Izravni pokazatelji onečišćenja fekalne vode. Pokazatelji onečišćenja vode. organsko onečišćenje

Von + 2Vf = Vmo

)Vk = 2(Vmo - Vph)

5. Vph = Vmo. I karbonati i bikarbonati su odsutni u izvornom uzorku, a potrošnja kiselina posljedica je prisutnosti jakih lužina koje sadrže hidrokso anione.
Prisutnost slobodnih hidrokso aniona u značajnim količinama (slučajevi 4 i 5) moguća je samo u otpadnim vodama.
Rezultati titracije za fenolftalein i metilnaranču omogućuju izračunavanje indeksa alkalnosti vode, koji je brojčano jednak broju kiselinskih ekvivalenata upotrijebljenih za titriranje uzorka od 1 litre.
Istodobno, potrošnja kiseline tijekom titracije fenolftaleinom karakterizira slobodnu lužnatost, a metilnarančom - ukupnu alkalnost, koja se mjeri u mg-eq/l. Indeks alkalnosti se u Rusiji u pravilu koristi u proučavanju otpadnih voda. U nekim drugim zemljama (SAD, Kanada, Švedska itd.) lužnatost se utvrđuje pri ocjeni kvalitete prirodnih voda i izražava se kao masena koncentracija u CaCO3 ekvivalentu.

Treba imati na umu da pri analizi otpada i onečišćenih prirodnih voda dobiveni rezultati ne odražavaju uvijek ispravno vrijednosti slobodne i ukupne alkalnosti, jer u vodi, osim karbonata i hidrokarbonata, mogu biti prisutni spojevi nekih drugih skupina (vidi "Alkalnost i kiselost").

5.2. sulfati

Sulfati su uobičajeni sastojci prirodnih voda. Njihova prisutnost u vodi posljedica je otapanja nekih minerala - prirodnih sulfata (gipsa), kao i prijenosa sulfata sadržanih u zraku s kišama. Potonji nastaju tijekom reakcija oksidacije u atmosferi od sumpornog oksida (IV) do sumpornog oksida (VI), nastajanja sumporne kiseline i njezine neutralizacije (potpune ili djelomične):

2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
Prisutnost sulfata u industrijskim otpadnim vodama obično je posljedica tehnoloških procesa koji se odvijaju uz korištenje sumporne kiseline (proizvodnja mineralnih gnojiva, proizvodnja kemikalija). Sulfati u vodi za piće nemaju toksični učinak na čovjeka, ali pogoršavaju okus vode: osjet okusa sulfata javlja se pri njihovoj koncentraciji od 250-400 mg/l. Sulfati mogu uzrokovati taloženje u cjevovodima kada se miješaju dvije vode različitog mineralnog sastava, kao što su sulfat i kalcij (taloženi CaSO4).

MPC sulfata u vodi rezervoara za kućanstvo i piće je 500 mg/l, granični pokazatelj štetnosti je organoleptički.

5.3. kloridi

Kloridi su prisutni u gotovo svim slatkim površinskim i podzemnim vodama, kao i u vodi za piće, u obliku soli metala. Ako je natrijev klorid prisutan u vodi, već pri koncentracijama iznad 250 mg/l ima slan okus; kod kalcijevih i magnezijevih klorida dolazi do slanosti vode pri koncentracijama iznad 1000 mg/l. Upravo po organoleptičkom pokazatelju - okusu utvrđena je MPC za vodu za piće za kloride (350 mg/l), granični pokazatelj štetnosti je organoleptički.
Velike količine klorida mogu nastati u industrijskim procesima koncentriranja otopine, ionske izmjene, soljenja itd., tvoreći otpadnu vodu s visokim sadržajem kloridnih aniona.
Visoke koncentracije klorida u vodi za piće nemaju toksične učinke na čovjeka, iako su slane vode vrlo korozivne za metale, nepovoljno utječu na rast biljaka i uzrokuju zaslanjivanje tla.

6. Suhi ostatak

Suhi ostatak karakterizira sadržaj nehlapljivih otopljenih tvari (uglavnom mineralnih) i organskih tvari u vodi, čija točka vrelišta prelazi 105-110 ° C.

Vrijednost suhog ostatka također se može procijeniti metodom izračuna. U tom slučaju potrebno je zbrojiti koncentracije mineralnih soli otopljenih u vodi, kao i organskih tvari dobivenih kao rezultat analiza (hidrokarbonat se zbraja u količini od 50%). Za pitku i prirodnu vodu, suhi ostatak je praktički jednak zbroju masenih koncentracija aniona (karbonat, bikarbonat, klorid, sulfat) i kationa (kalcija i magnezija, kao i onih određenih metodom proračuna natrija i kalija ).

Vrijednost suhog ostatka za površinske vode akumulacija za korištenje vode u kućanstvu i kućanstvu ne smije prelaziti 1000 mg/l (u nekim slučajevima dopušteno je i do 1500 mg/l).

7. Opća tvrdoća, kalcij i magnezij

Tvrdoća vode jedno je od najvažnijih svojstava koje je od velike važnosti u korištenju vode. Ako u vodi ima iona metala koji sapunom tvore netopive soli masnih kiselina, tada se u takvoj vodi teško stvara pjena pri pranju rublja ili pranju ruku, što rezultira osjećajem tvrdoće. Tvrdoća vode ima štetan učinak na cjevovode kada se voda koristi u mrežama grijanja, što dovodi do stvaranja kamenca. Zbog toga se u vodu moraju dodavati posebne kemikalije za “omekšavanje”. Tvrdoća vode je posljedica prisutnosti topljivih i slabo topljivih mineralnih soli, uglavnom kalcija (Ca2+") i magnezija (Mg2+).

Vrijednost tvrdoće vode može jako varirati ovisno o vrsti stijena i tla koji čine sliv, kao i o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima. Ukupna tvrdoća vode u jezerima i rijekama tundre, na primjer, iznosi 0,1-0,2 mg-eq / l, au morima, oceanima, podzemnim vodama doseže 80-100 mg-eq / l pa čak i više (Mrtvo more) . U tablici. 11 prikazuje vrijednosti ukupne tvrdoće vode nekih rijeka i akumulacija u Rusiji.

Vrijednosti ukupne tvrdoće vode nekih rijeka i akumulacija u Rusiji

Od svih soli koje se odnose na tvrdoću, razlikuju se bikarbonati, sulfati i kloridi. Sadržaj ostalih topivih kalcijevih i magnezijevih soli u prirodnim vodama obično je vrlo nizak. Tvrdoća koju ugljikovodici vezuju za vodu naziva se hidrokarbonatna, ili privremena, jer. Hidrokarbonati se kod kipuće vode (točnije, na temperaturi većoj od 60 ° C) razgrađuju s stvaranjem slabo topljivih karbonata (Mg (HC03) 2 u prirodnim vodama je rjeđi od Ca (HCO3) 2, budući da magnezitne stijene nisu uobičajeno. Stoga u slatkim vodama prevladava tzv. kalcijeva tvrdoća):

CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2

U prirodnim uvjetima, gornja reakcija je reverzibilna, međutim, kada podzemne (podzemne) vode, koje imaju značajnu privremenu tvrdoću, izađu na površinu, ravnoteža se pomiče prema stvaranju CO2 koji se uklanja u atmosferu. Ovaj proces dovodi do razgradnje bikarbonata i taloženja CaCO3 i MgCO3. Na taj način nastaju sorte karbonatnih stijena koje se nazivaju vapnenasti tufovi.
U prisutnosti ugljičnog dioksida otopljenog u vodi također dolazi do obrnute reakcije. Tako se u prirodnim uvjetima događa otapanje, odnosno ispiranje karbonatnih stijena.

Tvrdoća zbog klorida ili sulfata naziva se konstantnom, jer. ove soli su stabilne kad se zagrije i kuha u vodi.
Ukupna tvrdoća vode, tj. ukupni sadržaj topivih soli kalcija i magnezija, naziva se "ukupna tvrdoća".

Zbog činjenice da su soli tvrdoće soli različitih kationa različite molekularne mase, koncentracija soli tvrdoće, odnosno tvrdoća vode, mjeri se u jedinicama ekvivalentne koncentracije - broju g-eq/l ili mg-eq/l. S tvrdoćom do 4 mg-eq / l, voda se smatra mekom; od 4 do 8 meq/l - srednja tvrdoća; od 8 do 12 meq/l - tvrdi; više od 12 meq/l - vrlo tvrda (postoji i druga klasifikacija vode prema stupnjevima tvrdoće) /l), ograničavajući pokazatelj štetnosti je organoleptički.

Dopuštena vrijednost ukupne tvrdoće za pitku vodu i izvore centralizirane vodoopskrbe nije veća od 7 mg-eq / l (u nekim slučajevima - do 10 mg-eq / l), ograničavajući pokazatelj štetnosti je organoleptički.

8. Ukupni sadržaj soli

Za izračunavanje ukupnog sadržaja soli zbrojem masenih koncentracija glavnih aniona u miligramskom ekvivalentnom obliku, njihove masene koncentracije određene tijekom analize i izražene u mg/l množe se s koeficijentima navedenim u tablici. 12, nakon čega se zbrajaju.

Faktori konverzije koncentracije

Koncentracija kalijevog kationa u ovom proračunu (za prirodne vode) se uobičajeno uzima u obzir kao koncentracija natrijevog kationa. Dobiveni rezultat zaokružuje se na cijele brojeve (mg/l)

9. Otopljeni kisik
Kisik je uvijek prisutan u otopljenom obliku u površinskim vodama. Sadržaj otopljenog kisika (DO) u vodi karakterizira režim kisika u akumulaciji i od najveće je važnosti za ocjenu ekološkog i sanitarnog stanja akumulacije. Kisik mora biti sadržan u vodi u dovoljnim količinama, osiguravajući uvjete za disanje vodenih organizama. Također je neophodan za samopročišćavanje vodnih tijela, jer sudjeluje u procesima oksidacije organskih i drugih nečistoća, te razgradnje mrtvih organizama. Smanjenje koncentracije RK ukazuje na promjenu bioloških procesa u akumulaciji, onečišćenje rezervoara biokemijski intenzivno oksidiranim tvarima (prvenstveno organskim). Potrošnja kisika određena je i kemijskim procesima oksidacije nečistoća sadržanih u vodi, kao i disanjem vodenih organizama.
Kisik u rezervoar ulazi otapanjem u kontaktu sa zrakom (apsorpcija), kao i kao rezultat fotosinteze vodenih biljaka, tj. kao rezultat fizikalno-kemijskih i biokemijskih procesa. Kisik također ulazi u vodena tijela s kišnicom i snježnom vodom. Stoga, postoji mnogo razloga koji uzrokuju povećanje ili smanjenje koncentracije otopljenog kisika u vodi.
Kisik otopljen u vodi je u obliku hidratiziranih molekula O2. Sadržaj kisika ovisi o temperaturi, atmosferskom tlaku, stupnju turbulencije vode, oborina, saliniteta vode itd. Pri svakoj vrijednosti temperature postoji ravnotežna koncentracija kisika, koja se može odrediti iz posebnih referentnih tablica sastavljenih za normalni atmosferski tlak. Pretpostavlja se da je stupanj zasićenosti vode kisikom, koji odgovara ravnotežnoj koncentraciji, 100%. Topljivost kisika raste sa smanjenjem temperature i mineralizacije te s povećanjem atmosferskog tlaka.
U površinskim vodama sadržaj otopljenog kisika može varirati od 0 do 14 mg/l i podložan je značajnim sezonskim i dnevnim kolebanjima. Značajan nedostatak kisika može se pojaviti u eutrofikiranim i jako onečišćenim vodnim tijelima. Smanjenje koncentracije DO na 2 mg/l uzrokuje masovnu smrt riba i drugih vodenih organizama.

U vodi akumulacija u bilo kojem razdoblju godine do 12 sati, koncentracija RK treba biti najmanje 4 mg/l. MPC kisika otopljenog u vodi za ribnjačke akumulacije postavljen je na 6 mg/l (za vrijedne vrste riba), odnosno 4 mg/l (za ostale vrste).
Otopljeni kisik vrlo je nestabilna komponenta kemijskog sastava voda. Prilikom njegovog određivanja, uzorkovanje treba provoditi s posebnom pažnjom: potrebno je izbjegavati kontakt vode sa zrakom dok se kisik ne fiksira (veže ga u netopivi spoj).
Tijekom analize vode utvrđuje se koncentracija RK (u mg/l) i stupanj zasićenosti vode njome (u%) u odnosu na ravnotežni sadržaj pri zadanoj temperaturi i atmosferskom tlaku.
Kontrola sadržaja kisika u vodi iznimno je važan problem koji zanima gotovo sve sektore nacionalnog gospodarstva, uključujući crnu i obojenu metalurgiju, kemijsku industriju, poljoprivredu, medicinu, biologiju, ribu i prehrambenu industriju, i usluge zaštite okoliša. Sadržaj RK se utvrđuje kako u nezagađenim prirodnim vodama tako i u otpadnim vodama nakon pročišćavanja. Procesi pročišćavanja otpadnih voda uvijek su praćeni kontrolom sadržaja kisika. Određivanje DO dio je analize u određivanju još jednog važnog pokazatelja kvalitete vode – biokemijske potražnje kisika (BPK).

10. Biokemijska potreba za kisikom (BPK)
U prirodnoj vodi akumulacija uvijek su prisutne organske tvari. Njihove koncentracije ponekad mogu biti vrlo niske (na primjer, u izvorskim i otopljenim vodama). Prirodni izvori organskih tvari su raspadnuti ostaci organizama biljnog i životinjskog podrijetla, koji žive u vodi i padaju u rezervoar iz lišća, kroz zrak, s obale itd. Osim prirodnih izvora, postoje i tehnogeni izvori organskih tvari: transportna poduzeća (naftni proizvodi), postrojenja za preradu celuloze i papira i drveta (lignini), postrojenja za preradu mesa (proteinski spojevi), poljoprivredne i fekalne otpadne vode itd. Organsko onečišćenje ulazi u akumulaciju na različite načine, uglavnom kanalizacijom i površinskim ispiranjem iz tla.
U prirodnim uvjetima, organske tvari u vodi uništavaju bakterije, prolazeći kroz aerobnu biokemijsku oksidaciju s stvaranjem ugljičnog dioksida. U tom slučaju kisik otopljen u vodi troši se na oksidaciju. U vodnim tijelima s visokim sadržajem organske tvari, većina DO se troši na biokemijsku oksidaciju, čime se drugim organizmima oduzima kisik. Istodobno se povećava broj organizama otpornijih na nizak sadržaj RA, nestaju vrste koje vole kisik i pojavljuju se vrste tolerantne na nedostatak kisika. Dakle, u procesu biokemijske oksidacije organskih tvari u vodi koncentracija DO opada, a to smanjenje je posredno mjera sadržaja organskih tvari u vodi. Odgovarajući pokazatelj kakvoće vode, koji karakterizira ukupan sadržaj organskih tvari u vodi, naziva se biokemijska potreba za kisikom (BPK).
Određivanje BPK temelji se na mjerenju koncentracije RA u uzorku vode neposredno nakon uzorkovanja, kao i nakon inkubacije uzorka. Inkubacija uzorka provodi se bez pristupa zraka u tikvici s kisikom (tj. u istoj posudi u kojoj je određena vrijednost RK) tijekom vremena potrebnog za odvijanje reakcije biokemijske oksidacije.
Budući da brzina biokemijske reakcije ovisi o temperaturi, inkubacija se provodi u režimu konstantne temperature (20 ± 1) °C, a točnost BPK analize ovisi o točnosti održavanja vrijednosti temperature. Obično se BPK određuje za 5 dana inkubacije (BPK5) (BPK10 za 10 dana i BPK ukupno za 20 dana također se može odrediti (u ovom slučaju oksidira se oko 90 odnosno 99% organskih tvari)), međutim, sadržaj nekih spojeva informativnije karakterizira vrijednost BPK za 10 dana ili za razdoblje potpune oksidacije (BPK10 odnosno BPK total). Pogrešku u određivanju BPK može unijeti i osvjetljenje uzorka, što utječe na vitalnu aktivnost mikroorganizama i u nekim slučajevima može uzrokovati fotokemijsku oksidaciju. Stoga se inkubacija uzorka provodi bez pristupa svjetlu (na tamnom mjestu).
Vrijednost BPK raste s vremenom, dostižući određenu maksimalnu vrijednost - BODtotal; štoviše, onečišćujuće tvari različite prirode mogu povećati (smanjiti) BPK vrijednost. Dinamika biokemijske potrošnje kisika tijekom oksidacije organskih tvari u vodi prikazana je na slici 8.

Riža. 8. Dinamika biokemijske potrošnje kisika:

a - lako oksidirajuće ("biološki meke") tvari - šećeri, formaldehid, alkoholi, fenoli itd.;
c - normalno oksidirajuće tvari - naftoli, krezoli, anionski tenzidi, sulfanol itd.;
c - jako oksidirane ("biološki krute") tvari - neionski tenzidi, hidrokinon itd.

Dakle, BPK je količina kisika u (mg) potrebna za oksidaciju organske tvari u 1 litri vode u aerobnim uvjetima, bez pristupa svjetlosti, na 20°C, u određenom razdoblju kao rezultat biokemijskih procesa koji se odvijaju u voda.
Probno je prihvaćeno da je BPK5 oko 70% BODtot, ali može biti od 10 do 90% ovisno o oksidirajućoj tvari.
Značajka biokemijske oksidacije organskih tvari u vodi je popratni proces nitrifikacije koji narušava prirodu potrošnje kisika.

2NH4++ZO2=2HNO2+2H2O+2N++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
gdje je: Q energija koja se oslobađa tijekom reakcija.

Riža. 9. Promjena prirode potrošnje kisika tijekom nitrifikacije.

Nitrifikacija se odvija pod utjecajem posebnih nitrificirajućih bakterija - Nitrozomonas, Nitrobacter i dr. Ove bakterije osiguravaju oksidaciju spojeva koji sadrže dušik koji su obično prisutni u zagađenim prirodnim i nekim otpadnim vodama, te na taj način doprinose pretvorbi dušika, najprije iz amonijaka. do nitrita, a zatim do nitratnih oblika

Proces nitrifikacije događa se i tijekom inkubacije uzorka u bocama s kisikom. Količina kisika koja se koristi za nitrifikaciju može biti nekoliko puta veća od količine kisika potrebne za biokemijsku oksidaciju organskih spojeva koji sadrže ugljik. Početak nitrifikacije može se fiksirati na minimum na grafikonu dnevnih prirasta BPK tijekom razdoblja inkubacije. Nitrifikacija počinje otprilike 7. dana inkubacije (vidi sliku 9), stoga je pri određivanju BPK tijekom 10 ili više dana u uzorak potrebno unijeti posebne tvari - inhibitore koji potiskuju vitalnu aktivnost nitrificirajućih bakterija, ali ne ne utječu na uobičajenu mikrofloru (tj. na bakterije - oksidanse organskih spojeva). Kao inhibitor koristi se tiourea (tiokarbamid) koja se ubrizgava u uzorak ili u vodu za razrjeđivanje u koncentraciji od 0,5 mg/ml.

Dok i prirodne i kućne otpadne vode sadrže velik broj mikroorganizama koji se mogu razviti zbog organskih tvari sadržanih u vodi, mnoge vrste industrijskih otpadnih voda su sterilne, odnosno sadrže mikroorganizme koji nisu sposobni za aerobnu obradu organskih tvari. Međutim, mikrobi se mogu prilagoditi (prilagoditi) prisutnosti raznih spojeva, uključujući i otrovne. Stoga se u analizi takvih otpadnih voda (obično ih karakterizira povećan sadržaj organskih tvari) obično koristi razrjeđivanje vodom zasićenom kisikom i koja sadrži aditive prilagođenih mikroorganizama. Prilikom određivanja BPKukupne industrijske otpadne vode, preliminarna prilagodba mikroflore je ključna za dobivanje točnih rezultata analize, jer. sastav takvih voda često uključuje tvari koje uvelike usporavaju proces biokemijske oksidacije, a ponekad imaju i toksični učinak na bakterijsku mikrofloru.
Za proučavanje različitih industrijskih otpadnih voda koje je teško biokemijski oksidirati, korištena metoda može se koristiti u varijanti određivanja "ukupnog" BPK (BODtotal).
Ako je uzorak vrlo bogat organskom tvari, uzorku se dodaje razrijeđena voda. Kako bi se postigla maksimalna točnost BPK analize, analizirani uzorak ili mješavina uzorka s vodom za razrjeđivanje treba sadržavati toliku količinu kisika da tijekom razdoblja inkubacije dođe do smanjenja njegove koncentracije za 2 mg/l ili više, a preostali kisik koncentracija nakon 5 dana inkubacije treba biti najmanje 3 mg/l. Ako sadržaj RA u vodi nije dovoljan, tada se uzorak vode prethodno prozračuje kako bi se zrak zasitio kisikom. Najtočnijim (točnim) rezultatom smatra se rezultat takvog određivanja, u kojem se troši oko 50% kisika izvorno prisutnog u uzorku.
U površinskim vodama vrijednost BPK5 kreće se od 0,5 do 5,0 mg/l; podložan je sezonskim i dnevnim promjenama, koje uglavnom ovise o promjenama temperature te o fiziološkoj i biokemijskoj aktivnosti mikroorganizama. Promjene u BPK5 prirodnih vodnih tijela prilično su značajne kada su onečišćene kanalizacijom.

Standard za BODtot. ne smije prelaziti: za rezervoare za vodu za domaćinstvo i vodu za piće - 3 mg / l za rezervoare kulturne i kućne uporabe - 6 mg / l. Sukladno tome, moguće je procijeniti maksimalno dopuštene vrijednosti BPK5 za ista vodna tijela, koje su približno 2 mg/l i 4 mg/l.

11. Biogeni elementi

Biogeni elementi (biogeni) tradicionalno se smatraju elementima koji su uključeni, u značajnim količinama, u sastav živih organizama. Raspon elemenata koji se klasificiraju kao biogeni prilično je širok, a to su dušik, fosfor, sumpor, željezo, kalcij, magnezij, kalij itd.
Pitanja kontrole kakvoće vode i ekološke procjene vodnih tijela unijela su šire značenje u pojam biogenih elemenata: oni uključuju spojeve (točnije, komponente vode), koji su, prvo, otpadni proizvodi različitih organizama, a drugo, su "građevinski materijal" za žive organizme. Prije svega, to su dušikovi spojevi (nitrati, nitriti, organski i anorganski amonijevi spojevi), kao i fosfor (ortofosfati, polifosfati, organski esteri fosforne kiseline itd.). Spojevi sumpora su nam u tom smislu zanimljivi, u manjoj mjeri, budući da smo sulfate razmatrali kao sastavni dio mineralnog sastava vode, a sulfide i hidrosulfite, ako su prisutni u prirodnim vodama, onda u vrlo malim koncentracijama, a može se otkriti mirisom.

11.1. Nitrati
Nitrati su soli dušične kiseline i obično se nalaze u vodi.. Nitratni anion sadrži atom dušika u maksimalnom oksidacijskom stanju "+5". Bakterije koje tvore nitrate (fiksiraju nitrate) pretvaraju nitrit u nitrat u aerobnim uvjetima. Pod utjecajem sunčevog zračenja i atmosferski dušik (N2) se također pretežno pretvara u nitrate stvaranjem dušikovih oksida. Mnoga mineralna gnojiva sadrže nitrate koji, ako se prekomjerno ili neprikladno primjenjuju u tlo, dovode do onečišćenja vode. Izvori onečišćenja nitratima su i površinsko otjecanje s pašnjaka, stočnica, mliječnih farmi itd.
Povećani sadržaj nitrata u vodi može poslužiti kao pokazatelj onečišćenja akumulacije kao posljedica širenja fekalnog ili kemijskog onečišćenja (poljoprivrednog, industrijskog). Jarci bogati nitratnom vodom pogoršavaju kvalitetu vode u akumulaciji, potičući masovni razvoj vodene vegetacije (prije svega modrozelenih algi) i ubrzavajući eutrofikaciju akumulacija. Pitka voda i hrana koja sadrži velike količine nitrata također može uzrokovati bolest, osobito kod dojenčadi (tzv. methemoglobinemija). Kao posljedica ovog poremećaja dolazi do pogoršanja transporta kisika krvnim stanicama i javlja se sindrom “plave bebe” (hipoksija). Istodobno, biljke nisu toliko osjetljive na povećanje sadržaja dušika u vodi kao fosfor.

11.2. Fosfati i ukupni fosfor
U prirodnim i otpadnim vodama fosfor može biti prisutan u različitim oblicima. U otopljenom stanju (ponekad kažu - u tekućoj fazi analizirane vode) može biti u obliku fosforne kiseline (H3P04) i njenih aniona (H2P04-, HP042-, P043-), u obliku meta -, piro- i polifosfati (ove tvari koriste se za sprječavanje stvaranja kamenca, također su dio deterdženata). Osim toga, postoje i razni organofosforni spojevi - nukleinske kiseline, nukleoproteini, fosfolipidi itd., koji također mogu biti prisutni u vodi, kao produkti vitalne aktivnosti ili razgradnje organizama. Organofosforni spojevi također uključuju neke pesticide.
Fosfor se također može nalaziti u neotopljenom stanju (u čvrstoj fazi vode), prisutan u obliku slabo topivih fosfata suspendiranih u vodi, uključujući prirodne minerale, proteine, organske spojeve koji sadrže fosfor, ostatke mrtvih organizama itd. Fosfor u čvrstoj fazi u prirodnim vodnim tijelima obično se nalazi u sedimentima dna, ali se može pojaviti, i to u velikim količinama, u otpadnim i onečišćenim prirodnim vodama.
Fosfor je bitan element za život, ali njegov višak dovodi do ubrzane eutrofikacije vodenih tijela. Velike količine fosfora mogu ući u vodena tijela kao rezultat prirodnih i antropogenih procesa - površinske erozije tla, nepravilne ili prekomjerne uporabe mineralnih gnojiva itd.
MPC polifosfata (tripolifosfata i heksametafosfata) u vodi rezervoara iznosi 3,5 mg/l u odnosu na ortofosfatni anion PO43-, limitirajući pokazatelj štetnosti je organoleptički.

11.3. Amonijak

Amonijevi spojevi sadrže atom dušika u minimalnom oksidacijskom stanju "-3".
Amonijevi kationi su produkt mikrobiološke razgradnje bjelančevina životinjskog i biljnog podrijetla. Tako nastali amonij ponovno se uključuje u proces sinteze bjelančevina, čime sudjeluje u biološkom ciklusu tvari (ciklus dušika). Zbog toga su amonij i njegovi spojevi u malim koncentracijama obično prisutni u prirodnim vodama.
Dva su glavna izvora onečišćenja okoliša amonijevim spojevima. Spojevi amonija u velikim količinama dio su mineralnih i organskih gnojiva, čija prekomjerna i nepravilna uporaba dovodi do odgovarajućeg onečišćenja vodnih tijela. Osim toga, amonijevi spojevi prisutni su u značajnim količinama u kanalizaciji (fekalije). Nečistoće koje nisu pravilno odložene mogu prodrijeti u podzemne vode ili se isprati površinskim otjecanjem u vodena tijela. Otpadne vode s pašnjaka i okupljališta, otpadne vode iz stočarskih kompleksa, kao i otpadne vode iz domaćinstava i domaćinstava uvijek sadrže velike količine amonijevih spojeva. Opasna kontaminacija podzemnih voda kućnim fekalnim i kućnim otpadnim vodama nastaje kada je kanalizacijski sustav bez tlaka. Iz tih razloga, povišene razine amonijevog dušika u površinskim vodama obično su znak fekalne kontaminacije kućanstva.
MPC za amonijak i amonijeve ione u vodi rezervoara je 2,6 mg/l (ili 2,0 mg/l za amonijev dušik). Ograničavajući pokazatelj štetnosti je opći sanitarni.

11.4. Nitriti

Nitriti su soli dušične kiseline.
Nitritni anioni su međuprodukti biološke razgradnje organskih spojeva koji sadrže dušik. i sadrže atome dušika u srednjem oksidacijskom stanju "+3". Nitrifikacijske bakterije pretvaraju amonijeve spojeve u nitrite u aerobnim uvjetima. Neke vrste bakterija tijekom svog života također mogu reducirati nitrate u nitrite, ali to se događa već u anaerobnim uvjetima. Nitriti se često koriste u industriji kao inhibitori korozije, a u prehrambenoj industriji kao konzervansi.
Zbog sposobnosti pretvaranja u nitrate, nitriti su općenito odsutni u površinskim vodama. Stoga prisutnost povećanog sadržaja nitrita u analiziranoj vodi ukazuje na onečišćenje vode, a uzimajući u obzir djelomično transformirane dušične spojeve iz jednog oblika u drugi.
MPC nitrita (prema N02-) u vodi akumulacija je 3,3 mg/l (ili 1 mg/l nitritnog dušika), limitirajući pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksikološki.

12. Fluor (fluoridi)

Fluor u obliku fluorida može se nalaziti u prirodnim i podzemnim vodama, što je posljedica njegove prisutnosti u sastavu nekih tlotvornih (matičnih) stijena i minerala. Ovaj element se može dodati u vodu za piće kako bi se spriječio karijes. Međutim, prevelike količine fluora štetno djeluju na čovjeka, uzrokujući uništavanje zubne cakline. Osim toga, višak fluora u tijelu taloži kalcij, što dovodi do poremećaja u metabolizmu kalcija i fosfora. Iz tih razloga vrlo je važno određivanje fluorida u vodi za piće, kao i podzemnim vodama (npr. voda iz bunara i arteških bunara) i vodama iz tijela pitke vode.
MPC za fluor u vodi za piće za različite klimatske regije kreće se od 0,7 do 1,5 mg/l, granični pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksičan.

13. Metali

13.1. Željezo ukupno

Željezo je jedan od najčešćih elemenata u prirodi. Njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi oko 4,7% masenog udjela, pa se željezo, u smislu njegove zastupljenosti u prirodi, obično naziva makroelementom.
Poznato je preko 300 minerala koji sadrže spojeve željeza. Među njima su magnetska željezna ruda α-FeO(OH), smeđa željezna ruda Fe3O4x H2O, hematit (crvena željezna ruda), hemit (smeđa željezna ruda), hidrogoetit, siderit FeCO3, magnetski pirit FeSx, (x = 1-1,4), feromanganske kvržice i dr. Željezo je također vitalni mikroelement za žive organizme i biljke; element neophodan za život u malim količinama.
U niskim koncentracijama željezo se uvijek nalazi u gotovo svim prirodnim vodama (do 1 mg/l s MPC za količinu željeza 0,3 mg/l), a posebno u otpadnim vodama. Željezo u potonje može dospjeti iz otpadnih voda (otpadnih voda) iz radionica za kiseljenje i galvanizaciju, površina za pripremu metalnih površina, otpadnih voda od bojenja tkanina itd.
Željezo tvori 2 vrste topljivih soli, tvoreći Fe2+ i Fe3+ katione, međutim, željezo se može naći u otopini u mnogim drugim oblicima, posebno:
1) u obliku pravih otopina (akvakompleksa) 2+ koje sadrže željezo (II). Na zraku se željezo (II) brzo oksidira u željezo (III), čije otopine imaju smeđu boju zbog brzog stvaranja hidrokso spojeva (same otopine Fe2+ i Fe3+ su praktički bezbojne);
2) u obliku koloidnih otopina zbog peptizacije (razgradnje agregiranih čestica) željezovog hidroksida pod utjecajem organskih spojeva;
3) u obliku kompleksnih spojeva s organskim i anorganskim ligandima. Tu spadaju karbonili, kompleksi arena (s naftnim derivatima i drugim ugljikovodicima), 4-heksacijanoferati, itd.
U netopivom obliku, željezo može biti prisutno u obliku raznih čvrstih mineralnih čestica različitog sastava suspendiranih u vodi.
Pri pH>3,5, željezo (III) postoji u vodenoj otopini samo u obliku kompleksa, postupno se pretvara u hidroksid. Pri pH>8, željezo (II) također postoji u obliku vodenog kompleksa, koji prolazi kroz oksidaciju kroz fazu stvaranja željeza (III):

Fe (II) > Fe (III) > FeO (OH) x H2O

Dakle, budući da spojevi željeza u vodi mogu postojati u različitim oblicima, kako u otopini tako iu suspendiranim česticama, točni rezultati mogu se dobiti samo određivanjem ukupnog željeza u svim njegovim oblicima, takozvanog "ukupnog željeza".
Odvojeno određivanje željeza (II) i (III), njihovih netopivih i topljivih oblika, daje manje pouzdane rezultate u pogledu onečišćenja vode spojevima željeza, iako je ponekad potrebno odrediti željezo u njegovim pojedinačnim oblicima.
Prijelaz željeza u topljivi oblik pogodan za analizu provodi se dodavanjem određene količine jake kiseline (dušične, klorovodične, sumporne) uzorku do pH 1-2.
Raspon utvrđenih koncentracija željeza u vodi je od 0,1 do 1,5 mg/l. Određivanje je moguće i pri koncentraciji željeza većoj od 1,5 mg/l nakon odgovarajućeg razrjeđivanja uzorka čistom vodom.

MPC ukupnog željeza u vodi akumulacija je 0,3 mg/l, granični pokazatelj štetnosti- organoleptički.

13.2. Količina teških metala
Govoreći o povećanoj koncentraciji metala u vodi, u pravilu se podrazumijeva njezino onečišćenje teškim metalima (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg i dr.). Teški metali, ulazeći u vodu, mogu postojati u obliku topivih toksičnih soli i složenih spojeva (ponekad vrlo stabilnih), koloidnih čestica, precipitacije (slobodni metali, oksidi, hidroksidi itd.). Glavni izvori onečišćenja vode teškim metalima su galvanska industrija, poduzeća rudarstva, crne i obojene metalurgije, postrojenja za proizvodnju strojeva itd. Teški metali u akumulaciji uzrokuju niz negativnih posljedica: ulazak u prehrambeni lanac i kršenje elementarnog sastava bioloških tkiva, oni time imaju izravne ili neizravne toksične učinke na vodene organizme. Teški metali ulaze u ljudsko tijelo kroz prehrambene lance.
Prema prirodi biološkog učinka, teški metali se mogu podijeliti na otrovne i mikroelemente, koji imaju bitno različitu prirodu djelovanja na žive organizme. Priroda ovisnosti učinka elementa na organizme, ovisno o njegovoj koncentraciji u vodi (i stoga, u pravilu, u tjelesnim tkivima), prikazana je na Sl. deset.

Kao što se može vidjeti iz sl. 10, otrovne tvari negativno djeluju na organizme u bilo kojoj koncentraciji, dok mikroelementi imaju područje nedostatka koje uzrokuje negativan učinak (manje od Ci), a područje koncentracija potrebnih za život, kada se prekorače, negativno djeluje javlja se ponovno (više od C2). Tipični otrovi su kadmij, olovo, živa; mikroelementi - mangan, bakar, kobalt.
U nastavku donosimo kratke informacije o fiziološkim (uključujući toksične) nekih metala, koji se obično klasificiraju kao teški.

Bakar. Bakar je element u tragovima koji se u ljudskom tijelu nalazi uglavnom u obliku složenih organskih spojeva i igra važnu ulogu u procesima hematopoeze. Reakcija Cu2+ kationa sa SH-skupinama enzima ima odlučujuću ulogu u štetnom djelovanju viška bakra. Promjene sadržaja bakra u serumu i koži uzrokuju pojave depigmentacije kože (vitiligo). Trovanje bakrenim spojevima može dovesti do poremećaja živčanog sustava, poremećaja rada jetre i bubrega itd. MPC bakra u vodi akumulacija za piće i kulture je 1,0 mg/l, granični pokazatelj štetnosti je organoleptički.

Cinkov. Cink je element u tragovima i uključen je u sastav nekih enzima. Nalazi se u krvi (0,5-0,6), mekim tkivima (0,7-5,4), kostima (10-18), kosi (16-22 mg%), (mjerna jedinica niskih koncentracija, 1 mg %=10- 3) tj. uglavnom u kostima i kosi. U tijelu je u dinamičkoj ravnoteži, koja se pomiče u uvjetima visokih koncentracija u okolišu. Negativan utjecaj spojeva cinka može se izraziti u slabljenju organizma, povećanom morbiditetu, pojavama sličnim astmi itd. MPC cinka u vodi akumulacija je 1,0 mg/l, limitirajući pokazatelj štetnosti je općesanitarni.

kadmij. Spojevi kadmija su vrlo toksični. Djeluju na mnoge sustave tijela – dišne ​​organe i gastrointestinalni trakt, središnji i periferni živčani sustav. Mehanizam djelovanja spojeva kadmija je inhibicija aktivnosti niza enzima, poremećaj fosforno-kalcijevog metabolizma, metabolički poremećaji mikroelemenata (Zn, Cu, Pe, Mn, Se). MPC kadmija u vodi akumulacija je 0,001 mg/l, limitirajući pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksikološki.

Merkur . Živa spada u ultramikroelemente i stalno je prisutna u tijelu, djelujući s hranom. Anorganski spojevi žive (prije svega, Hg kationi reagiraju sa SH-skupinama proteina ("tiolni otrovi"), kao i s karboksilnim i aminskim skupinama proteina tkiva, tvoreći jake složene spojeve - metaloproteine. Kao rezultat toga, duboke disfunkcije središnjem živčanom sustavu nastaju metil živa, koja je vrlo topiva u lipidnom tkivu i brzo prodire u vitalne organe, uključujući i mozak. Kao rezultat toga nastaju promjene u autonomnom živčanom sustavu, perifernim živčanim formacijama, u srcu, krvnim žilama, hematopoetskim organima, jetra i dr. smetnje u imunobiološkom stanju organizma. Spojevi žive imaju i embriotoksično djelovanje (dovode do oštećenja ploda kod trudnica).sanitarni i toksikološki.

voditi. Spojevi olova su otrovi koji utječu na sva živa bića, ali uzrokuju promjene osobito u živčanom sustavu, krvi i krvnim žilama. Suzbijaju mnoge enzimske procese. Djeca su podložnija izloženosti olovu od odraslih. Imaju embriotoksično i teratogeno djelovanje, dovode do encefalopatije i oštećenja jetre te potiskuju imunitet. Organski spojevi olova (tetrametil olovo, tetraetil olovo) su jaki živčani otrovi, hlapljive tekućine. Oni su aktivni inhibitori metaboličkih procesa. Sve spojeve olova karakterizira kumulativni učinak. MPC olova u vodi rezervoara je 0,03 mg / l, granični pokazatelj je sanitarno-toksikološki.
Približna najveća dopuštena vrijednost za količinu metala u vodi je 0,001 mmol/l (GOST 24902). Vrijednosti MPC za vodu rezervoara za pojedine metale dane su ranije kada se opisuje njihov fiziološki utjecaj.

14. Aktivni klor

Klor može postojati u vodi ne samo u sastavu klorida, već iu sastavu drugih spojeva s jakim oksidacijskim svojstvima. Takvi spojevi klora uključuju slobodni klor (CL2), hapokloritni anion (SlO-), hipoklornu kiselinu (NClO), kloramine (tvari koje, otopljene u vodi, tvore monokloramin NH2Cl, dikloramin NHCl2, trikloramin NCl3). Ukupni sadržaj ovih spojeva naziva se izrazom "aktivni klor".
Tvari koje sadrže aktivni klor dijele se u dvije skupine: jaka oksidacijska sredstva - klor, hipoklorit i hipoklorovita kiselina - sadrže tzv. "slobodni aktivni klor", a relativno manje slaba oksidacijska sredstva - kloramine - "vezani aktivni klor". Zbog svojih jakih oksidacijskih svojstava aktivni spojevi klora koriste se za dezinfekciju (dezinfekciju) pitke vode i vode u bazenima, kao i za kemijsku obradu nekih otpadnih voda. Osim toga, neki spojevi koji sadrže aktivni klor (na primjer, izbjeljivač) naširoko se koriste za uklanjanje žarišta širenja zaraznog onečišćenja.
Za dezinfekciju vode za piće najviše se koristi slobodni klor, koji, otopljen u vodi, postaje neproporcionalan prema reakciji:

Sl2+N2O=N++Sl-+HOSl

U prirodnoj vodi sadržaj aktivnog klora nije dopušten; u vodi za piće, njen sadržaj je postavljen u smislu klora na razini od 0,3-0,5 mg/l u slobodnom obliku i na razini od 0,8-1,2 mg/l u vezanom obliku (u ovom slučaju, raspon koncentracije aktivnog klora je dan , jer je pri nižim koncentracijama moguća nepovoljna situacija u pogledu mikrobioloških pokazatelja, a kod viših koncentracija izravno na aktivni klor.). Aktivni klor u navedenim koncentracijama prisutan je u vodi za piće kratko vrijeme (ne više od nekoliko desetaka minuta) i potpuno se uklanja čak i uz kratkotrajno ključanje vode. Zbog toga je potrebno odmah izvršiti analizu odabranog uzorka na sadržaj aktivnog klora.
Interes za kontrolu klora u vodi, posebice u vodi za piće, porastao je nakon spoznaje da kloriranje vode dovodi do stvaranja značajnih količina kloriranih ugljikovodika štetnih za javno zdravlje. Posebnu opasnost predstavlja kloriranje pitke vode onečišćene fenolom. MPC za fenole u vodi za piće u odsutnosti kloriranja vode za piće je 0,1 mg/l, au uvjetima kloriranja (u ovom slučaju nastaju klorofenoli mnogo otrovnijeg i oštrog karakterističnog mirisa) - 0,001 mg/l. Slične kemijske reakcije mogu se dogoditi uz sudjelovanje organskih spojeva prirodnog ili tehnogenog podrijetla, što dovodi do raznih toksičnih organoklornih spojeva - ksenobiotika.
Ograničavajući pokazatelj štetnosti za aktivni klor je opći sanitarni.

15. Integralna i cjelovita procjena kakvoće vode

Svaki od pokazatelja kakvoće vode zasebno, iako nosi informaciju o kakvoći vode, ipak ne može poslužiti kao mjera kakvoće vode, jer. ne dopušta prosuđivanje vrijednosti drugih pokazatelja, iako se to ponekad događa neizravno, povezano je s nekim od njih. Primjerice, povećana vrijednost BPK5 u odnosu na normu posredno ukazuje na povećani sadržaj lako oksidirajućih organskih tvari u vodi, povećana vrijednost električne vodljivosti ukazuje na povećani udio soli itd. Istodobno, rezultat procjene kvalitete vode trebaju biti neki integralni pokazatelji koji bi pokrivali glavne pokazatelje kakvoće vode (ili one za koje se bilježe problemi).
U najjednostavnijem slučaju, ako postoje rezultati za nekoliko procijenjenih pokazatelja, može se izračunati zbroj smanjenih koncentracija komponenti, t.j. omjer njihovih stvarnih koncentracija i MPC (pravilo zbrajanja). Kriterij kvalitete vode pri korištenju pravila zbrajanja je ispunjenje nejednakosti:

Treba napomenuti da se zbroj navedenih koncentracija prema GOST 2874 može izračunati samo za kemikalije s istim graničnim pokazateljem opasnosti - organoleptičkim i sanitarno-toksikološkim.
Ako su rezultati analiza dostupni za dovoljan broj pokazatelja, moguće je odrediti klase kakvoće vode koje su sastavna karakteristika onečišćenja površinskih voda. Klase kvalitete određuju se indeksom onečišćenja vode (WPI), koji se izračunava kao zbroj stvarnih vrijednosti 6 glavnih pokazatelja kakvoće vode svedenih na MPC prema formuli:

Vrijednost WPI izračunava se za svaku točku uzorkovanja (mjesto). Dalje na stolu. 14, ovisno o vrijednosti WPI, odrediti klasu kakvoće vode.

Obilježja integralne ocjene kakvoće vode

Prilikom izračunavanja WPI-a, 6 glavnih, takozvanih "ograničenih" pokazatelja, svakako uključuje koncentraciju otopljenog kisika i vrijednost BPK5, kao i vrijednosti još 4 pokazatelja koji su najnepovoljniji za danom rezervoaru (voda), ili koji imaju najveću smanjenu koncentraciju (Ci/MACi omjer). Takvi pokazatelji, prema iskustvu hidrokemijskog praćenja vodnih tijela, često su sljedeći: sadržaj nitrata, nitrita, amonijevog dušika (u obliku organskih i anorganskih amonijevih spojeva), teških metala - bakra, mangana, kadmija itd. ., fenoli, pesticidi, naftni derivati, sintetski tenzidi ( Surfaktanti - sintetski surfaktanti. Postoje neionski, kao i kationski i anionski tenzidi.), Lignosulfonati. Za izračun WPI indikatori se odabiru bez obzira na granični znak štetnosti, međutim, ako su zadane koncentracije jednake, prednost se daje tvarima koje imaju sanitarni i toksikološki predznak štetnosti (takve tvari u pravilu imaju relativno veći štetnost).

Očito se terenskim metodama ne mogu odrediti svi navedeni pokazatelji kakvoće vode. Zadaće integrirane procjene dodatno su komplicirane činjenicom da je za dobivanje podataka pri izračunu WPI potrebno analizirati širok raspon pokazatelja, uz odabir onih kod kojih se uočavaju najveće smanjene koncentracije. Ako je nemoguće provesti hidrokemijsko istraživanje akumulacije za sve pokazatelje od interesa, preporučljivo je utvrditi koje komponente mogu biti onečišćujuće tvari. To se radi na temelju analize dostupnih rezultata hidrokemijskih studija proteklih godina, kao i informacija i pretpostavki o vjerojatnim izvorima onečišćenja voda. Ako je za ovu komponentu nemoguće izvršiti analize terenskim metodama (tenzidi, pesticidi, naftni derivati ​​itd.), potrebno je uzeti uzorke i sačuvati ih u skladu s potrebnim uvjetima (vidi Poglavlje 5.), nakon čega se uzorci moraju dostaviti u laboratorij na analizu u potrebno vrijeme.

Dakle, zadaci integralne procjene kakvoće vode praktički se poklapaju sa zadacima hidrokemijskog praćenja, jer za konačni zaključak o klasi kakvoće vode potrebni su rezultati analiza za niz pokazatelja tijekom dužeg razdoblja.

Zanimljiv pristup procjeni kvalitete vode, razvijen u Sjedinjenim Državama. Nacionalna sanitarna zaklada ove zemlje je 1970. godine razvila standardni generalizirani pokazatelj kvalitete vode (CQI), koji je postao široko rasprostranjen u Americi i nekim drugim zemljama. Prilikom izrade PCV-a korištene su stručne procjene temeljene na bogatom iskustvu u ocjenjivanju kakvoće vode kada se koristi za kućnu i industrijsku potrošnju vode, rekreaciju na vodi (plivanje i vodene zabave, ribolov), zaštitu vodenih životinja i riba, korištenje u poljoprivredi. (navodnjavanje, navodnjavanje), komercijalna uporaba (plovidba, hidroelektrana, toplinska energija) itd. PCV je bezdimenzijska vrijednost koja može imati vrijednosti od 0 do 100. Ovisno o vrijednosti PCV-a, moguće su sljedeće procjene kvalitete vode : 100-90 - izvrsno; 90-70 - dobro; 70-50 - osrednji; 50-25 - loše; 25-0 je jako loše. Utvrđeno je da je minimalna vrijednost PCV-a, pri kojoj je zadovoljena većina državnih standarda kakvoće vode, 50–58. Međutim, voda u akumulaciji može imati vrijednost PCV-a veću od navedene, a u isto vrijeme ne zadovoljava standarde za bilo koji pojedinačni pokazatelj.

PCV se izračunava na temelju rezultata utvrđivanja 9 najvažnijih karakteristika vode - parcijalnih pokazatelja, a svaki od njih ima svoj težinski koeficijent koji karakterizira prioritet ovog pokazatelja u ocjeni kakvoće vode. Pojedini pokazatelji kakvoće vode koji se koriste za izračun PCV-a i njihovi težinski faktori dani su u tablici. petnaest.

Ponderski koeficijenti pokazatelja u izračunu PCV-a prema podacima Nacionalne sanitarne zaklade SAD-a

Kako slijedi iz tablice. 15 podataka, najznačajniji pokazatelji su otopljeni kisik i brojnost Escherichia coli, što je sasvim razumljivo ako se prisjetimo najvažnije ekološke uloge kisika otopljenog u vodi i opasnosti za čovjeka uzrokovane kontaktom s vodom kontaminiranom izmetom.

Osim težinskih koeficijenata koji imaju konstantnu vrijednost, za svaki pojedini pokazatelj razvijene su težinske krivulje koje karakteriziraju razinu kakvoće vode (Q) za svaki pokazatelj, ovisno o njegovoj stvarnoj vrijednosti utvrđenoj tijekom analize. Grafovi krivulja težine prikazani su na sl. 11. Imajući rezultate analiza za pojedine pokazatelje, ponderske krivulje određuju numeričke vrijednosti ocjene za svaki od njih. Potonji se množe s odgovarajućim težinskim faktorom i dobivaju ocjenu kvalitete za svaki od pokazatelja. Zbrajanjem rezultata za sve definirane pokazatelje dobiva se vrijednost generaliziranog PCV-a.

Generalizirani PCV u velikoj mjeri otklanja nedostatke integralne procjene kakvoće vode s izračunom WPI, budući da sadrži skupinu specifičnih indikatora prioriteta, koji uključuju pokazatelj mikrobne kontaminacije.
Pri ocjenjivanju kakvoće vode, osim integralne ocjene, koja rezultira određivanjem razreda kakvoće vode, kao i hidrobiološke procjene bioindikacijskim metodama, zbog čega se utvrđuje razred čistoće, ponekad postoji i tzv. naziva se integrirana procjena, koja se temelji na metodama biotestiranja.

Potonje se također odnose na hidrobiološke metode, ali se razlikuju po tome što omogućuju određivanje reakcije vodene biote na onečišćenje pomoću različitih testnih organizama, kako protozoa (cilijate, dafnije) tako i viših riba (gupiji). Takva se reakcija ponekad smatra najindikativnijom, posebice u odnosu na ocjenu kakvoće onečišćenih voda (prirodnih i otpadnih), pa čak i omogućuje kvantitativno određivanje koncentracija pojedinih spojeva.

Sigurnost vode za piće u smislu kemijskog sastava određena je njezinom usklađenošću sa sljedećim standardima:

Popis štetnih tvari koje mogu biti sadržane u vodi za piće, njihovi izvori i priroda utjecaja na ljudski organizam.

Uzorkovanje i očuvanje vode

Uzorkovanje - rad, o čijoj ispravnoj provedbi uvelike ovisi točnost dobivenih rezultata. Uzimanje uzoraka tijekom terenskih analiza mora biti planirano, navodeći točke i dubine uzorkovanja, popis pokazatelja koje treba odrediti, količinu vode uzete za analizu, kompatibilnost metoda za očuvanje uzoraka za njihovu kasniju analizu. Najčešće se na akumulaciji uzimaju takozvani jednokratni uzorci. Međutim, prilikom pregleda akumulacije može biti potrebno uzeti niz povremenih i redovitih uzoraka - s površinskih, dubokih, donjih slojeva vode itd. Uzorci se također mogu uzeti iz podzemnih izvora, vodovodnih cijevi itd. Prosječni podaci o sastavu voda daju mješovite uzorke.
Regulatorni dokumenti (GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2, itd.) definiraju osnovna pravila i preporuke koje treba koristiti za dobivanje reprezentativnih 10 uzoraka. Različite vrste akumulacija (izvora vode) uzrokuju neke značajke uzorkovanja u svakom pojedinom slučaju. Razmotrimo glavne.
Uzorci iz rijeka i potoka odabiru se radi utvrđivanja kakvoće vode u riječnom slivu, prikladnosti vode za ishranu, navodnjavanje, za napajanje stoke, uzgoj ribe, kupanje i sportove na vodi, te utvrđivanje izvora onečišćenja.
Za utvrđivanje utjecaja mjesta ispuštanja otpadnih voda i pritočne vode uzorci se uzimaju uzvodno i na mjestu gdje se voda potpuno izmiješala. Treba imati na umu da onečišćenje može biti neravnomjerno raspoređeno duž toka rijeke, stoga se uzorci obično uzimaju na mjestima najturbulentnijeg toka, gdje se tokovi dobro miješaju. Uzorkači se postavljaju nizvodno od toka na željenoj dubini.
Uzorci iz prirodnih i umjetnih jezera (ribnjaka) uzimaju se za iste svrhe kao i uzorci vode iz rijeka. Međutim, uzimajući u obzir dugo postojanje jezera, praćenje kakvoće vode kroz dulje vremensko razdoblje (nekoliko godina), uključujući i mjesta namijenjena ljudskoj upotrebi, kao i utvrđivanje posljedica antropogenog onečišćenja vode (praćenje njenog sastava i svojstava). ) dolazi do izražaja. Uzorkovanje iz jezera mora se pažljivo planirati kako bi se dobile informacije o tome koja se statistička procjena može primijeniti. Akumulacije slabog protoka imaju značajnu heterogenost vode u horizontalnom smjeru. Kvaliteta vode u jezerima često uvelike varira u dubini zbog toplinske slojevitosti, što je uzrokovano fotosintezom u površinskoj zoni, zagrijavanjem vode, djelovanjem donjih sedimenata itd. Unutarnja cirkulacija može se pojaviti i u velikim dubokim akumulacijama.
Valja napomenuti da je kakvoća vode u vodnim tijelima (i jezerima i rijekama) ciklička, uz dnevnu i sezonsku cikličnost. Iz tog razloga, dnevne uzorke treba uzimati u isto doba dana (npr. 12 sati), a trajanje sezonskih studija treba biti najmanje 1 godinu, uključujući studije serije uzoraka uzetih tijekom svake sezone. To je osobito važno za određivanje kakvoće vode u rijekama s izrazito različitim režimima - malovodnim i visokim vodama.
Uzorci mokrih oborina (kiša i snijeg) izrazito su osjetljivi na kontaminaciju koja može nastati u uzorku pri korištenju nedovoljno čistog posuđa, prodiranju stranih (neatmosferskih) čestica i sl. Smatra se da se uzorci mokrih oborina ne smiju uzimati u blizini izvora značajnog atmosferskog onečišćenja – npr. , kotlovnice ili termoelektrane, otvorena skladišta materijala i gnojiva, transportna čvorišta i sl. U takvim slučajevima na uzorak sedimenta bit će značajno utjecali naznačeni lokalni izvori antropogenog onečišćenja.
Uzorci oborina prikupljaju se u posebne posude izrađene od neutralnih materijala. Kišnica se prikuplja pomoću lijevka (promjera najmanje 20 cm) u mjerni cilindar (ili izravno u kantu) i tamo se pohranjuje do analize.
Uzorkovanje snijega obično se provodi rezanjem jezgri do pune dubine (do tla), a preporučljivo je to učiniti na kraju razdoblja obilnih snježnih oborina (početkom ožujka). Volumen snijega pretvorenog u vodu također se može izračunati korištenjem gornje formule, gdje je D promjer jezgre.
Uzorci podzemnih voda odabiru se za utvrđivanje prikladnosti podzemnih voda kao izvora pitke vode, za tehničke ili poljoprivredne svrhe, za utvrđivanje utjecaja na kakvoću podzemnih voda potencijalno opasnih gospodarskih objekata, uz praćenje onečišćujućih tvari podzemnih voda.
Podzemne vode se proučavaju uzorkovanjem iz arteških bunara, bunara i izvora. Treba imati na umu da kvaliteta vode u različitim vodonosnicima može značajno varirati, stoga je prilikom uzorkovanja podzemnih voda potrebno dostupnim metodama procijeniti dubinu horizonta iz kojeg je uzorak uzet, moguće gradijente podzemnih tokova, podatak o sastavu podzemnih stijena kroz koje prolazi horizont. Budući da se na mjestu uzorkovanja može stvoriti koncentracija raznih nečistoća, različita od cjelokupnog vodonosnika, potrebno je iz bunara (ili iz izvora, napravivši udubljenje u njemu) ispumpati vodu u količini dovoljnoj da se voda obnovi. u bunar, vodovodnu cijev, udubljenje itd.
Uzorci vode iz vodovodne mreže odabiru se radi utvrđivanja opće razine kakvoće vode iz slavine, traženja uzroka onečišćenja distribucijskog sustava, kontrole stupnja mogućeg onečišćenja pitke vode produktima korozije itd.
Za dobivanje reprezentativnih uzoraka prilikom uzorkovanja vode iz vodovodnih mreža, poštuju se sljedeća pravila;
- uzorkovanje se provodi nakon cijeđenja vode 10-15 minuta - vrijeme koje je obično dovoljno za obnavljanje vode s nakupljenim onečišćujućim tvarima;
- za uzorkovanje nemojte koristiti krajnje dijelove vodoopskrbnih mreža, kao ni dijelove s cijevima malog promjera (manje od 1,2 cm);
- za odabir, kad god je to moguće, koriste se područja s turbulentnim strujanjem - slavine u blizini ventila, zavoji;
— Prilikom uzorkovanja voda treba polako teći u posudu za uzorkovanje dok se ne prelije.
Uzorkovanje za određivanje sastava vode (ali ne i kvalitete!) Također se provodi prilikom proučavanja otpadnih voda, vode i pare iz kotlovskih postrojenja itd. Takav rad, u pravilu, ima tehnološke ciljeve, zahtijeva posebnu obuku i poštivanje dodatnih sigurnosnih pravila od osoblja. Terenske metode mogu se dosta (a često i vrlo učinkovito) koristiti od strane stručnjaka u ovim slučajevima, međutim, iz navedenih razloga, nećemo ih preporučiti za rad obrazovnih ustanova, stanovništva i javnosti, te opisivati ​​odgovarajuće metode uzorkovanja.
Prilikom uzorkovanja treba obratiti pažnju (i zabilježiti u protokol) na hidrološke i klimatske uvjete koji su pratili uzorkovanje, kao što su oborine i njihova brojnost, poplave, niske vode i stajaće vode itd.
Uzorci vode za analizu mogu se uzeti i neposredno prije analize i unaprijed. Za uzorkovanje stručnjaci koriste standardne boce ili boce zapremnine od najmanje 1 litre, koje se otvaraju i pune na potrebnoj dubini. Zbog činjenice da je 30-50 ml vode obično dovoljno za terensku analizu za bilo koji indikator (osim otopljenog kisika i BPK), uzorkovanje neposredno prije analize može se obaviti u tikvici od 250-500 ml (npr. iz kompleta-laboratorija, mjernog pribora itd.).
Jasno je da posuda za uzorkovanje mora biti čista. Čistoća posuđa osigurava se prethodnim pranjem vrućom vodom sa sapunom (ne koristite prašak za pranje i smjesu kroma!), ponovljenim ispiranjem čistom toplom vodom. U budućnosti je poželjno koristiti isto stakleno posuđe za uzorkovanje. Posude namijenjene uzorkovanju prethodno se dobro isperu, ispiru najmanje tri puta uzorkovanom vodom i začepe staklenim ili plastičnim čepovima prokuhanim u destiliranoj vodi. Između čepa i uzorka uzetog u posudu ostavlja se zrak volumena 5-10 ml. U zajedničku posudu za analizu uzima se uzorak samo onih komponenti koje imaju iste uvjete čuvanja i skladištenja.
Uzorkovanje koje nije namijenjeno za analizu odmah (tj. uzeto unaprijed) provodi se u hermetički zatvorenoj staklenoj ili plastičnoj (po mogućnosti fluoroplastičnoj) posudi kapaciteta najmanje 1 litre.
Kako bi se dobili pouzdani rezultati, analizu vode treba izvršiti što je prije moguće. U vodi se odvijaju procesi oksidacije-redukcije, sorpcije, sedimentacije, biokemijski procesi uzrokovani vitalnom djelatnošću mikroorganizama itd. Kao rezultat toga, neke komponente mogu biti oksidirane ili reducirane: nitrati - u nitrite ili amonijeve ione, sulfati - na sulfite; kisik se može potrošiti na oksidaciju organskih tvari itd. Sukladno tome mogu se mijenjati i organoleptička svojstva vode – miris, okus, boja, zamućenost. Biokemijski procesi se mogu usporiti hlađenjem vode na temperaturu od 4-5°C (u hladnjaku).
Međutim, čak i ako poznajete terenske metode analize, nije uvijek moguće izvršiti analizu odmah nakon uzorkovanja. Ovisno o očekivanom trajanju skladištenja prikupljenih uzoraka, možda će ih biti potrebno sačuvati. Ne postoji univerzalni konzervans, pa se uzorci za analizu uzimaju u nekoliko boca. U svakom od njih voda se konzervira dodavanjem odgovarajućih kemikalija, ovisno o komponentama koje se određuju.
U tablici. dane su metode konzerviranja, kao i značajke uzorkovanja i skladištenja uzoraka. Prilikom analize vode za neke pokazatelje (primjerice, otopljeni kisik, fenoli, naftni proizvodi) postavljaju se posebni zahtjevi za uzorkovanje. Dakle, pri određivanju otopljenog kisika i sumporovodika važno je isključiti kontakt uzorka s atmosferskim zrakom, pa se boce moraju puniti sifonom - gumenom cijevi spuštenom na dno boce, čime se osigurava da voda izlije kada boca je prepuna. Pojedinosti o specifičnim uvjetima uzorkovanja (ako ih ima) dane su u opisu odgovarajućih analiza.

Načini konzerviranja, značajke uzorkovanja i skladištenja uzoraka

Treba imati na umu da ni konzervacija ni fiksacija ne osiguravaju postojanost sastava vode na neodređeno vrijeme. Odgovarajuću komponentu drže u vodi samo određeno vrijeme, što omogućuje dostavu uzoraka na mjesto analize, na primjer, u terenski kamp, ​​a po potrebi i u specijalizirani laboratorij. Protokoli uzorkovanja i analize moraju naznačiti datume uzorkovanja i analize.

22.12.2016

2880

Danas ćemo vam reći sve što ste htjeli znati o organskim zagađivačima vode.

Organski zagađivači vode

Osim anorganskih tvari (željezo, mangan, fluoridi), voda sadrži i organske tvari. U našem blogu naučit ćete o vrstama organskih zagađivača i o tome kako otkriti njihov višak.

Izvori onečišćenja vode:

Postoje 3 glavne vrste izvora onečišćenja vode:

• Naselja. Kanalizacijski odvodi su u ovom slučaju glavno mjesto nakupljanja kućnog otpada. Ljudi svakodnevno koriste ogromnu količinu vode za piće, kuhanje, higijenu i čišćenje, nakon čega ova voda, zajedno s deterdžentima i otpadom od hrane, ulazi u kanalizaciju. Zatim slijedi pročišćavanje od strane komunalnih objekata, a voda se vraća na ponovnu uporabu.
• Industrija. Glavni je zagađivač u razvijenim zemljama s velikim brojem poduzeća. Količina otpadnih voda koju ispuštaju tri puta je veća od komunalnih otpadnih voda.
• Poljoprivreda. Na ovom području ratarska proizvodnja intenzivno onečišćuje vodene površine, zbog upotrebe gnojiva i pesticida. Otprilike četvrtina dušičnih gnojiva, trećina kalijevih gnojiva i 4% fosfornih gnojiva završava u vodnim tijelima.

Utjecaj organskih zagađivača na zdravlje ljudi

Postoje mnoge bolesti uzrokovane onečišćenjem vode. Na primjer, pranje kontaminiranom vodom može uzrokovati konjunktivitis. Školjke i alge koje žive u vodi mogu uzrokovati šistosomijazu (groznicu, bol u jetri).

Kako odrediti količinu organske tvari u vodi

Vrijednost koja karakterizira sadržaj organskih i mineralnih tvari u vodi naziva se oksidabilnost. Za procjenu kemijske potrebe za kisikom, t.j. oksidabilnost vode, koristiti metodu bikromata i permanganata. Određivanje oksidabilnosti bikromata zahtijeva dosta dugo vremena, stoga nije baš prikladno za masovnu kontrolu rada postrojenja za pročišćavanje. Upravo oksidacija permanganata regulira kvalitetu pitke vode prema SanPiN-u.

Što je oksidabilnost permanganata?

Oksidabilnost permanganata je pokazatelj dobiven za ocjenu KPK permanganatnom metodom, drugim riječima, pokazatelj je ukupne količine organskih tvari u vodi. Oksidabilnost permanganata izražava se u miligramima kisika koji se koristi za oksidaciju tih tvari sadržanih u 1 dm3 vode. Ovaj pokazatelj ne imenuje organske tvari sadržane u vodi, već samo govori o višku njihove količine.

Znakovi prekomjerne oksidabilnosti permaganata

Nitrit ukazuje na dob onečišćenja (vrijeme potrebno za pretvorbu amonijaka u nitrit). Nitrati svjedoče o starijim razdobljima onečišćenja. Tvari koje sadrže dušik mogu se koristiti za procjenu prirode onečišćenja izvora vode. Ako se amonijak nađe u vodi, a nema ga tijekom ponovljenih analiza, onda možemo govoriti o slučajnoj kontaminaciji. Prisutnost amonijaka i nitrita u vodi ukazuje da voda prije nije bila onečišćena, ali se relativno nedavno pojavio stalni izvor onečišćenja. Otkrivanje amonijaka, nitrita i nitrata ukazuje na jasan problem s izvorom vode koji je stalno onečišćen. Ako se u vodi nalaze nitrati, a nema amonijaka, to znači da je prije postojao stalni izvor onečišćenja, te da izvor trenutno nije kontaminiran. Prisutnost amonijaka i nitrata u vodi u odsutnosti međuprodukata - nitrita, ukazuje na to da je izvor vode periodično onečišćen. Otkrivanje nitrata ukazuje na završetak procesa mineralizacije.

Tvari koje sadrže dušik također mogu biti mineralnog porijekla. O tome treba posebno voditi računa pri proučavanju arteških voda, te je u takvim slučajevima potrebno obratiti pozornost na prisutnost drugih pokazatelja onečišćenja, posebice bakterioloških pokazatelja i vrijednosti oksidabilnosti. Potonji će biti visok bez zagrijavanja vode, što također ukazuje na mineralno podrijetlo ovog pokazatelja.

Međutim, visoka oksidabilnost tijekom kipuće vode ukazuje na prisutnost organskih onečišćenja u njoj.

Određivanje amonijačnog dušika (amonijeve soli) (kvalitativno s približnom kvantitativnom procjenom)

Dušik amonijevih soli u vodi za piće se kvalitativno i kvantitativno određuje pomoću Nesslerovog reagensa koji daje žutu boju u prisutnosti slane otopine amonijaka.

U epruvetu uliti 1/3 vode za ispitivanje, dodati 2-3 kapi otopine Rochelleove soli da zadrži Ca i Mg soli i 5 kapi Nesslerovog reagensa. Nakon 10 min odrediti sadržaj amonijevog dušika.

Određivanje nitritnog dušika

Princip metode temelji se na stvaranju azo bojila jarkih boja tijekom interakcije nitrita u kiselom mediju s Griessovim reagensom. Ulijte 1/2 epruvete ispitne vode, dodajte 10 kapi Griessovog reagensa i zagrijavajte u vodenoj kupelji 5 minuta. Okvirni sadržaj određuje se prema tablici 2.

Određivanje nitratnog dušika

Princip metode temelji se na pretvorbi salicilne kiseline nitratnog dušika otopljenog u vodi u fenolne nitro derivate, koji s lužinom tvore žuto obojene spojeve.

Kvalitativna reakcija: u epruvetu uliti 1/3 vode za ispitivanje, dodati 2 kapi 8% otopine natrijevog klorida, dodati 4-5 kristala difenilamina, protresti. Pažljivo ulijte 10 kapi koncentrirane sumporne kiseline duž stijenke epruvete.

Prisutnost nitratnog dušika u vodi stvara plavi prsten.

Određivanje oksidabilnosti vode.

Oksidabilnost vode podrazumijeva se kao potreba za kisikom potrebnim za oksidaciju produkata raspadanja organskih tvari biljnog i životinjskog podrijetla sadržanih u vodi. Oksidabilnost se izražava kao broj mg kisika utrošenog za oksidaciju tvari u 1 litri vode.

Visoka oksidabilnost vode posljedica je prisutnosti u njoj produkata raspadanja organskih tvari biljnog i životinjskog podrijetla. U čistoj vodi za piće oksidabilnost ne prelazi 2-4 mg kisika po 1 litri vode. U močvarnim vodama, u nedostatku tvari koje sadrže dušik, dopuštena je oksidacija do 5-6 mg / l, jer. u takvoj vodi organske tvari sadrže humus (biljna koloidna tvar), koji je hranjivi medij za mikroorganizme.

Određivanje oksidabilnosti vode provodi se titriranom otopinom kalijevog permanganata u kiselom mediju. Princip ove metode temelji se na sposobnosti kalijevog permanganata u kiseloj sredini u prisutnosti organskih tvari da oslobodi atomski kisik koji se koristi za njihovu oksidaciju. Otopina kalijevog permanganata postaje bezbojna zbog pretvorbe KMnO4 u MnSO4. Za izračunavanje oksidabilnosti koristi se količina razgrađenog KMnO4.

reagensi:

0,01 N otopina KMnO4, od kojih 1 ml oslobađa 0,08 mg kisika;

0,01 N otopina oksalne kiseline (od kojih 1 ml ide na oksidaciju 0,08 mg kisika);

25% otopina sumporne kiseline.