 суток - БПК 5 - БПК 20).

Для его определения исследуемую воду путем энергичного встряхивания насыщают кислородом воздуха, определяют в ней исходное содержание кислорода и оставляют на 5 или 20 суток при температуре 20 0 С. После этого вновь определяют содержание кислорода. Чаще всего показатель БПК 5 используется для характеристики процессов самоочищения водоемов от загрязнения промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ, ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ

Основными источниками загрязнения водоемов являются:

1. промышленные и бытовые сточные воды (бытовые воды имеют высокую бактериальную и органическую загрязненность)

2. дренажные воды с орошаемых земель

3. сточные воды животноводческих комплексов (могут содержать патогенные бактерии и яйца гельминтов)

4. организованный (ливневая канализация) и неорганизованные поверхностный сток с территории населенных пунктов, с/х полей (использование различных химических препаратов - минеральных удобрений, пестицидов и т.д.)

5. молевой сплав леса;

6. водный транспорт (сточные воды 3-х видов: фекальные, хозяйственно-бытовые и воды, получаемые в машинных отделениях).

Кроме того, дополнительными источника заражения воды возбудителями кишечных инфекций могут стать: сточные воды больниц; массовые купания; стирка белья в небольшом водоеме.

Загрязнения, поступающие в водоемы:

1. нарушают нормальные условия жизнедеятельности биоценоза водоема;

2. способствуют изменению органолептических показателей воды (цветность, привкус, запах, прозрачность);

3. повышают бактериальную загрязненность водоемов. Употребление человеком воды, не подвергшейся методам очистки и обеззараживания, приводит к развитию: инфекционных заболеваний, а именно бактериальных, дизентерии, холеры, вирусных (вирусных гепатит), зоонозам (лептоспироз, туляремия), гельминтозам, а так же заражение человека простейшими (амеба, инфузория туфелька);

4. увеличивают количество химических веществ, превышение ПДК которых в питьевой воде способствует развитию хронических заболеваний (например, накопление в организме свинца, бериллия)

Поэтому к качеству питьевой воды предъявляют следующие гигиенические требования:

1. Вода должна быть эпидемиологически безопасной в отношении острых инфекционных заболеваний;

2. должна быть безвредной по химическому составу;

3. вода должна иметь благоприятные органолептические показатели должна быть приятной на вкус, не должна вызывать эстетическое неприятие.

Для снижения заболеваемости человека, связанной с водным фактором передачи необходимо:

выполнение природоохранного комплекса мероприятий (предприятия источники загрязнений) и контроль над его выполнением (контролирующие органы министерства природного хозяйства, ФС «Роспотребнадзор»);

применение методов улучшения качества питьевой воды (водоканал);

контроль качества питьевой воды.

ПОКАЗАТЕЛИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ

ПОКАЗАТЕЛИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ показатели, по которым определяют степень и характер загрязнения воды. Различают показатели физические (степень мутности, запах и рН воды), химические (количество растворенного в воде кислорода, ВПК, ХПК , окисляемость, количество аммонийного азота), бактериологические (титр кишечной палочки и наличие патогенных микроорганизмов), гидробиологические (видовой состав гидробионтов - соотношение сапробных и олигосапробных организмов) и др. В санитарно-биологическом отношении принимаются во внимание некоторые гидробионты , главным образом бактерии, напр, кишечная палочка (показатели наличия выделений человека и животных), а также микроорганизмы , растущие на нефти и нефтепродуктах (показатели загрязнения нефтью), санитарно-химические- БПК 5 и ХПК. Биохимический показатель загрязнения (БПЗ) это отношение БПК за пять суток к окисляемости воды , выраженной в процентах. БПЗ, или коэффициент нестойкости растворенного в воде органические вещества, принимается как показатель загрязнения воды органическим веществом, внесенным в водоем либо возникшим в нем. В загрязненных водоемах БПЗ достигает 100-500%.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

• ПОЙМЕННЫЙ ЛУГ
• ПОКАЗАТЕЛИ ТОКСИЧНОСТИ

Смотреть что такое "ПОКАЗАТЕЛИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ" в других словарях:

ПОКАЗАТЕЛИ ВРЕДНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ - показатели, отражающие токсичное действие загрязняющего вещества на человека (санитарно токсикологический П.в.), ухудшение органолептических свойств воды (органолептический П.в.) и нарушение процессов самоочищения водоема (общесанитарный П.в.).… … Экологический словарь

гидробиологические показатели качества воды - 3.1.10 гидробиологические показатели качества воды: Показатели качества воды, определяемые по состоянию гидробионтов. Источник: Р 52.24.763 2012: Оценка состояния пресноводных экосистем по комплексу химико биологических показателей …

Комплекс показателей, характеризующих состояние экологической обстановки: уровень нарушенности естественных экосистем; состояние отдельных компонентов природной среды (воды, воздуха, почвы); объёмы выбросов загрязняющих веществ; площади… … Словарь черезвычайных ситуаций

Р 52.24.756-2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения) - Терминология Р 52.24.756 2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения): 3.1.1 аварийная ситуация на водном объекте: Ситуация, сложившаяся на водном объекте или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ - АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ. А. в., в отличие от грунтовых, называются такие глубокие подземные воды, к рые, скопляясь между двумя водонепроницаемыми пластами, находятся под постоянным напором всей массы воды, наполняющей данный водный горизонт. При… … Большая медицинская энциклопедия

Для домашнего применения. Фильтр для воды устройство для очистки воды от механических, нерастворимых частиц, примесей, хлора и его производных, а так же от вирусов, бактерий, тяжелых металлов и т.д. Бытовые фильтры используемые для… … Википедия - (Н2О) жидкость без запаха, вкуса, цвета; самое распространенное природное соединение. По физико химическим свойствам В. отличается аномальным характером констант, которые определяют многие физические и биологические процессы на Земле. Плотность В … Медицинская энциклопедия

Технологии очистки

Направления деятельности

Применяемое оборудование

Задать вопрос специалисту

Традиционно показатели качества воды подразделяют на физические (температура, цветность, вкус, запах, мутность и т.д.), химические (водородный показатель воды pH, щелочность, жесткость, окисляемость, общая минерализация (сухой остаток) и т.д.) и санитарно-бактериологические (общая бактериальная загрязненность воды, коли-индекс, содержание в воде токсичных и радиоактивных компонентов и др.).

Для определения, насколько вода соответствует требуемым нормам, документально устанавливаются численные значения показателей качества воды, с которыми производится сравнение измеренных показателей.

Нормативно-техническая литература, составляющая водно-санитарное законодательство, предъявляет конкретные требования к качеству воды - в зависимости от ее назначения. К таким документам относятся ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода», «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества», СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».

Согласно требованиям СанПин питьевая вода должна быть безвредной по своему химическому составу, безопасной в радиационном и эпидемиологическом отношении, а также обладать приятным вкусом и запахом. Поэтому для сохранения собственного здоровья так важно знать, что за воду вы пьете. Для этого ее надо сдать на анализ – проверить, насколько вода соответствует требованиям санитарных норм и правил.

Рассмотрим подробно параметры, по которым оценивается качество воды.

Физические показатели качества воды

Температура воды поверхностных источников определяется температурой воздуха, его влажностью, скоростью и характером движения воды (а также рядом других факторов). В зависимости от времени года она может претерпевать значительные изменения (от 0,1 до 30º С). Для подземных источников температура воды отличается большей стабильностью (8-12 º С).

Оптимальная температура воды для питьевых целей составляет 7-11 ºС.

Стоит отметить, что этот параметр воды имеет большое значение для некоторых производств (например, для систем охлаждения и конденсации пара).

Мутность – показатель содержания в воде различных взвешенных веществ (минерального происхождения – частиц глины, песка, ила; неорганического происхождения – карбонатов различных металлов, гидроокиси железа; органического происхождения - планктона, водорослей и др.). Попадание взвешенных веществ в воду происходит вследствие размыва берегов и дна реки, поступления их с талыми, дождевыми и сточными водами.

Подземные источники имеют, как правило, небольшую мутность воды за счет наличия в ней взвеси гидрооксида железа. Для поверхностных вод мутность чаще обуславливается присутствием зоо- и фитопланктона, илистых или глинистых частиц; ее величина колеблется в течение года.

Мутность воды обычно выражается в миллиграммах на литр (мг/л); ее величина для питьевой воды по нормам СанПиН 2.1.4.559-96 не должна превышать 1,5 мг/л. Для ряда производств пищевой, медицинской, химической, электронной промышленности используется вода такого же или более высокого качества. В то же время во многих производственных процессах допустимо использование воды с повышенным содержанием взвешенных веществ.

Цветность воды - показатель, характеризующий интенсивность окраски воды. Он измеряется в градусах по платиново-кобальтовой шкале, при этом исследуемая проба воды сравнивается по окраске с эталонными растворами. Цветность воды обуславливается присутствием в ней примесей как органической, так и неорганической природы. Сильно влияет на эту характеристику наличие в воде вымываемых из почвы органических веществ (гуминовых и фульвовых кислот, в основном); железа и других металлов; техногенных загрязнений из промышленных сточных вод. Требование СанПиН 2.1.4.559-96 – цветность питьевой воды должна быть не более 20º. Отдельные виды промышленности ужесточают требования к величине цветности воды.

Запах и привкус воды – эта характеристика определяется органолептически (с помощью органов чувств), поэтому она достаточно субъективна.

Запахи и привкус, которыми может обладать вода, появляются за счет присутствия в ней растворенных газов, органических веществ, минеральных солей, химических техногенных загрязнений. Интенсивность запахов и привкусов определяются по пятибалльной шкале или по «порогу разбавления» испытуемой пробы воды дистиллированной водой. При этом устанавливается кратность разбавления, необходимая для исчезновения запаха или привкуса. Определение запаха и вкуса происходит с помощью непосредственного дегустирования при комнатной температуре, а также при температуре 60º С, вызывающей их усиление. Питьевая вода при 60º С не должна иметь привкус и запах более 2-х баллов (требования ГОСТ 2874-82).

В соответствии с 5-ти бальной шкалой: при 0 баллов - запах и привкус не обнаруживается;

при 1 балле вода имеет очень слабые запах или привкус, обнаруживаемые только опытным исследователем;

при 2-х баллах имеются слабые запах или привкус, очевидные и для неспециалиста;

при 3-х баллах легко обнаруживаются заметные запах или привкус (что и является причиной жалоб на качество воды);

при 4-х баллах различаются отчётливые запах или привкус, могущие заставить воздержаться от употребления воды;

при 5-ти баллах вода имеет такие сильные запах или привкус, что становится совершенно непригодной для питья.

Вкус воды обусловлен наличием в ней растворенных веществ, придающий ей определенный привкус, который может быть солоноватым, горьковатым, сладковатым и кисловатым. Природные воды имеют, как правило, только солоноватый и горьковатый привкус. Причем солоноватый привкус появляется у воды, содержащей хлорид натрия, а горьковатый привкус дает избыток сульфата магния. Вода с большим количеством растворённой углекислоты (т.н. минеральные воды) имеет кислый вкус. Вода с чернильным или железистым привкусом насыщена солями железа и марганца; вяжущий привкус ей придает сульфат кальция, перманганат калия; щелочной привкус вызывается содержанием в воде соды, поташи, щелочи. Привкус может иметь естественное происхождение (присутствие марганца, железа, метана, сероводорода и т.д.) и искусственное происхождение (при сбросе промышленных стоков). Требования СанПиН 2.1.4.559-9 к питьевой воде - привкус не более 2 баллов.

Запахи воде придают различные живущие и отмершие организмы, растительные остатки, специфические веществами, выделяемые некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствие в воде растворенных газов, таких как хлор, аммиак, сероводород, меркаптаны или органических и хлорорганических загрязнений. Запахи бывают природного (естественного) и искусственного происхождения. К первым относятся такие запахи, как древесный, ароматический, землистый, болотный, плесневый, гнилостный, травянистый, рыбный, неопределённый и сероводородный и др. Запахи искусственного происхождения получают свое название по определяющим их веществам: камфорный, фенольный, хлорный, смолистый, аптечный, хлор-фенольный, запах нефтепродуктов и т. д.

Требования СанПиН 2.1.4.559-9 к питьевой воде - запах не более 2 баллов.

Химические показатели качества воды

Общая минерализация (сухой остаток). Общая минерализация - количественный показатель растворенных в 1 л воды веществ (неорганических солей, органических веществ - кроме газов). Этот показатель также называют общим солесодержанием. Его характеристикой является сухой остаток, получаемый в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивании задержанного остатка до постоянной массы. Российскими нормативами допускается минерализация воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей, не более 1000 - 1500 мг/л. Сухой остаток для питьевой воды не должен превышать 1000 мг/л.

Активная реакция воды (степень её кислотности или щёлочности) определяется соотношением существующих в ней кислых (водородных) и щелочных (гидроксильных) ионов. При ее характеристике пользуются рН – водородным и гидроксильным показателями, определяющими, соответственно, кислотность и щелочность воды. Величина водородного показателя pH равна отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов в воде. При равном количестве кислотных и щелочных ионов, реакция воды нейтральная, а значение pH=7. При рН<7,0 вода имеет кислую реакцию; при рН>7,0 – щелочную. Нормы СанПиН 2.1.4.559-96 требуют, чтобы значение рН питьевой воды находилось в пределах 6,0...9,0. Большинство природных источников имеют значение рН в указанных пределах. Однако может вызвать существенное изменение значения рН. Правильная оценка качества воды и точный выбор способа ее очистки предполагает знание рН воды источников в различные периоды года. Вода с низкими значениями рН оказывает сильное коррозирующее воздействие на сталь и бетон.

Часто качество воды описывается через такой термин, как жесткость. Требования к качеству воды по показателю жесткости в России и Европе очень сильно различаются: 7 мг-экв/л (по российским нормам) и 1 мг-экв/л (директива Совета ЕС). Повышенная жесткость представляет собой самую распространенную проблему качества воды.

Жесткость воды – показатель, характеризующий содержание в воде солей жесткости (главным образом, кальция и магния). Он измеряется в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Различают такие понятия как карбонатная (временная) жесткость, некарбонатная (постоянная) жесткость и общая жесткость воды.

Карбонатная жесткость (устранимая) – показатель наличия в воде гидрокарбоната кальция и магния. При кипячении воды происходит его разложение с образованием малорастворимых солей и углекислого газа.

Некарбонатная или постоянная жесткость определяется содержанием в воде некарбонатных солей кальция и магния - сульфатов, хлоридов, нитратов. При кипячении воды они не выпадают в осадок и остаются в растворе.

Общая жесткость – суммарная величина содержания в воде солей кальция и магния; представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости.

В зависимости от величины жесткости вода характеризуется как:

Величина жесткости воды значительно варьирует в зависимости от того, какие типы пород и почв слагают бассейн водосбора; от погодных условий и сезона года. Так, в поверхностных источниках вода, как правило, относительно мягкая (3...6 мг-экв/л) и зависит от расположения - чем южнее, тем выше жесткость воды. Жесткость подземных вод меняется в зависимости от глубины и расположения горизонта водоносного слоя и величины годового объема осадков. В слое известняка жесткость воды обычно составляет 6 мг-экв/л и более.

Жесткость питьевой воды (по нормам СанПиН 2.1.4.559-96) не должна превышать 7,0 мг-экв/л.

Жесткая вода из-за избытка кальция обладает неприятным вкусом. Опасность постоянного употребления воды с повышенной жесткостью - в снижении моторики желудка, накоплении солей в организме, риске заболевания суставов (артриты, полиартриты) и образования камней в почках и желчных путях. Правда, очень мягкая вода также не полезна. Мягкая вода, обладающая большой активностью, способна вымывать кальций из костей, что ведет к их ломкости; развитию рахита у детей. Еще одним неприятным свойством мягкой воды является ее способность при прохождении через пищеварительный тракт вымывать также полезные органические вещества, в том числе и полезные бактерии. Оптимальный вариант - вода жесткостью 1,5-2 мг-экв/л.

Уже общеизвестно, что нежелательно использовать жесткую воду для хозяйственных целей. Такие последствия, как налет на сантехнических приборах и арматуре, образование накипи в водонагревательных системах и приборах – очевидны! Образование осадка кальциевых и магниевых солей жирных кислот при хозяйственно-бытовом использовании жесткой воды приводит к значительному росту расхода моющих средств и замедлению процесса приготовления пищи, что проблемно для пищевой промышленности. В ряде случаев использование жесткой воды в производственных целях (в текстильной бумажной промышленности, на предприятиях искусственного волокна, для питания паровых котлов и др.) запрещается из-за нежелательных последствий.

Использование жесткой воды уменьшает срок службы водонагревательной техники (бойлеров, батарей центрального водоснабжения и др.). Отложение солей жесткости (гидрокарбонатов Ca и Mg) на внутренних стенках труб, накипные отложения в водонагревательных и охлаждающих системах уменьшают проходное сечение, снижают теплоотдачу. В системах оборотного водоснабжения не допускается использовать воду с высокой карбонатной жесткостью.

Щёлочность воды . Общая щёлочность воды – это сумма содержащихся в ней гидратов и анионов слабых кислот (кремниевой, угольной, фосфорной и т.д.). При характеристике подземных вод в подавляющем большинстве случаев используют гидрокарбонатную щёлочность, то есть содержание в воде гидрокарбонатов. Формы щелочности: бикарбонатная, карбонатная и гидратная. Определение щелочности (мг-экв/л) производится в целях контроля качества питьевой воды; для определения пригодности воды для полива; для расчета содержания карбонатов, для последующей очистки сточных вод.

ПДК по щелочности 0,5 - 6,5 ммоль / дм3.

Хлориды – их присутствие наблюдается практически во всех водах. Их наличие в воде объясняется вымыванием из горных пород хлорида натрия (поваренной соли), очень распространённой на Земле соли. Значительное количество хлоридов натрия содержится в морской воде, а также в воде некоторых озер и подземных источников.

В зависимости от стандарта ПДК хлоридов в питьевой воде равняется 300...350 мг/л.

Повышенное содержание хлоридов с одновременным присутствием в воде нитритов, нитратов и аммиака встречается в случае загрязнённости источника бытовыми сточными водами.

Сульфаты наличествуют в подземных водах, как результат растворения гипса, имеющегося в пластах. При избыточном содержании сульфатов в воде у человека возникает расстройство желудочно-кишечного тракта (эти соли обладают слабящим эффектом).

ПДК сульфатов в питьевой воде составляет 500 мг/л.

Содержание кремниевых кислот . Кремниевые кислоты различной формы (от коллоидной до ионодисперсной) встречаются в воде подземных и поверхностных источников. Кремний имеет малую растворимость, и его содержание в воде, как правило, невелико. Попадание кремния в воду происходит также с промышленными стоками предприятий, осуществляющих производство керамики, цемента, стекольных изделий, силикатных красок.

ПДК кремния составляет 10 мг/л. Использование воды, содержащей кремниевые кислоты, запрещено для питания котлов высокого давления – из-за образования силикатной накипи на стенках.

Фосфатов в воде обычно немного, поэтому их повышенное содержание сигналит о возможном загрязнении промышленными стоками или стоками с сельскохозяйственных полей. При повышенном содержании фосфатов усиленно развиваются сине-зелёные водоросли, выделяющие токсины в воду при отмирании.

ПДК соединений фосфора в питьевой воде - 3,5 мг/л.

Фториды и йодиды . Фториды и йодиды имеют некоторую схожесть. Недостаток или избыток этих элементов в организме человека приводит к серьёзным заболеваниям. Например, недостаток (избыток) йода провоцирует заболевания щитовидной железы ("зоб"), развивающиеся, когда суточный рацион йода менее 0,003 мг или более 0,01 мг. Фториды содержатся в минералах - солях фтора. Содержание фтора в питьевой воде для сохранения здоровья человека должно находиться в пределах 0,7 - 1,5 мг/л (зависит от климата).

Поверхностные источники имеют, преимущественно, низкое содержание фтора (0,3-0,4 мг/л). Содержание фтора в поверхностных водах повышается следствие сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или при контакте вод с почвами, насыщенными соединениями фтора. Так, артезианские и минеральные воды, контактирующие со фторсодержащими водовмещающими породами, имеют максимальную концентрацию фтора 5-27 мг/л и более. Важной характеристикой для здоровья человека является количество фтора в его суточном рационе. Обычно содержание фтора в суточном рационе составляет от 0,54 до 1,6 мг фтора (усреднено - 0,81 мг). Стоит отметить, что в организм человека с пищевыми продуктами поступает в 4-6 раз меньше фтора, чем с питьевой водой, имеющей оптимальное его содержание (1 мг/л).

При повышенном содержании фтора в воде (более 1,5 мг/л) появляется опасность развития у населения эндемического флюороза (т.н. "пятнистой эмали зубов"), рахита и малокровия. Эти заболевания сопровождаются характерным поражением зубов, нарушением процессов окостенения скелета, истощением организма. Поэтому в питьевой воде содержание фтора лимитируется. Фактом является и то, некоторое содержание фтора в воде необходимо для снижения уровня заболеваний, определяемых последствиями одонтогенной инфекции (сердечно-сосудистая патология, ревматизм, заболевания почек и др.). При употреблении воды с содержанием фтора менее 0,5 мг/л развивается кариес зубов, поэтому в таких случаях врачи рекомендуют пользоваться фторсодержащей зубной пастой. Фтор лучше усваивается организмом из воды. Исходя из вышеизложенного, оптимальной дозой фтора в питьевой воде является величина 0,7...1,2 мг/л.

ПДК фтора - 1,5 мг/л.

Окисляемость перманганатная – параметр, обусловленный присутствием в воде органических веществ; отчасти он может сигнализировать о загрязнённости источника сточными водами. В зависимости от того, какой окислитель используется при , различается окисляемость перманганатная и окисляемость бихроматная (или ХПК - химическая потребность в кислороде). Перманганатная окисляемость является характеристикой содержания легкоокисляемой органики, бихроматная - общего содержания органических веществ в воде. Количественное значение этих показателей и их соотношение позволяет косвенно судить о природе присутствующих в воде органических веществ, а также о способах и эффективности очистки воды.

По требованиям СанПиН: величина перманганатной окисляемости воды не должна превышать 5,0 мг О 2 /л. Вода с перманганатной окисляемостью менее 5 мг О 2 /л считается чистой, более 5 мг О 2 /л - грязной.

В истинно растворённом виде (двухвалентное железо Fe2+). Содержится обычно в артезианских скважинах (отсутствует растворенный кислород). Вода прозрачная бесцветная. Если содержание такого железа в ней высокое, то при отстаивании или нагреве вода становится желтовато-бурой;

В нерастворённом виде (трёхвалентное железо Fe3+) содержится в поверхностных источниках водоснабжения. Вода прозрачная - с коричневато-бурым осадком или ярко выраженными хлопьями;

В коллоидном состоянии или виде тонкодисперсной взвеси. Вода мутная, окрашенная, желтовато-коричневая опалесцирующая. Коллоидные частицы, находясь во взвешенном состоянии, не выпадают в осадок даже при длительном отстаивании;

В виде так называемой железоорганики - солей железа и гуминовых и фульвокислот. Вода прозрачная, желтовато-коричневая;

Железобактерии, образующие коричневую слизь на водопроводных трубах.

Содержание железа в поверхностных водах средней полосы России - от 0,1 до 1,0 мг/дм 3 железа; в подземных водах эта величина достигает 15-20 мг/дм 3 и более. Важно проведение анализа на содержание железа в сточных водах. Особенно «засоряют» водоемы железом сточные воды предприятий металлообрабатывающей, металлургической, лакокрасочной промышленности, текстильной, а также сельскохозяйственные стоки. На концентрацию железа в воде влияют величина рН и содержание кислорода в воде. В колодезной и скважинной воде железо может находиться в окисленной и в восстановленной форме, однако при отстаивании воды оно всегда окисляется и может выпадать в осадок.

СанПиН 2.1.4.559-96 допускают общее содержание железа не более 0,3 мг/л.

Считается, что железо не токсично для человеческого организма, но при длительном употреблении воды с избыточным содержанием железа может произойти отложение его соединений в тканях и органах человека. Вода, загрязненная железом, имеет неприятный вкус, приносит неудобства в быту. На ряде промышленных предприятий, использующих воду для промывки продукта при его изготовлении, например, в текстильной промышленности, даже небольшое содержание железа в воде значительно снижает качество продукции.

Марганец встречается в воде в аналогичных модификациях. Марганец – это металл, активизирующий ряд ферментов, участвующий в процессах дыхания, фотосинтеза, влияющий на кроветворение и минеральный обмен. При недостатке марганца в почве у растений наблюдаются хлорозы, некрозы, пятнистости. Поэтому почвы, бедные марганцем (карбонатные и переизвесткованные), обогащаются марганцевыми удобрениями. Для животных недостаток этого элемента в кормах приводит к замедлению роста и развития, нарушению минерального обмена, развитию анемии. Человек страдает как от недостатка, так и от переизбытка марганца.

Нормы СанПиН 2.1.4.559-96 допускают содержание марганца в питьевой воде не более 0,1 мг/л.

Переизбыток марганца в воде может вызвать заболевание костной системы человека. Такая вода имеет неприятный металлический привкус. Ее длительное употребление приводит к отложению марганца в печени. Присутствие в воде марганца и железа способствует образованию железистых и марганцевых бактерий, продукты жизнедеятельности которых в трубах и теплообменных аппаратах вызывают уменьшение их сечения, иногда и полную их закупорку. Вода, используемая в пищевой, текстильной промышленности, при производстве пластмасс и др., должна содержать строго ограниченное количество железа и марганца.

Также переизбыток марганца приводит к окрашиванию белья при стирке, образованию черных пятен на сантехнике и посуде.

Натрий и калий - попадание этих элементов в подземные воды происходит в процессе растворения коренных пород. Основной источник натрия в природных водах - залежи поваренной соли NaCl, возникшие в местах нахождения древних морей. Калий в водах встречается реже – из-за его поглощения почвой и растениями.

Натрий играет важную биологическую роль для большинства форм жизни на Земле, в том числе и для человека. Человеческий организм содержит примерно 100 г натрия. Ионами натрия выполняется задача активизации ферментативного обмена в организме человека.

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 ПДК натрия - 200 мг/л. Избыток натрия в воде и пище провоцирует у человека развитие гипертензии и гипертонии.

Калий способствует усилению выведения воды из организма. Это его свойство используется для облегчения функционирования сердечно-сосудистой системы при ее недостаточности, исчезновения или существенного уменьшения отеков. Недостаток калия в организме приводит к нарушениям функций нервно-мышечной (параличи и парезы) и сердечно-сосудистой систем и способствует депрессии, дискоординации движений, мышечной гипотонии, судорогам, артериальной гипотонии, изменениям на ЭКГ, нефритам, энтеритам и др. ПДК калия - 20 мг/л.

Медь, цинк, кадмий, мышьяк, свинец, никель, хром и ртуть – попадание этих элементов в источники водоснабжения происходит преимущественно с промышленными стоками. Рост содержания меди и цинка может также являться следствием коррозии оцинкованных и медных водопроводных труб в случае повышенного содержания агрессивной углекислоты.

По нормам СанПиН ПДК этих элементов составляет: для меди - 1,0 мг/л; цинка - 5,0 мг/л; свинца - 0,03 мг/л; кадмия - 0,001 мг/л; никеля - 0,1 мг/л (в странах ЕС - 0,05 мг/л), мышьяка - 0,05 мг/л; хрома Cr3+ - 0,5 мг/л, ртути - 0,0005 мг/л; хрома Cr4+ - 0,05 мг/л.

Все эти соединения - тяжёлые металлы, обладающие кумулятивным действием, то есть они имеют свойство накапливаться в организме.

Кадмий очень токсичен. Накопление кадмия в организме может приводить к таким заболеваниям, как анемия, поражение печени, почек и легких, кардиопатия, эмфизема легких, остеопороз, деформация скелета, гипертония. Избыток этого элемента провоцирует и усиливает дефицит Se и Zn. Симптомами кадмиевого отравления являются поражение центральной нервной системы, белок в моче, острые костные боли, дисфункция половых органов. Все химические формы кадмия представляют опасность.

Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета. В первую очередь его попадание в воду происходит в процессе водоподготовки - в составе коагулянтов и при сбросе сточных вод переработки бокситов.

В воде ПДК солей алюминия составляет 0,5 мг/л.

При избытке алюминия в воде происходит повреждение центральной нервной системы человека.

Бор и селен – присутствие этих элементов в некоторых природных водах обнаруживается в весьма незначительной концентрации. Необходимо помнить, что их повышенная концентрация приводит к серьёзному отравлению.

Кислород пребывает в воде в растворенном виде. В подземных водах растворенный кислород отсутствует. Его содержание в поверхностных водах зависит от температуры воды, а также определяется интенсивностью процессов обогащения или обеднения воды кислородом, достигая до 14 мг/л.

Даже значительное содержание кислорода и двуокиси углерода не ухудшает качество питьевой воды, способствуя, в то же время, росту коррозии металла. Повышение температуры воды, а также ее подвижность усиливают процесс коррозии. Повышенное содержание в воде агрессивной двуокиси углерода делает подверженными коррозии также стенки бетонных труб и резервуаров. Присутствие кислорода не допустимо в питательной воде паровых котлов среднего и высокого давления. Сероводород имеет свойство придавать воде характерный неприятный запах и вызывать коррозию металлических стенок котлов, баков и труб. Из-за этого не допускается присутствие сероводорода в воде хозяйственно-питьевого назначения и в воде для большинства производственных нужд.

Соединения азота. К азотосодержащим веществам относятся нитриты NO 2 - , нитраты NO 3 - и аммонийные соли NH 4 + , почти всегда присутствующие во всех водах, в том числе подземных. Их наличие свидетельствует о том, что в воде имеются органические вещества животного происхождения. Эти вещества образуются в результате распада органических примесей, преимущественно - мочевины и белков, которые попадают в воду с бытовыми сточными водами. Рассматриваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи.

Первый продукт распада - аммиак (аммонийный азот) , образуется в результате распада белков и является показателем свежего фекального загрязнения. Окисление ионов аммония до нитратов и нитритов в природной воде осуществляется бактериями Nitrobacter и Nitrosomonas. Нитриты - лучший показатель свежего фекального загрязнения воды, особенно если одновременно повышенно содержание аммиака и нитритов. Нитраты -показатель более давнего органического фекального загрязнения воды. Содержание нитратов вместе с аммиаком и нитритами недопустимо.

Таким образом, наличие, количество и соотношение в воде азотсодержащих соединений позволяет судить о том, как сильно и как давно вода заражена продуктами жизнедеятельности человека. При отсутствии в воде аммиака и, в то же время, наличии нитритов и особенно нитратов можно сделать вывод, что водоем подвергся загрязнению давно, и за это время произошло самоочищение воды. Если в водоеме присутствует аммиак и нет нитратов, значит, загрязнение воды органическими веществами случилось недавно. В питьевой воде не допускается содержание аммиака и нитритов.

ПДК в воде: аммоний - 2,0 мг/л; нитриты - 3,0 мг/л; нитраты - 45,0 мг/л.

Если концентрация иона аммония в воде превышает фоновые значения, значит, загрязнение произошло недавно, а источник загрязнения находится близко. Это могут быть животноводческие фермы, коммунальные очистные сооружения, скопления азотных удобрений, навоза, поселения, отстойники промышленных отходов и др.

При употреблении воды с повышенным содержанием нитратов и нитритов у человека нарушается окислительная функция крови.

Хлор вводится в питьевую воду при её . Обеззараживающее действие хлор проявляет, окисляя или хлорируя (замещая) молекулы веществ, входящие в состав цитоплазмы клеток бактерий, в результате чего бактерии гибнут. Чрезвычайно чувствительными к хлору являются возбудители дизентерии, брюшного тифа, холеры и паратифов. Сравнительно малые дозы хлора дезинфицируют даже сильно заражённую бактериями воду. Однако не происходит полной стерилизации воды из-за сохраняющих жизнеспособность отдельных хлоррезистентных особей.

Свободный хлор - вредное для здоровья человека вещество, поэтому в питьевой воде централизованного водоснабжения гигиеническими нормами СанПиН строго регламентируется содержание остаточного свободного хлора. СанПиН устанавливает верхнюю и минимально-допустимую границы содержания свободного остаточного хлора. Проблема в том, что, хотя воду и обеззараживают на станции водоочистки, на пути к потребителю она подвергается риску вторичного заражения. Например, в стальной подземной магистрали могут быть свищи, через которые в магистральную воду попадают почвенные загрязнения.

Поэтому нормы СанПиН 2.1.4.559-96 предусматривают содержание остаточного хлора в водопроводной воде не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л.

Хлор токсичен и является сильным аллергиком, поэтому хлорированная вода оказывает неблагоприятное воздействие на кожу и слизистые оболочки. Это и покраснения различных участков кожи, и проявления аллергического конъюктевита (отек век, жжение, слезотечение, болевые ощущения в области глаз). Хлор также вредно воздействует на дыхательную систему: в результате пребывания в бассейне с хлорированной водой в течение нескольких минут у 60% пловцов наблюдается проявление бронхоспазма.

Около 10% хлора, применяющегося при хлорировании воды, образуют хлорсодержащие соединения, такие как хлороформ, дихлорэтан, четырёххлористый углерод, тетрахлоэтилен, трихлорэтан. 70 - 90 % образующихся при водоподготовке хлорсодержащих веществ составляет хлороформ. Хлороформ способствует профессиональным хроническим отравлениям с преимущественным поражением печени и центральной нервной системы.

Также при хлорировании существует вероятность образования диоксинов, являющихся чрезвычайно токсичными соединениями. Высокая степень токсичности хлорированной воды многократно увеличивает риск развития онкологии. Так, американские эксперты считают хлорсодержащие вещества в питьевой воде косвенно или непосредственно виновными в 20 онкозаболеваниях на 1 млн. жителей.

Сероводород встречается в подземных водах и имеет преимущественно неорганическое происхождение.

В природе происходит постоянное образование этого газа при разложении белковых веществ. Он имеет характерный неприятный запах; провоцирует коррозию металлических стенок баков, котлов и труб; является общеклеточным и каталитическим ядом. При соединении с железом образует черный осадок сернистого железа FeS. Все вышесказанное является основанием для полного удаления сероводорода из воды хозяйственно-питьевого назначения (см. ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая").

Стоит отметить, что СанПиН 2.1.4.559-96 допускает присутствие сероводорода в воде до 0,003 мг/л. Вопрос – не опечатка ли это в нормативном документе?!

Микробиологические показатели. Общее микробное число (ОМЧ) определяется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно требованиям ГОСТ, в питьевой воде не должно содержаться более 100 бактерий в 1 мл.

Количество бактерий группы кишечной палочки представляет особую важность для санитарной оценки воды. Наличие в воде кишечной палочки - свидетельство загрязнении ее фекальными стоками и, как следствие, риска попадания в нее болезнетворных бактерий. Определение наличия патогенных бактерий при биологическом анализе воды затруднено, и бактериологические исследования сводятся к определению общего числа бактерий в 1 мл воды, растущих при 37ºС, и кишечной палочки - бактерии коли. Наличие последней сигнализирует о загрязнении воды выделениями людей, животных и т.п. Минимальный объем испытуемой воды, мл, приходящейся на одну кишечную палочку, называется колититром, а количество кишечных палочек в 1 л воды - коли-индексом. По ГОСТ 2874-82 допускается коли-индекс до 3, колититр - не менее 300, а общее число бактерий в 1 мл - до 100.

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 допустимо общее микробное число 50 КОЕ/мл, общие колиформные бактерии (ОКБ) КОЕ/100мл и термотолетарные колиформные бактерии (ТКБ) КОЕ/100мл - не допускаются.

Патогенные бактерии и вирусы, находящиеся в воде, могут вызвать заболевания дизентерией, брюшным тифом, парафитом, амебиазом, холерой, диареей, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, туберкулезом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, полиомиелитом, туляремией и др.

КомпанияWaterman предлагает Вам профессиональное решение задачи очистки воды от соединений, содержание которых в воде выше нормативного. Наши специалисты проконсультируют по возникшим вопросам и помогут в выборе и внедренииоптимальной схемы водоочистки, исходя из конкретных исходных данных.

Природная воды имеет слабощелочную реакцию (6,0-9,0). Увеличение щелочности указывает на загрязнение ее или цветение водоема. Кислая реакция воды отмечается при наличии гуминовых веществ или проникновении промышленных сточных вод.

Жесткость. Жесткость воды зависит от химического состава почвы, через которую проходит вода, содержания в ней оксида углерода, степени загрязнения ее органическими веществами. Измеряется либо в мг-экв/л, либо в градусах. По степени жесткости вода бывает: мягкая (до 3мг-экв/л); средней жесткости (7мг=экв/Л); жесткая (14мг=экв/л); очень жесткая (свыше 14мг-ээкв/Л). Очень жесткая вода имеет неприятный вкус, может ухудшать течение почечнокаменной болезни.

Окисляемость воды – это количество кислорода в миллиграммах, которое расходуется на химическое окислении е органических и неорганических веществ, содержащихся в 1л воды. Повышенная окисляемость может указывать на загрязнение воды.

Сульфаты в количествах, превышающих 500мг/л, придают воде горьковато-соленноватый вкус, при концентрации 1000-1500мг/л неблагоприятно влияют на желудочную секрецию, могут вызвать диспепсические явления. Сульфаты могут быть показателем загрязнения поверхностных вод животными отбросами.

Повышенное содержание железа вызывает окрашивание, помутнение, придает воде запах сероводорода, неприятный чернильный привкус, а в сочетании мс гуминовыми соединениями – болотный привкус.

Аммиак в воде расценивается как показатель опасного в эпидемиологическом отношении свежего загрязнения воды органическими веществами животного происхождения. Показателем более давнего загрязнения являются соли азотистой кислоты – нитраты, которые представляют собой продуты окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации наличие в воде нитратов без аммиака си солей азотистой кислоты указывает на завершение процесса минерализации и при высоком их содержании в воде свидетельствуют о давнишнем загрязнении ее. Однако содержание в воде всех трех компонентов – аммиака, нитритов и нитратов – свидетельствует о незавершенности процесса минерализации и опасном в эпидемиологическом отношении загрязнении воды.

52. Методы улучшения качества воды .

I.Основные методы

1.Осветление и обесцвечивание (очистка): отстаивание, фильтрация, коагуляция.

2.Обеззараживание: кипячение, хлорирование, озонирование, облучение УФ-лучами, использование олигодинамического действия серебра, применение ультразвука, применение гамма-лучей.

II.Методы специальной обработки: дезодорация, дегазация, обезжелезивание, умягчение, опреснение, обесфторирование, фторирование, дезактивация.

На первом этапе очистки воды из открытого водоисточника проводится ее осветление и обесцвечивание. Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов (в основном гуминовых веществ) и достигается отстаиванием, фильтрацией. Эти процессы протекают медленно и эффективность обесцвечивания невелика. Стремление ускорить осаждение взвешенных частиц, ускорить процесс фильтрации привело к проведению предварительного коагулирования воды химическими веществами (коагулянтами), образующими гидроокиси с быстро оседающими хлопьями и ускоряющими осаждение взвешенных частиц.

В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий – Al2(SO4)3; хлорное железо – FeCl3; сернокислое железо – FeSO4 и др. Коагулянты при правильно произведенной обработке воды безвредны для организма, так как остаточные количества алюминия и железа весьма малы (алюминия - 1,5 мг/л, железа – 0,5 – 1,0 мг/л).

После коагуляции и отстаивания вода подвергается фильтрации на скорых или медленных фильтрах.

При любой схеме заключительным этапом обработки воды на очистном сооружении водопровода должно быть обеззараживание. Его задача – уничтожение патогенных микроорганизмов, т.е. обеспечение эпидемической безопасности воды. Обеззараживание может быть проведено химиче-скими и физическими (безреагентными) методами.

Кипячение является простым и надежным методом. Вегетативные микроорганизмы погибают при нагревании до 800С уже через 20 – 40 се-кунд, поэтому в момент закипания вода фактически обеззаражена.

Ультразвук применяется для обеззараживания бытовых сточных вод. Он эффективен в отношении всех микроорганизмов, включая споровые формы, а так же его применение не приводит к пенообразованию при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма – излучение – очень надежный и эффективный метод, мгновенно уничтожающий все виды микроорганизмов.

К реагентам, которые не изменяют химического состава воды при обеззараживании, относится озон.

В настоящее время основным методом, используемым для обеззараживания воды на водопроводных станциях в силу технико – экономических причин, является метод хлорирования.

Эффективность обеззараживания воды зависит от подобранной дозы хлора, времени контакта активного хлора с водой, температуры воды и от многих других факторов.

К модификациям хлорирования относят: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование.

Кондиционирование минерального состава воды можно разделить на удаление из воды солей или газов, находящихся в ней в избыточном количестве (умягчение, обессоливание и опреснение, обезжелезивание, дефторирование, дегазация, дезактивация и др.) и добавление минеральных веществ с целью улучшения органолептических и физиологических свойств воды (фторирование, частичная минерализация после опреснения и др.).

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяются таблетированные формы, содержащие хлор. Аквасепт, таблетки, содержащие 4 мг активного хлора мононатриевой соли дихлоризоциануровой кислоты. Пантоцид – препарат из группы органических хлораминов, растворимость – 15- 30 минут. Выделяет 3 мг активного хлора.

Мутность – показатель качества воды, обусловленный присутствием в воде нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Причиной мутности поверхностных вод являются илы, кремниевая кислота, гидроокиси железа и алюминия, органические коллоиды, микроорганизмы и планктон. В грунтовых водах мутность вызвана преимущественно присутствием нерастворенных минеральных веществ, а при проникании в грунт сточных вод – также и присутствием органических веществ. В России мутность определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (единицы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина. Последнюю единицу измерения называют также Единица Мутности по Формазину (ЕМФ) или в западной терминологии FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU=1ЕМФ=1ЕМ/ дм3. В последнее время в качестве основной во всем мире утвердилась фотометрическая методика измерения мутности по формазину, что нашло свое отражение в стандарте ISO 7027 (Water quality - Determination of turbidity). Согласно этому стандарту, единицей измерения мутности является FNU (Formazine Nephelometric Unit). Агентство по Охране Окружающей Среды США (U.S. EPA) и Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) используют единицу измерения мутности NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Соотношение между основными единицами измерения мутности следующее: 1 FTU(ЕМФ)=1 FNU=1 NTU.

ВОЗ по показаниям влияния на здоровье мутность не нормирует, однако с точки зрения внешнего вида рекомендует, чтобы мутность была не выше 5 NTU (нефелометрическая единица мутности), а для целей обеззараживания – не более 1 NTU.

Мера прозрачности – высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в воду белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (шрифт Снеллена). Результаты выражаются в сантиметрах.

Характеристика вод по прозрачности (мутности)

Цветность

Цветность – показатель качества воды, обусловленный главным образом присутствием в воде гуминовых и фульфовых кислот, а также соединений железа (Fe3+). Количество этих веществ зависит от геологических условий в водоносных горизонтах и от количества и размеров торфяников в бассейне исследуемой реки. Так, наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую – в степях и степных зонах. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, в то время как весной в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей – цветения воды - оно повышается. Подземные воды, как правило, имеют меньшую цветность, чем поверхностные. Таким образом, высокая цветность является тревожным признаком, свидетельствующим о неблагополучии воды. При этом очень важно выяснить причину цветности, так как методы удаления, например, железа и органических соединений отличаются. Наличие же органики не только ухудшает органолептические свойства воды, приводит к возникновению посторонних запахов, но и вызывает резкое снижение концентрации растворенного в воде кислорода, что может быть критично для ряда процессов водоочистки. Некоторые в принципе безвредные органические соединения, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны образовывать очень вредные и опасные для здоровья человека соединения.

Цветность измеряется в градусах платино-кобальтовой шкалы и колеблется от единиц до тысяч градусов – Таблица 2.

Характеристика вод по цветности

Вкус и привкус

Вкус воды определяется растворенными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т.п.). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °С и оценивают по пятибалльной системе, согласно ГОСТ 3351-74*.

Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений – привкуса – выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чаще всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький – сульфатом магния, кислый – избытком свободного диоксида углерода и т.д. Порог вкусового восприятия соленых растворов характеризуется такими концентрациями (в дистиллированной воде), мг/л: NaCl – 165; CaCl2 – 470; MgCl2 – 135; MnCl2 – 1,8; FeCl2 – 0,35; MgSO4 – 250; CaSO4 – 70; MnSO4 – 15,7; FeSO4 – 1,6; NaHCO3 – 450.

По силе воздействия на органы вкуса ионы некоторых металлов выстраиваются в следующие ряды:

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

O анионы: ОН- > NO3- > Cl- > HCO3- > SO42- .

Характеристика вод по интенсивности вкуса

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер появления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности, балл
	Вкус и привкус не ощущаются
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании
	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительные отзывы о воде
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

Запах

Запах – показатель качества воды, определяемый органолептическим методом с помощью обоняния на основании шкалы силы запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20 °С и 60 °С и измеряют в баллах, согласно требованиям.

Следует также указывать группу запаха по следующей классификации:

По характеру запахи делят на две группы:

• естественного происхождения (живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и др.)
• искусственного происхождения (примеси промышленных и сельскохозяйственных сточных вод).

Запахи второй группы (искусственного происхождения) называют по определяющим запах веществам: хлорный, бензиновый и т.д.

Запахи естественного происхождения

Обозначение запаха	Характер запаха	Примерный род запаха
	Ароматический	Огуречный, цветочный
	Болотный	Илистый, тинистый
	Гнилостный	Фекальный, сточный
	Древесный	Запах мокрой щепы, древесноый коры
	Землистый	Прелый, запах свежевспаханной земли, глинистый
	Плесневый	Затхлый, застойный
		Запах рыбьегожира, рыбный
	Сероводородный	Запах тухлых яиц
	Травянистый	Запах скошенной травы, сена
	Неопределенный	Запахи естественного происхождения, не попадающие под предыдущие определения

Интенсивность запаха по ГОСТ 3351-74* оценивают в шестибальной шкале – см. следующую страницу.

Характеристика вод по интенсивности запаха

Интенсивность запаха	Характер появления запаха	Оценка интенсивности, балл
	Запах не ощущаются
Очень слабая	Запах не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании
	Запах замечаются потребителем, если обратить на это его внимание
Заметная	Запах легко замечаются и вызывают неодобрительные отзывы о воде
Отчетливая	Запах обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная	Запах настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

Водородный показатель (рН)

Водородный показатель (рН) - характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде и выражает степень кислотности или щелочности воды (соотношение в воде ионов Н+ и ОН- образующихся при диссоциации воды) и количественно определяется концентрацией ионов водорода pH = - Ig

Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода (рН>7) по сравнению с ионами ОН-, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН<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.

Определение pH выполняется колориметрическим или электрометрическим методом. Вода с низкой реакцией рН отличается коррозионностью, вода же с высокой реакцией рН проявляет склонность к вспениванию.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

Характеристика вод по рН

Контроль над уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его "уход" в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, способных вступать в реакцию с гидроксид-ионами (ОН-). Кислотность воды определяется эквивалентным количеством гидроксида, необходимого для реакции.

В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4.5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4.5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин < 4.5, называется свободной.

Жесткость

Общая (полная) жесткость – свойство, вызванное присутствием растворенных в воде веществ, в основном - солей кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других катионов, которые выступают в значительно меньших количествах, таких как ионы: железа, алюминия, марганца (Mn2+) и тяжелых металлов (стронций Sr2+, барий Ba2+).

Но общее содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других перечисленных ионов – и даже их суммы. Поэтому под жесткостью понимают сумму количеств ионов кальция и магния – общая жесткость, складывающаяся из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.

В России жесткость воды выражают в мг-экв/дм3 или в моль/л.

Карбонатная жесткость (временная) – вызвана присутствием растворенных в воде бикарбонатов, карбонатов и углеводородов кальция и магния. Во время нагревания бикарбонаты кальция и магния частично оседают в растворе в результате обратимых реакций гидролиза.

Некарбонатная жесткость (постоянная) – вызывается присутствием растворенных в воде хлоридов, сульфатов и силикатов кальция (не растворяются и не оседают в растворе во время нагревания воды).

Характеристика вод по значению общей жесткости

Группа вод	Еденица измерения, ммоль/л
Очень мягкая
Средней жесткости
Очень жесткая

Щелочность

Щелочностью воды называется суммарная концентрация содержащихся в воде анионов слабых кислот и гидроксильных ионов (выражена в ммоль/л), вступающих в реакцию при лабораторных исследованиях с соляной или серной кислотами с образованием хлористых или сернокислых солей щелочных и щелочноземельных металлов.

Различают следующие формы щелочности воды: бикарбонатная (гидрокарбонатная), карбонатная, гидратная, фосфатная, силикатная, гуматная – в зависимости от анионов слабых кислот, которыми обусловливается щелочность. Щелочность природных вод, рН которых обычно < 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.

Железо, марганец

Железо, марганец - в натуральной воде выступают преимущественно в виде углеводородов, сульфатов, хлоридов, гумусовых соединений и иногда фосфатов. Присутствие ионов железа и марганца очень вредит большинству технологических процессов, особенно в целлюлозной и текстильной промышленности, а также ухудшает органолептические свойства воды.

Кроме того, содержание железа и марганца в воде может вызывать развитие марганцевых бактерий и железобактерий, колонии которых могут быть причиной зарастания водопроводных сетей.

Хлориды

Хлориды – присутствие хлоридов в воде может быть вызвано вымыванием залежей хлоридов или же они могут появиться в воде вследствие присутствия стоков. Чаще всего хлориды в поверхностных водах выступают в виде NaCl, CaCl2 и MgCl2, причем, всегда в виде растворенных соединений.

Соединения азота

Соединения азота (аммиак, нитриты, нитраты) – возникают, главным образом, из белковых соединений, которые попадают в воду вместе со сточными водами. Аммиак, присутствующий в воде, может быть органического или неорганического происхождения. В случае органического происхождения наблюдается повышенная окисляемость.

Нитриты возникают, главным образом, вследствие окисления аммиака в воде, могут также проникать в нее вместе с дождевой водой вследствие редукции нитратов в почве.

Нитраты - это продукт биохимического окисления аммиака и нитритов или же они могут быть выщелочены из почвы.

Сероводород

O при pH < 5 имеет вид H2S;

O при pH > 7 выступает в виде иона HS-;

O при pH = 5: 7 может быть в виде, как H2S, так и HS-.

Воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Сероводород придает воде неприятный запах, приводит к развитию серобактерий и вызывает коррозию. Сероводород, преимущественно присутствующий в подземных водах, может быть минерального, органического или биологического происхождения, причем в виде растворенного газа или сульфидов. То, под каким видом проявляется сероводород, зависит от реакции pH:

• при pH < 5 имеет вид H2S;
• при pH > 7 выступает в виде иона HS-;
• при pH = 5: 7 может быть в виде, как H2S, так и HS-.

Сульфаты

Сульфаты (SO42-) – наряду с хлоридами являются наиболее распространенными видами загрязнения в воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Двуокись углерода (CO2) – в зависимости от реакции pH воды может быть в следующих видах:

• pH < 4,0 – в основном, как газ CO2;
• pH = 8,4 – в основном в виде иона бикарбоната НСО3- ;
• pH > 10,5 – в основном в виде иона карбоната CO32-.

Агрессивная двуокись углерода – это часть свободной двуокиси углерода (CO2), которая необходима для удержания растворенных в воде углеводородов от разложения. Она очень активна и вызывает коррозию металлов. Кроме того, приводит к растворению карбоната кальция СаСО3 в строительных растворах или бетоне и поэтому ее необходимо удалять из воды, предназначенной для строительных целей. При оценке агрессивности воды, наряду с агрессивной концентрацией двуокиси углерода, следует также учитывать содержание солей в воде (солесодержание). Вода с одинаковым содержанием агрессивного CO2, тем более агрессивна, чем выше ее солесодержание.

Растворенный кислород

Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями. Содержание растворенного кислорода зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды и др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л. В артезианской воде кислород практически отсутствует.

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации. Вычисляется по формуле: M = (ax0,1308x100)/NxP, где

М – степень насыщения воды кислородом, %;

А – концентрация кислорода, мг/дм3;

Р – атмосферное давление в данной местности, МПа.

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в следующей таблице:

Растворимость кислорода в зависимости от температуры воды

Температура воды, °С

Окисляемость

Окисляемость – это показатель, характеризующий содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых сильным окислителем. Окисляемость выражается в мгO2 необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 исследованной воды.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (1 мг KMnO4 соответствует 0,25 мг O2), бихроматную, иодатную, цериевую. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах – как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК – химическое потребление кислорода). Окисляемость является очень удобным комплексным параметром, позволяющим оценить общее загрязнение воды органическими веществами. Органические вещества, находящиеся в воде весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам. Их состав формируется как под влиянием биохимических процессов протекающих в водоеме, так и за счет поступления поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, а значит в них содержится высокие концентрации органических веществ по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные – 5-12 мг О2/дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.

Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2/дм3 (исключения составляют воды в районах нефтегазовых месторождений, торфяников, в сильно заболоченных местностях, подземных вод северной части РФ).

Электропроводность

Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Благодаря этой зависимости, по величине электропроводности можно с определенной степенью погрешности судить о минерализации воды. Такой принцип измерения используется, в частности, в довольно распространенных приборах оперативного измерения общего солесодержания (так называемых TDS-метрах).

Дело в том, что природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl–), сульфата (SO42–), гидрокарбоната (HCO3–).

Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3–), HPO4–, H2PO4– и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах). Погрешности же измерения возникают из-за неодинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей, а также из-за повышения электропроводимости с увеличением температуры. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности, благодаря заранее рассчитанным и занесенным в память зависимостям.

Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л.

Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал, Eh)

Окислительно-восстановительный потенциал (мера химической активности) Eh вместе с рН, температурой и содержанием солей в воде характеризует состояние стабильности воды. В частности этот потенциал необходимо учитывать при определении стабильности железа в воде. Eh в природных водах колеблется в основном от -0,5 до +0,7 В, но в некоторых глубоких зонах Земной коры может достигать значений минус 0,6 В (сероводородные горячие воды) и +1,2 В (перегретые воды современного вулканизма).

Подземные воды классифицируются:

• Eh > +(0,1–1,15) В – окислительная среда; в воде присутствует растворенный кислород, Fe3+, Cu2+, Pb2+, Mo2+ и др.
• Eh – 0,0 до +0,1 В – переходная окислительно-восстановительная среда, характеризуется неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием кислорода и cероводорода, а также слабым окислением и слабым восстановлением разных металлов;
• Eh < 0,0 – восстановительная среда; в воде присутствуют сероводород и металлы Fe2+, Mn2+, Mo2+ и др.

Зная значения рН и Eh, можно по диаграмме Пурбэ установить условия существования соединений и элементов Fe2+, Fe3+, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3, FeСО3, FeS, (FeOH)2+.