Химический анализ питьевой воды

Данная статья проведена для изучения методов проведения общего анализа Снежногорской питьевой воды и сравнение с ПДК соответствующих СанПиНов.

Здоровье человека в значительной мере зависит от качества воды, которую он использует для питья и приготовления пищи. Далеко не всегда по внешнему виду или запаху воды можно сказать, насколько она безвредна, и можно ли ее пить. Необходимо знать ее химический состав, точнее, состав примесей, которые в ней содержатся. Перед использованием новой скважины или колодца, необходимо провести анализ воды на соответствие государственным стандартам качества. Химический анализ воды - уже много лет является основным направлением деятельности Главного испытательного центра питьевой воды (ГИЦ ПВ).

Сейчас существует множество различных фильтров и систем очистки воды. Но прежде чем Вы решитесь на установку системы очистки воды, с целью экономии Ваших средств и определения типа водоочистного устройства, которое будет оптимально соответствовать качеству Вашей воды - проведите независимую проверку качества воды. Анализ воды позволит значительно сократить Ваши расходы, так как Вы точно будете знать, от чего именно нужно чистить ту воду, которую Вы пьете и какая степень очистки необходима.

АККРЕДИТОВАННЫЙ ГЛАВНЫЙ КОНТРОЛЬНО - ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ И НАУЧНО - МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (ГИЦ ПВ) был создан в 1991 году на основании приказа Государственного комитета СССР по управлении качеством продукции и стандартам и Министерства здравоохранения СССР № 528/247 от 19 июня 1990 г.

Основным направлением деятельности ГИЦ ПВ является проведения всех типов анализа различных типов воды:

:: питьевая вода из колодцев, скважин, родников;

:: питьевая вода систем централизованного водоснабжения (водопроводная вода);

:: бутилированная, и различные типы минеральных вод;

:: вода плавательных бассейнов;

:: городские и промышленные сточные воды;

:: ливневые сточные воды;

:: дистиллированная вода и вода для аналитических исследований;

:: другие типы воды.

ГИЦ питьевой воды проводит проверку качества бутилированной питьевой воды и различных типов минеральных вод, производства РФ и зарубежных государств. Всего за период работы в нашем Центре были проведены сертификационные испытания и исследования свыше 350 образцов бутилированных питьевых и минеральных вод (только за последний год в Центре был проведен анализ большинства известных марок воды, среди которых <<Ессентуки>>, <<Архыз>>, <<Кармадон>>, <<Нарзан>>, <<Королевская>>, <<Шишкин лес>>, <<Святой источник>>, <<Сенежская>>, <<Джермук>>, <<Бжни>>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <>, <> и многие-многие другие).

(оксид водорода) Н2О, мол. м. 18,016, простейшее устойчивое соединение водорода с кислородом Жидкость без запаха, вкуса и цвета.

Распространение в природе

Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Молекулы воды обнаружены в межзвездном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников. Кол-во воды на поверхности Земли оценивается в 1,39*1018 т, большая часть ее содержится в морях и океанах. Кол-во доступных для использования пресных вод в реках, озерах, болотах и водохранилищах составляет 2*104 т. Масса ледников Антарктики, Антарктиды и высокогорных районов 2,4*1016т, примерно столько же имеется подземных вод причем, только небольшая их часть - пресные. В глубинных слоях Земли содержится значительно больше (по-видимому, не менее, чем на порядок) воды чем на поверхности. В атмосфере находится около 1,3*1013 т воды Вода входит в состав мн. минералов и горных пород (глины, гипс и др. ), присутствует в почве, является обязательно компонентом всех живых организмов.

Изотопный состав

Существует 9 устойчивых изотопных разновидностей воды Содержание их в пресной воде в среднем следующее (мол. %): 1Н216О - 99,13; 1Н218О - 0,2; 1Н2170-0,04; 2D216О-0,03; остальные пять изотопных разновидностей присутствуют в воде в ничтожных количествах. Кроме стабильных изотопных разновидностей, в воде содержится небольшое кол-во радиоактивного 3Н2 (или Т2О). Изотопный состав природной воды разного происхождения несколько варьирует. Особенно непостоянно отношение 1Н/2Н: в пресных водах - в среднем 6900, в морской воде -5500, во льдах - 5500-9000. По физ. свойствам D2O заметно отличается от обычной воде (см. Тяжелая вода). Вода содержащая 18О, по свойствам ближе к воде с 16О.

Строение молекулы и физические свойства

Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О - Н 0,0957 нм; валентный угол Н - О - Н 104,5°.

Физические свойства воды аномальны. Плавление льда при атм. давлении сопровождается уменьшением объема на 9%. Температурный коэффициент объемного расширения льда и жидкой воды отрицателен при температурах соотв. ниже -210°С и 3,98 °С. Теплоемкость С° при плавлении возрастает почти вдвое и в интервале 0-100°С почти не зависит от температуры (имеется минимум при 35 °С). Кроме того, близость угла Н - О - Н к тетраэдрическому (109° 28') обусловливает рыхлость структур льда и жидкой воды и, как следствие, аномальную зависимость плотности от температуры. Поэтому не промерзают до дна крупные водоемы, что делает возможным существование в них жизни.

Четыре водородные связи молекулы воды направлены приблизительно к вершинам правильного тетраэдра.

Структура модификаций льда представляет собой трехмерную сетку. В модификациях, существующих при низких давлениях (льды Ih и Iс), связи Н - О - Н почти прямолинейны и направлены к вершинам практически правильного тетраэдра. В модификациях II-VI связи искривлены и углы между ними отличаются от тетраэдрического, что обусловливает увеличение плотности по сравнению с плотностью обычного льда.

Химические свойства

Лишь незначительная доля молекул (при 25°С - примерно 1 на 5*109) подвергается электролитической диссоциации по схеме: Н2ОН+ + ОН-. Протон Н + в водной среде, взаимодействуя с молекулами html] воды образует Н3О+ , объединяющийся с 1 молекулой Н2О в H5O2+. Расстояние О. О в таких комплексах заметно короче длины нормальной водородной связи между нейтральными молекулами Но поскольку протон, по-видимому, находится не точно посредине этой укороченной связи, а ближе к одному из атомов О, можно считать, что в воде существует гидратированный ион оксония Н3О+. Это явление играет большую роль в хим. процессах, происходящих в различных системах, в т. ч. биологических. В частности, диссоциация воды - причина гидролиза солей слабых кислот и (или) оснований. Концентрация ионов Н+ и связанная с ней концентрация ионов ОН- -важные характеристики водных растворов (см. Водородный показатель). Степень электролитической диссоциации воды заметно возрастает при повышении температуры.

Вода - реакционноспособное соединение

Она окисляется атомарным кислородом Н2О + О -> Н2О2. При взаимодействии воды с F2 образуются HF, а также О, О2, О3, Н2О2, F2O и др. соединение. С остальными галогенами при низких температурах вода реагирует с образованием смеси кислот HHal и ННаlO. При обычных условиях с водой взаимодействии до половины растворенного в ней Сl2 и значительно меньшие кол-ва Вr2 и I2. При повышенных температурах хлор и бром разлагают воду с образованием HHal и О2. При пропускании паров воды через раскаленный уголь она разлагается и образуется водяной газ Н2О + С<->СО + Н2. При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО, СН4 и др. углеводородами напр. : Н2О + СО<-> СО2 + Н2 (кат. Fe); Н2О + СН4<-> СО + ЗН2 (кат. Ni или Со). Эти реакции используют для промышленного получения Н2. Перспективны для его производства также термохимические способы разложения воды (см. Водород Водородная энергетика). Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту: 6Н2О + ЗР -> 2НРО3 + 5Н2. Вода взаимодействии со многими металлами с образованием Н2 и соответствующего гидроксида Со щелочными и щелочно-земельными металлами (кроме Mg) эта реакция протекает уже при комнатной температуре. Менее активные металлы разлагают воду при повышенной температуре, например Mg и Zn-выше 100°С, Fe - выше 600°С (2Fe + ЗН2О -> Fe2O3 + 3H2). При взаимодействии с воды многих оксидов образуются кислоты или основания. Вода может служить катализатором напр. щелочные металлы и водород реагируют с хлором только в присутствие следов воды Иногда вода - каталитический яд, например для железного катализатора при синтезе NH3.

Способность молекул воды образовывать трехмерные сетки водородных связей позволяет ей давать с инертными газами, углеводородами, СО2, С12, (СН2)2О, СНС13 и многими др. веществами т. наз. газовые гидраты.

Вода как растворитель

Вода хорошо растворяет многополярные и диссоциирующие на ионы вещества. Обычно растворимость возрастает с увеличением температуры, но иногда температурная зависимость имеет более сложный характер. Так, растворимость многих сульфатов, карбонатов и фосфатов при повышении температуры уменьшается или сначала повышается, а затем проходит через максимум. Растворимость малополярных веществ (в т. ч. газов входящих в состав атмосферы) в воде низкая и при повышении температуры обычно сначала снижается, а затем проходит через минимум. С ростом давления растворимость газов возрастает, проходя при высоких давлениях через максимум. Многие вещества, растворяясь в воде реагируют с ней. Напр. , в растворах NH3 могут присутствовать ионы NH4+. Между растворенными в воде ионами, атомами, молекулами, не вступающими с ней в химические реакции, и молекулами воды существуют не разрушающие их ион - дипольные и межмолекулярные взаимодействия.

Природная вода

Представляет собой сложную многокомпонентную систему, в состав которой входят минеральные вещества, газы, а также коллоидные и крупнодисперсные частицы, в т. ч. микроорганизмы. По величине минерализации (г/л) различают след. природные воды: ультрапресные - до 0,2, пресные - 0,2-0,5, слабоминерализованные - 0,5-1,0, солоноватые - 1-3, соленые - 3-10, с повышенной соленостью - 10-35, переходные к рассолам - 35-50, рассолы - более 50. Макрокомпонентами природной воды обычно являются Са, Mg, Na, К, Fe (катионогенные воды), Si, С, S, C1 (анионогенные воды). К микрокомпонентам природной воды относятся редкие и рудные элементы, напр. В, Li, Rb, Cu, Zn, Bi, Be, W, U, Br, I и др.

Основные газы содержащиеся в природной воде, - СО2, N2 (характерны как для поверхностных, так и для глубинных условий), СН4, СО, Н2 (более типичны для подземных водах и для воды вулканически активных областей). Растворенные в воде компоненты находятся в равновесии, образуя комплексы различного состава. Данные о составе некоторых природных вод приведены.

СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД водоисточник

Содержание, мг/л

Чусовая

Колорадо

Онежское

Женевское

Мичиган

Каспийское

Питьевая вода

Общее число микроорганизмов в 1 мл питьевой воды должно быть не выше 100, число бактерий группы кишечных палочек (коли-индекс) - не более 3. Концентрация химических веществ, которые встречаются в природной воде или добавляются к воде при ее обработке, не должна превышать (мг/л):

Алюминий(Al3+ )

Бериллий(Be2+)

Молибден(Mo2+)

Мышьяк(As 3+,As5+)

Нитриты(NO3-)

Полиакриламид

Свинец(Pb2+)

Селен(Se6+)

Стронций(Sr2+)

7 Фтор (F[-]) для разл. Климатических районов

0,7-1,5

Содержание примесей, которые влияют на органолептические свойства воды и встречаются в природной воде или добавляются к воде при ее обработке, не должно превышать (мг/л):

Железо(Fe2+ , Fe3+)

Марганец(Mn2+[)]

Медь(Cu2+)

1 Полифосфаты(PO4[3-])

Сульфаты(SO4[2-])

Хлориды(Cl-)

Цинк(Zn2+)

5 Общая жесткость питьевой воды должна быть не выше 7,0 ммоль/л, сухой остаток - 1000 мг/л, рН - от 6,0 до 9,0. Для питьевой воды, подаваемой без спец. обработки, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологич. службы допускаются след. показатели: сухой остаток - до 1500 мг/л, общая жесткость - до 10 ммоль/л, содержание железа и марганца - соотв. до 1 и до 0,5 мг/л.

Техническая вода

Воду, расходуемую промышленными предприятиями, принято называть технической. Ее применяют главным образом в качестве охлаждающего агента, транспортирующей среды для сыпучих материалов (напр. , гидротранспорт золы на тепловых электростанциях), растворителя и др. В целом по всем отраслям промышленности 70-75% от общего расхода воды применяют как хладагент по циркуляционной схеме. В этом случае вода лишь нагревается и практически не загрязняется. Главные источники загрязнения охлаждающей воды систем циркуляционного водоснабжения - вода, добавляемая в системы для восполнения неизбежных потерь, и атм. воздух, из которого вымываются в охладителях воды взвешенные вещества и газы, растворимые в воде.

Основными ионами, которые могут приводить к отложениям минер, солей в системах циркуляционного водоснабжения, являются анионы НСО3-, CO32-, ОН-, SO42-, PO43-, SiO32-, а также катионы Са2+, Mg2+ , Fe2+,3+ , A13+ , Zn2+. Наиболее часто встречающийся компонент солевых отложений - СаСО3 (см. Жесткость воды). Предотвратить отложение карбонатов можно подкислением воды H2SO4 или НСl, ее рекарбонизацией (обычно обработка топочными газами, содержащими СО2), действием полифосфатов (NaPO3)6 и Na5P3O10, органических фосфатов и др. Для предотвращения (уменьшения) коррозии труб и теплообменного оборудования в воде добавляют ингибиторы коррозии: полифосфаты, ингибиторы на основе хромато-цинковых смесей и др. Для предупреждения обрастания оборудования бактериями воды в основном хлорируют (содержание С12 до 5 мг/л), а иногда озонируют.

Лечебные воды

В качестве лечебных применяют природной воде, содержащие значит. кол-во минер, солей, газы, некоторые элементы и др. (подробнее см. Минеральные воды).

А какая еще бывает вода?

Крещенская

Это вода, освящение которой совершается в храмах раз в год - 18 и 19 января. Обычно такую воду хранят дома около святых икон весь год - до следующего Крещения. Но если вы не успели ее израсходовать за год, не выливайте! Как говорится, пригодится водицы напиться. <<У меня дома стоит бутыль со святой водой уже шесть лет, и ей ничего не делается, - говорит протоиерей Михаил. - Она все равно остается святой, в то время как обычная вода начинает <<зеленеть>> уже через месяц>>.

Заряженная.

То, что вода способна накапливать информацию, люди подозревали давно. И пытались воду зарядить, заговорить, околдовать.

Несколько лет назад в одной химической лаборатории случайно в баллон с водой уронили непроницаемую ампулу с крысиным ядом. Когда через какое-то время той же водой напоили крыс, те <<скончались от передозировки>>. Это притом, что анализ показал: вода <<в норме>> и яда не содержит! Дальнейшие исследования показали, что вода может передавать информацию. Вскоре изменение информационной структуры воды стали называть <<зарядкой>>. Так появились Чумак, Кашпировский и еже с ними.

Дождевая.

На Руси вода, посланная небесами, ценилась испокон веков. Народные врачеватели широко использовали ее при лечении головной боли, глазных проблемах и удалении бородавок. Не говоря уже о том, что дождевая вода считалась самой мягкой и хуторские красавицы мыли ею голову. А вот современные скептики ругают экологию и радиацию и предупреждают: пользоваться дождевой водой опасно для здоровья.

ТОЛЬКО ЦИФРЫ.

По данным исследований, проведенных центрами Госсанэпиднадзора, еще несколько лет назад 29% проб питьевой воды не отвечали нормам по санитарно-химическим показателям, а 26,6% - по микробиологическим.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО:

Человеческое тело состоит не только из кожи и мышц. Большую часть - 70% - занимает вода.

Вода присутствует во всех видах пищи.

Если без пищи человек может прожить больше месяца, то без воды вряд ли протянет и неделю.

Ученые из разных уголков мира доказали, что вода - живая, то есть может содержать и передавать информацию.

Параметры качества воды

Всемирная Организация Здравоохранения

Всемирная Организация Здравоохранения (World Health Organization ) - это учреждение ООН (Организация Объединенных Наций), основная функция заключается в решении международных проблем здравоохранения и охраны здоровья населения.

"Руководство по контролю качества питьевой воды" - 1984 году (обновление и дополнение в 1992 году) - основной стандарт, по которому разрабатываются нормативы в других странах. Рекомендации ВОЗ - результат фундаментальных исследований, проводимых многие годы, и основаны на понятии Переносимого Суточного Потребления (ПСП).

ПСП - это количество вещества в пище или воде в пересчете на массу тела (мг/кг или мкг/кг), которое может потребляться ежедневно на протяжении всей жизни без заметного риска для здоровья.

В результате исследований были получены величины ПСП по основным потенциально вредным для человека веществам. На основе этих данных с применением сложной системы поправочных коэффициентов были разработаны нормы содержания основных вредных веществ в воде. Причем, что очень важно, при определении рекомендуемых величин для воды учитывалось поступление вещества из всех источников (с пищей, дыханием и т. п. ). Такой подход гарантирует, что суммарное суточное потребление вещества из всех источников (включая питьевую воду, содержащую концентрацию этого вещества на уровне, равном или близком рекомендованной величине) не превысит переносимого суточного потребления.

Санитарные правила и нормы Российской Федерации (СанПиН)

Санитарные правила и нормы Российской Федерации. Перечень основных СанПин по воде.

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2. 1. 4. 1074-01

"Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества"

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2. 1. 4. 1116-02

"Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. "

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2. 1. 4. 1175-02

"Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников".

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2. 1. 4. 1074-01

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01"Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества"

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 26 сентября 2001 г. N 24

"О введении в действие санитарных правил"

На основании Федерального закона от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения"* и Положения о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании,** утвержденном постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. N 554 постановляю:

1. Ввести в действие санитарно-эпидемиологические правила и нормативы "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2. 1. 4. 1074-01", утвержденные Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 26. 09. 2001 г. , с 1 января 2002 года.

Г. Г. Онищенко

* Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, N 14, ст. 1650.

** Собрание законодательства Российской Федерации, 2000, N 31, ст. 3295.

Зарегистрировано в Минюсте РФ 31 октября 2001 г. Регистрационный N 3011

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2. 1. 4. 1074-01

"Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества"

(утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 26 сентября 2001 г. N 24)

Дата введения: 1 января 2002 г.

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Область применения

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Общие положения

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Контроль качества питьевой воды

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Правила установления контролируемых показателей качества питьевой воды и составления рабочей программы производственного контроля качества питьевой воды

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде

СанПиН 2. 1. 4. 1074-01 - Алфавитный указатель вредных веществ в питьевой воде, приведенных

Показатели качества

Норматив СанПиН

2. 1. 4. 1074-01

Содержание в питьевой воде мин.

Органолептические показатели

1 Цветность град.

2 Мутность мг/л

3 Запах балл

Обобщенные показатели

4 Водородный показатель ед. рН

6,0-9,0

5 Общая минерализация мг/л

6 Жесткость общая ммоль/л

7 Окисляемость мг/лО

8 Нефтепродукты, суммарно мг/л

9 СПАВ анионн.

Неорганические вещества

Алюминий мг/л

Барий мг/л

Бор мг/л

Железо мг/л

Кадмий мг/л

<0,00001

0,000024

Марганец мг/л

Медь мг/л

1 0,0005

0,00139

Мышьяк мг/л

<0,0005

0,00065

Никель мг/л

0,00044

0,000691

Нитраты (по NO3[-]) мг/л

Ртуть мг/л

<0,0002

Свинец мг/л

<0,0002

Селен мг/л

<0,0002

Стронций мг/л

Сульфаты мг/л

Фториды мг/л

Хлориды мг/л

Хром (6+) мг/л

Цианиды мг/л

Органические вещества

Линдан мг/л

<0,00001

ДДТ мг/л

<0,00001

2,4 Д мг/л

<0,0005

Вещества, присутствующие в воде в результате хлорирования

Остаточный хлор, связанный мг/л

Хлороформ мг/л

Микробиологические и паразитологические показатели

Общие колиформные бактерии в 100 мл

Отсутствие

Не обнаружены

Термотолерантные колиформные бактерии в 100 мл

Отсутствие

Не обнаружены

Общее микробное число кол. в 1 мл не более 50

Колифаги

БОЕ в 100 мл

Отсутствие

Не обнаружены

Споры клостридий число спор в 20 мл

Отсутствие

Не обнаружены

Цисты лямблий число цист в 50 л

Отсутствие

Не обнаружены

Обобщенные показатели анализа воды

Органолептические показатели качества воды

Органолептические показатели воды - это те параметры качества воды, которые влияют на ее потребительские свойства. Эти свойства влияют на органы чувств человека - обоняние, осязание, зрение. Таким образом к органолептическим показателям относятся: запах, привкус, цветность, мутность, прозрачность.

Показатель

Единицы измерения

Привкус

2 Цветность градус Pt-Co шкалы

Мутность

ЕМФ (по формазину)

0. 5 - 1

4 2. 6 мг/л (по каолину)

Прозрачность см

- пробел означает, что данный параметр не нормируется

** величина нормируется, но единицы измерения не приводимы к российским.

Органолептические показатели качества воды - Запах воды

На самом деле чистая вода без вкуса и запаха. Как правило, в природе чистая вода встречается очень редко, в ней всегда присутствуют растворенные вещества. При увеличении концентрации тех или иных веществ, вода принимает запах и привкус.

Запах - это свойство веществ вызывать раздражение рецепторов слизистой оболочки носоглотки. Характер и интенсивность запаха в воде определяется по утвержденным методикам специалистами.

Запах воды может быть различного происхождения: природная вода (озеро, река, болото - в водоемах запах обуславливается наличием живых организмов и водами пополняющими их), вода после водоподготовки (резкий запах хлора в водопроводе), транспортировка по трубопроводу.

Основные причинами возникновения и запаха:

1. Гниющие растения. Водоросли и водные растения в процессе гниения могут взывать рыбный, травяной, гнилостный запах воды.

2. Грибки и плесень. Эти микроорганизмы вызывают возникновение плесневого, землистого или затхлого запаха. Тенденция к размножению этих микроорганизмов возникает в местах застоя воды и там, где вода может нагреваться (например, в системах водоснабжения больших зданий с накопительными емкостями).

3. Железистые и сернистые бактерии. Оба типа бактерий выделяют продукты жизнедеятельности, которые при разложении создают резко неприятный запах.

4. Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный запах.

5. Промышленные отходы. Многие вещества, содержащиеся в сточных водах промышленного производства, могут вызвать сильный лекарственный или химический запах воды. Например, недавний пример на Амуре в Приморском крае выброс бензола, в результате вода стала пахнуть лекарствами.

6. Хлорирование воды. Вопреки широко распространенному мнению, сам хлор при правильном использовании не вызывает возникновения сколько-нибудь заметного запаха или привкуса. Появление же такого запаха свидетельствует о передозировке при хлорировании. В то же время, хлор способен вступать в химические реакции с различными растворенными в воде веществами, образуя при этом соединения, которые собственно и придают воде хорошо известный многим запах и привкус "хлорки".

Запах вызывается веществами, которые присутствуют в воде в летучей пахнущей форме. Запах воды характеризуется интенсивностью и видом. На запах воды влияют температура, pH, состав растворенных веществ.

По виду различают более десятка типов запаха.

Интенсивность запаха воды определяются экспертным путем при 20[о]С и 60[о]С и измеряются в баллах, согласно требованиям:

Характер появления запаха

Интенсивность запаха

Оценка интенсивности, балл

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

Очень сильная

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

Отчетливая

Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде

Заметная

Запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание

Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании

Очень слабая

Запах не ощущается

Органолептические показатели качества воды - цветность воды

Цветность природной воды зависит от присутствия окрашенных органических веществ (в основном - это гуминовые и фульвовые кислоты), соединений трехвалентного железа и некоторых других металлов (таких как естественные примеси или, например, продукты коррозии). Слив, некоторыми предприятиями, отработанной, т. е. сточной воды - также может повлиять на уровень окраски воды.

Что такое цветность? Это важный показатель качества воды, который обуславливает интенсивность окраски воды. Существует два вида цветности: <<кажущийся цвет>>, когда в воде присутствуют коллоидные и взвешенные частицы, и <<истинный цвет>> в такой воде присутствуют только растворённые вещества. Уровень цветности природной воды колеблется от единиц до тысяч градусов. В сравнении с эталонами которые выражаются в градусах платиново-кобальтовой шкалы и окраски испытуемой воды определяется цветность.

Количество веществ, влияющих на цветность, зависит от многих факторов: от водоносных горизонтов, характера почв, геологических условий и т. д. Известно, что поверхностные воды рек и озер, расположенные в зонах торфяных болот и заболоченных лесов имеют наибольшую цветность, а в лесостепях и степных зонах - наименьшую. В зимнее время присутствие органических веществ в природных водах минимальное, наряду с тем, что весной в период паводка и половодья, а также летом во время усиленного роста водорослей, так называемого <<цветения воды>> - оно возрастает. Чаще именно подземные воды имеют меньшую цветность, чем поверхностные.

Очень важно найти причину цветности т. к. высокая цветность является признаком, говорящим о несоответствии и неблагополучии воды. Очень важно помнить, что методы удаления, к примеру, железа (см. <<методы удаления железа из воды>> ) и органических соединений отличаются. Присутствие в воде органики ухудшает органолептические свойства воды, приводит к возникновению посторонних запахов, вызывает резкое падение концентрации растворенного в воде кислорода, что может неблагополучно отразиться на ряде процессов водоочистки. Несмотря на то, что некоторые органические соединения достаточно безвредны, однако встречаясь и вступая в реакцию, например, с хлором, могут превратиться в очень вредные и опасные для людей соединения, и нанести непоправимый вред здоровью.

Органолептические показатели качества воды - мутность воды

Мутность воды характеризуется наличием неорганических и органических тонкодисперсных взвесей. Мутность может быть вызвана попаданием в воду глины, песка, ила, карбонатов, гидроксидов алюминия, высокомолекулярных органических примесей гумусового происхождения, появлением фито- и изопланктона, а также окислением соединений железа и марганца кислородом воздуха. В основном это происходит при паводках, дождях, таянии горных ледников и т. п. В водоемах наименьшая мутность наблюдается зимой, наибольшая весной и летом во время дождей.

Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав, который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек при температуре 10[о]С в неподвижной воде.

Взвешенные вещества

Размер, мм

Гидравлическая крупность, мм/с

Время осаждения частиц на глубину 1 м

Коллоидные частицы

2х10-4 - 1х10[-6]

7х10[-6]

Тонкая глина

1х10[-3] - 5х10[-4]

7х10[-4] - 17х10[-5]

0. 5 - 2 месяца

27х10[-4]

5х10[-3]

2 суток

5х10[-2] - 27х10[-3]

1. 7 - 0. 5

10 - 30 минут

2. 5 минуты

Средний

Крупный

В результате повышенной мутности ухудшается не только внешний вид воды, но и бактериологическая загрязненность, т. к. мутность защищает бактерии и микроорганизмы при ультрафиолетовом обеззараживании воды или при любой другой процедуре дезинфекции.

В РФ мутность воды определяется фотометрическим сравнением проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм[3] при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм[3] (единицы мутности на дм[3]) 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/дм[3].

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.

Органолептические показатели качества воды - привкус воды

Как уже отмечалось чистая вода не имеет вкуса. Вода принимает вкус по мере увеличения концентрации органических и неорганических веществ.

Вкус - это свойство вещества вызвать раздражение рецепторов языка. Вкус как и запах определяется специалистами с помощью специально утвержденных методик.

Причины возникновения вкуса такие же как и у запаха:

1. Гниющие растения.

2. Грибки и плесень.

3. Железистые и сернистые бактерии.

4. Железо, марганец, медь, цинк.

5. Поваренная соль.

6. Промышленные отходы.

7. Хлорирование воды.

Вкус воды различается по характеру и интенсивности, определяется наличием в воде растворенных веществ.

Существует 4 основных вида вкуса: горький, сладкий, соленый, кислый. Другие ощущения вкусовые называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т. п. ).

Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20[о]С и оценивают по пятибалльной системе, согласно требованиям

Интенсивность вкуса и привкуса

Характер появления вкуса и привкуса

Оценка интенсивности, балл

Очень сильная

Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

Отчетливая

Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья

Заметная

Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде

Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание

Очень слабая

Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании

Вкус и привкус не ощущаются

Органолептические показатели качества воды - прозрачность воды

Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлена их цветом и мутностью, т. е. содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ.

Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (как правило, шрифт средней жирности высотой 3. 5 мм). Результаты выражаются в сантиметрах с указанием способа измерения.

Ослабление в мутной воде интенсивности света с глубиной приводит к большему поглощению солнечной энергии вблизи поверхности. Появление более теплой воды у поверхности уменьшает перенос кислорода из воздуха в воду, снижает плотность воды, стабилизирует стратификацию. Уменьшение потока света также снижает эффективность фотосинтеза и биологическую продуктивность водоема.

Определение прозрачности воды - обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Увеличение количества грубодисперсных примесей и мутности характерно для загрязненных и эвтрофных (низинных стоячих, находящихся в первой стадии заболачивания) водоемов.

Аналитические показатели анализа воды

5) Жесткость воды - общая проблема как для воды из скважины (подземные, грунтовые воды ), так и для муниципальных систем водоснабжения. Жесткость воды негативно влияет на санитарно-техническое оборудование, современную бытовую технику, автономные системы горячего водоснабжения, бойлерное оборудование, системы отопления, котельное оборудование. Жесткая вода не применима во многих технологических процессах. Жесткость воды - определяется содержанием растворенных солей кальция (Са2+) и магния(Mg2+), которые выпадают в осадок, образуют налет - накипь.

6) ОКИСЛЯЕМОСТЬ ВОДЫ - количество кислорода (мг), эквивалентное расходу окислителя, необходимого для окисления примесей в 1 л воды.

7) Железо (Ferrum) - принадлежит к 8 группе химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева, атомная масса 55,847, атомный номер 26, плотность 7,874 г/см3. В воду железо попадает главным образом из-за выветривания и растворения горных пород. Железо в воде образуют сложные комплексы соединений в различных состояниях растворенном, коллоидном, взвешенном. Большое количество железа поступает в воду из сточных вод металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. В питьевой воде железо может содержаться также из-за плохого состояния водопроводов и применения коагулянтов, содержащих железо. При содержании в воде железа в концентрациях выше 0. 3 мг/л вода после непродолжительного контакта с воздухом окисляется кислородом и становится желтовато - бурого цвета. ВОЗ не дает рекомендуемой величины потребления железа по показаниям здоровья. Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии.

8) Сухой остаток ГОСТ не более 1000 мг/дм3

9) рН ГОСТ от 6 до 9

10)Аммиак СанПин не более 2 мг/дм3

11)Нитраты ПДК не более 45 мг/дм3 соли азотной кислоты HNO3, твердые хорошо растворимые в воде вещества. Традиционное русское название некоторых нитратов щелочных и щелочноземельных металлов и аммония - селитры

12)Хлориды ГОСТ не более 350 мг/дм3, содержание Cl[-].

13)Щелочность не более 10 мг/дм3, содержание ионов HCO3[-] и CO3[2-].

14)Кальций СП не более 30-140 мг/дм3 химический элемент с атомным номером 20, расположен в четвертом периоде в группе IIА периодической системы элементов Менделеева. Но в воде его мало.

15)Магний СП не более 10-85 мг/дм3

16)Натрий не более 200 мг/дм3

17)Марганец не более 0,1 мг/дм3

18)Хлор остаточный не более 0,3 мг/дм3, содержание Cl2 после хлорирования

19)Нефтепродукты не более 0,1 мг/дм3 смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. Используются в качестве топлив, смазочных материалов, электроизоляционных сред, растворителей, нефтехимического сырья.

20) Полифосфаты не более 3,5 мг/дм3

21) Сероводород не более 0,003 мг/дм3 Восстановитель. Побочный продукт при очистке нефтепродуктов, коксовании угля и др. ; образуется при разложении белковых веществ. Содержится в некоторых минеральных водах и лечебных грязях. Применяется в производстве серы, серной кислоты, сульфидов, в органическом синтезе, химическом анализе, для приготовления лечебных сероводородных ванн.

22) Стронций не более 7 мг/дм3 мягкий серебристо-белый сравнительно легкий металл.

23)Кремний не более 10 мг/дм3. В свободном виде - коричневый порошок или светло-серый компактный материал с металлическим блеском.

Практическая часть

Опыт на определение pH в воде

Мы провели опыт на определение pH в воде с помощью специального электронного прибора. Показания прибора такие, что pH воды в нашем посёлке равен 7,23, что указывает на отсутствие избытка Н[+] или ОН[-] ионов, отвечающих за кисло-щелочную среду. Водопроводная вода в п. Снежногорск имеет наилучший показатель рН.

Опыт на определение хлоридов в воде.

Метод основан на осаждении хлор-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево-желтую. Точность метода 1-3 мг/дм3.

1. Берём 100 мл фильтрованной пробы.

2. Добавляем пять капель K2CrO4 - 5%, имеющего лимонно-желтую окраску.

3. Титруем 0,028Н раствором AgNO3 до перехода окраски из лимонно-жёлтой в оранжевую.

4. Количество хлоридов рассчитываем по формуле: a * K * H * 35,45 * 1000 = , мл

1 мл Cl = 0,028 мг * экв Cl.

где а - количество мл AgNO3, пошедшее на титрование,

Н - нормальность AgNO3 = 0,028,

V - объём пробы, взятой на титрование,

К - коэффициент поправки.

В коническую колбу вносят пипеткой 10 см3 раствора хлористого натрия и 90 см3 дистиллированной воды, добавляют 1 см3 раствора хромовокислого калия и титруют раствором азотнокислого серебра до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево-желтую, не исчезающую в течение 15-20 с. Полученный результат считают ориентировочным. К оттитрованной пробе прибавляют 1-2 капли раствора хлористого натрия до получения желтой окраски. Эта проба является контрольной при повторном, более точном определении. Для этого отбирают новую порцию раствора хлористого натрия и титруют азотнокислым серебром до получения незначительной разницы оттенков слабо-оранжевого в титруемом растворе и желтого в контрольной пробе. Поправочный коэффициент (К) вычисляют по формуле

К = 5/ v, где v - количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см3.

Содержание хлорид ионов равно7,4 мг/л.

Расхождения между результатами повторных определений при содержании Сl- от 20 до 200 мг/дм3 - 2 мг/дм3; при более высоком содержании - 2 отн. %.

Опыт на определение жёсткости в воде.

100 мл пробы натуральной H2O добавляем 5 мл буферного раствора pH=10. Далее добавляем в полученный раствор 1,5 ложки сухого индикатора эриохрома чёрного.

Титруем 0,1 нормальным раствором трилоном Б до перехода малиновой окраски в синюю.

Общую жёсткость в воде считаем по формуле: a * K * H * 1000 = , мг-экв/л

V где а - количество трилона - Б, к - титр тилона - Б,

А - нормальность раствора,

V - объём воды.

Общая жёсткость воды в нашем в посёлке = 2 мг-экв/л

Кальциевую жёсткость в воде считаем по формуле: a * K * H * 20,04* 1000 = , мг/л

V с(Са) = 22,04мг/л где а - количество трилона - Б, к - титр тилона - Б,

А - нормальность раствора,

20,04 - мг - экв/л - Ca

Ж(Ca) = 22,04мг/л*0,0499экв = 1,1 мг-экв/л

Ж(Mg) = Жо - Ж(Ca) = 0,9 мг-экв/л

Максимально допустимое значение=7 мг-экв/л

Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Рекомендованная единица СИ для измерения концентрации - моль на кубический метр (моль/м3), однако, на практике для измерения жёсткости чаще используется миллимоль на литр (ммоль/л).

В России для измерения жёсткости чаще используется нормальная концентрация ионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность ).

Хим. лаборатория принадлежит к электроцеху ОАО <<НТЭК>> Усть - Хантайской ГЭС.

Химический анализ вод:

1. Сточные воды.

2. Питьевая вода.

3. Турбинные масла.

4. Доливочная вода.

5. Строение воды.

6. Технологическая вода.

В своей работе Савченко Роман Петрович, Калугина Анастасия, Аралбаев Нияз выражают благодарность Ерину Игорю Викторовичу начальнику электроцеха, Усовой Ирине Владимировне заведующей химической лабораторией и всему персоналу лаборатории.

Заключение.

Результаты исследования

Наименование показателей.

Единицы измерений

Содержание измеряемого показателя

ПДК по СанПин 2. 1. 4. 559-96 ГОСТ 2761-84, не более

Запах 20 ̊С

Без запаха, 0

Запах 60 ̊С

Неопределённый,2

Цветность, градусы

Мутность, мг/дм3

0,64+-0,06

Привкус, балл

Прозрачность, м

7,4+-0,1

Окисляемость, мг О2/дм3

1,84+-0,92

Аммиак и ионы аммония, мг/дм3

0,06+-0,03

Нитриты, мг/дм3

0,006+-0,003

Нитраты, мг/дм3

0,60+-0,12

Общая жесткость, ммоль/дм3

Кальций, мг/дм3

Магний, мг/дм3

7,2+-0,5

Хлориды, мг/дм3

7,4+-1,8

Сульфаты, мг/дм3

7,4+-0,7

Железо, мг/дм3

0,33+-0,07

Сухой остаток, мг/дм3

78,5+-3,6

Общая щелочность, ммоль/дм3

48,8+-4,9

Мышьяк, мг/дм3

<0. 005

Молибден, мг/дм3

Медь, мг/дм3

0. 003+-0. 002

Цинк, мг/дм3

0. 21+-0. 02

Свинец, мг/дм3

0. 006+-0. 003

Никель, мг/дм3

<0. 003

Кобальт, мг/дм3

Стронций, мг/дм3

0. 17+-0. 04

Барий, мг/дм3

Сероводород, мг/дм3

<0. 005

Ртуть, мг/дм3

<0. 00005

0. 0005

Фенолы, мг/дм3

<0. 0005

Цианиды, мг/дм3

Калий натрий, мг/дм3

3. 7+-0. 4

Данные пробы воды соответствуют СанПиН <<Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды хозяйственного водоснабжения>>, кроме показателей санитарного состояния сетей (окисляемость - превышает в 1,33 раза, сероводород - превышает в 1,66 раз, обобщенные показатели железа превышает в 1,33 раз).