Основные показатели качества воды из природных источников

ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД

Температура. Физический показатель качества воды, влияет на вязкость воды и, следовательно, на скорость осаждения взвешенных частиц. Измеряется температура непосредственно при отборе пробы термометром с делениями до 0,1°С с точностью ±0,5°.

Характер, интенсивность запаха и привкуса природной воды определяют органолептически. При выполнении анализа на запах и привкус обязательно указывается температура, поскольку интенсивность этих показателей увеличивается с повышением температуры. При определении запаха и привкуса сначала устанавливают их характер, а затем интенсивность, оцениваемую по пятибалльной системе. Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь запах и привкус не более 2 баллов.

Цветность (градус) - показатель качества воды, характеризующий интенсивность (степень) окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений, выражается в градусах платино-кобальтовой шкалы и определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами. Цветность хозяйственно-питьевых вод не должна превышать 20 градусов.

Мутность (мг/л, NTU) водывызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими (глина, песок, гидроксид железа), а также органическими веществами (ил, микроорганизмы, планктон, нефтепродукты), которые попадают в воду в результате размыва рек и при смыве частиц покрова земли с осадками и талыми водами

Прозрачностьопределяют в цилиндрах из бесцветного стекла высотой 30—50 см с плоским дном. 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 (табл. 5).

Взвешенные твердые примеси, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов.

При содержании в воде взвешенных веществ менее 2–3 мг/л определение загрязненности воды производят косвенно по мутности воды. Содержание взвешенных веществ в результате сброса сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/дм³ для водоемов хоз-питьевого назначения и 0,75 мг/дм³ – для рыбохозяйственных.

Сухой остаток(мг/л) - общая сумма неорганических и органических соединений, находящихся в воде в растворенном и коллоидно-растворенном состоянии. Если после выпаривания пробу затем прокаливают при 105°С, то потеря в весе будет обусловлена содержанием в сухом остатке только органических веществ, таким образом, остаток после прокаливания покажет минеральную часть сухого остатка - солесодержание.

Минерализация (солесодержание) (мг/л) - суммарное содержание всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ. Природные воды по минерализации делятся на группы.

Общее солесодержание природных вод в большинстве случаев с достаточной степенью точности определяется катионами Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺ и анионами НСО₃, SO₄^2-, Сl^-. Остальные ионы присутствуют в воде в незначительных количествах, хотя их влияние на свойства и количество воды иногда очень велико. Поскольку вода электронейтральна, то сумма положительных ионов равна сумме отрицательных ионов:

[Na⁺] + [K⁺] + [Cl²⁺] + [Mg²⁺] = [HCO₃] + [SO₄^2- ] + [Cl^-]

Общее солесодержание в воде приближенно оценивается по величине сухого остатка и рассчитывается в мг/л и мг-экв/л:

Жесткость.Общая жесткость воды - суммарная концентрация катионов кальция (Ca²⁺) и магния(Mg²⁺).

, [мг/л]

С_Сa, C_Mg - содержание ионов кальция и магния в исходной воде,; мг-экв/л

Э_Са, Э_Mg – переводной коэффициент эквивалент иона, 1/экв.

Общая жесткость питьевой воды, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая», не должна превышать 7 мг-экв/л.

Общая жесткость подразделяется на карбонатную (временную) и некарбонатную(постоянную). Карбонатная жесткость воды, мг-экв/л, определяется по содержанию ионов гидрокарбонатов кальция и магния - Са(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂:

Некарбонатная (постоянная) жесткость, мг-экв/л, обусловлена присутствием солей сильных кислот (сульфатов и хлоридов кальция и магния):

Окисляемость - количество кислорода (в мг), идущего на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в 1 л воды, при взаимодействии с сильными окислителями — например, перманганатом (перманганатная окисляемость) или бихроматом калия (бихроматная окисляемость).

Перманганатная окисляемость — обобщенный показатель, характеризующий содержание в воде легкоокисляемых органических и некоторых неорганических соединений (нитриты, сульфиты, железо двухвалентное). Под окисляемостью понимают количество кислорода, эквивалентное расходу перманганата калия. В соответствии с нормативами перманганатная окисляемость природных вод не должна превышать 5 мг/л.

Окисляемость бихроматная,мгО/л, называемая также химической потребностью в кислороде (ХПК), – показатель, дающий более правильное представление о содержании в воде органических веществ, так как при определении ХПК окисляется около 90% органических примесей, а при определении перманганатной окисляемости – 30–50%.
При анализе ХПК наиболее надежные результаты получаются при ХПК = 300–600 мгО/л.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК5, БПКполн),мгО2/л. При определении БПК роль окислителя выполняют бактерии, которые используют органические вещества сточной жидкости в качестве источников питания. Для определения БПК₅ проба помещается на 5 суток в темное место без доступа кислорода, для определения БПК₂₀ – на 20 суток. БПК полн. - полное биохимическое потребление кислорода - количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производственных) определяют БПК20, считая что эта величина близка к БПКполн. Полная биологическая потребность в кислороде для внутренних водоемов рыбохозяйственного назначения не должна превышать 3 мг О2/л.

БПК_полн≥БПК₂₀≥БПК₅

БПК всегда меньше ХПК, так часть органических веществ расходуется на прирост живых организмов и создание биомассы.

Растворенный кислород (мг/л). Поступление кислорода в водоем происходит 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. Верхние слои более насыщены кислородом, чем нижние.

Дефицит кислорода способствует накоплению органического вещества и загниванию. С повышением температуры воды, растворимость кислорода в воде уменьшается.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л. В открытых незагрязненных водоемах количество растворенного кислорода близко к насыщению и составляет 8—9 мг/л.

По содержанию растворенного кислорода в воде можно оценивать способность водоемов к самоочищению.

Величина pH –реакция среды, один из важнейших показателей качества воды для определения ее стабильности, накипеобразующих и коррозионных свойств, прогнозирования химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь рН = 6,5—8,5. Для большинства природных водоисточников величина рН не выходит за эти пределы.

Оценка вод по ИЗВС целью сравнения уровня загрязнения различных водных объектов и отслеживания тенденции изменения состояния поверхностных вод в системе Росгидромета с 1988 г. применяется комплексная оценка качества поверхностных вод – «индекс загрязненности воды» – ИЗВ, который рассчитывается по нескольким показателям.

где С_i – фактическая средняя концентрация i-той примеси за контролируемый период, мг/л;

ПДК_i – предел допускаемой концентрации i-той примеси, мг/л;

N – количество примесей, должны анализироваться не менее 7 примесей, которые в данном водоисточнике считаются наиболее значимыми по санитарно-токсикологическому признаку. В число обязательных показателей входят:

1. концентрация растворенного кислорода,
2. БПК₅,
3. рН.

Санитарно-бактериологические и гидробиологические показатели. Микронаселение природных вод чрезвычайно разнообразно. Его качественный и количественный состав определяется в первую очередь составом воды. Особенностью состава воды открытых водоемов является изменение его по сезонам года, сопровождающееся изменениями в количестве и видовом разнообразии микронаселения