Priame ukazovatele fekálneho znečistenia vody. Indikátory znečistenia vody. organické znečistenie

Von + 2Vf = Vmo

)Vk = 2 (Vmo - Vph)

5. Vph = Vmo. V pôvodnej vzorke chýbajú uhličitany aj hydrogénuhličitany a spotreba kyseliny je spôsobená prítomnosťou silných zásad obsahujúcich hydroxoanióny.
Prítomnosť voľných hydroxo aniónov v značnom množstve (prípady 4 a 5) je možná len v odpadových vodách.
Výsledky titrácie fenolftaleínu a metyloranže umožňujú vypočítať index zásaditosti vody, ktorý sa číselne rovná počtu ekvivalentov kyseliny použitých na titráciu 1-litrovej vzorky.
Súčasne spotreba kyseliny počas titrácie fenolftaleínom charakterizuje voľnú alkalitu a metyloranž - celkovú alkalitu, ktorá sa meria v mg-ekv / l. Index zásaditosti sa v Rusku spravidla používa pri štúdiu odpadových vôd. V niektorých iných krajinách (USA, Kanada, Švédsko atď.) sa alkalita určuje pri hodnotení kvality prírodných vôd a vyjadruje sa ako hmotnostná koncentrácia v ekvivalente CaCO3.

Treba mať na pamäti, že pri analýze odpadov a znečistených prírodných vôd získané výsledky nie vždy správne odrážajú hodnoty voľnej a celkovej alkality, pretože vo vode môžu byť okrem uhličitanov a hydrouhličitanov prítomné aj zlúčeniny niektorých ďalších skupín (pozri „Alkalita a kyslosť“).

5.2. sírany

Sírany sú bežnou súčasťou prírodných vôd. Ich prítomnosť vo vode je spôsobená rozpúšťaním niektorých minerálov - prírodných síranov (sadrovec), ako aj prenosom síranov obsiahnutých vo vzduchu s dažďami. Tieto vznikajú počas oxidačných reakcií v atmosfére oxidu sírového (IV) na oxid sírový (VI), pri tvorbe kyseliny sírovej a jej neutralizácii (úplnej alebo čiastočnej):

2S02+02=2S03
S03+H20=H2S04
Prítomnosť síranov v priemyselných odpadových vodách je zvyčajne spôsobená technologickými procesmi vyskytujúcimi sa pri používaní kyseliny sírovej (výroba minerálnych hnojív, výroba chemikálií). Sírany v pitnej vode nepôsobia na človeka toxicky, ale zhoršujú chuť vody: chuťový vnem síranov nastáva pri ich koncentrácii 250-400 mg/l. Sírany môžu spôsobiť usadeniny v potrubiach, keď sa zmiešajú dve vody s rôznym minerálnym zložením, ako je síran a vápnik (zráža sa CaSO4).

MPC síranov vo vodách nádrží pre domácnosť a pitné účely je 500 mg/l, limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptický.

5.3. chloridy

Chloridy sú prítomné takmer vo všetkých sladkých povrchových a podzemných vodách, ako aj v pitnej vode, vo forme solí kovov. Ak je vo vode prítomný chlorid sodný, má slanú chuť už pri koncentráciách nad 250 mg/l; v prípade chloridov vápnika a horčíka sa slanosť vody vyskytuje pri koncentráciách nad 1000 mg/l. Práve podľa organoleptického ukazovateľa - chuti bola stanovená MPC pre pitnú vodu na chloridy (350 mg / l), obmedzujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptický.
Pri priemyselných procesoch koncentrácie roztokov, iónovej výmeny, solenia atď. sa môžu vytvárať veľké množstvá chloridov, pričom vznikajú odpadové vody s vysokým obsahom chloridových aniónov.
Vysoké koncentrácie chloridov v pitnej vode nemajú toxické účinky na človeka, hoci slané vody sú veľmi korozívne pre kovy, nepriaznivo ovplyvňujú rast rastlín a spôsobujú zasoľovanie pôdy.

6. Suchý zvyšok

Suchý zvyšok charakterizuje obsah neprchavých rozpustených látok (hlavne minerálnych) a organických látok vo vode, ktorej bod varu presahuje 105-110 °C.

Hodnotu suchého rezídua možno odhadnúť aj metódou výpočtu. V tomto prípade je potrebné spočítať koncentrácie minerálnych solí rozpustených vo vode, ako aj organických látok získaných ako výsledok analýz (uhľovodíky sú sčítané v množstve 50%). Pre pitnú a prírodnú vodu sa sušina prakticky rovná súčtu hmotnostných koncentrácií aniónov (uhličitan, hydrogénuhličitan, chlorid, síran) a katiónov (vápnik a horčík, ako aj tie, ktoré sú určené výpočtovou metódou sodíka a draslíka). ).

Hodnota sušiny pre povrchové vody nádrží na použitie v domácnostiach a domácnostiach by nemala presiahnuť 1000 mg/l (v niektorých prípadoch je povolených až 1500 mg/l).

7. Všeobecná tvrdosť, vápnik a horčík

Tvrdosť vody je jednou z najdôležitejších vlastností, ktorá má veľký význam pri používaní vody. Ak sú vo vode ióny kovov, ktoré s mydlom tvoria nerozpustné soli mastných kyselín, tak v takejto vode sa pri praní oblečenia alebo umývaní rúk len ťažko tvorí pena, čo má za následok pocit tvrdosti. Tvrdosť vody má škodlivý vplyv na potrubia, keď sa voda používa vo vykurovacích sieťach, čo vedie k tvorbe vodného kameňa. Z tohto dôvodu sa do vody musia pridávať špeciálne „zmäkčovacie“ chemikálie.Tvrdosť vody je spôsobená prítomnosťou rozpustných a málo rozpustných minerálnych solí, najmä vápnika (Ca2 + ") a horčíka (Mg2 +).

Hodnota tvrdosti vody sa môže značne líšiť v závislosti od typu hornín a pôd, ktoré tvoria povodie, ako aj od ročného obdobia a poveternostných podmienok. Celková tvrdosť vody v jazerách a riekach tundry je napríklad 0,1-0,2 mg-ekv / l a v moriach, oceánoch, podzemná voda dosahuje 80-100 mg-ekv / l a ešte viac (Mŕtve more) . V tabuľke. 11 ukazuje hodnoty celkovej tvrdosti vody niektorých riek a nádrží v Rusku.

Hodnoty celkovej tvrdosti vody niektorých riek a nádrží v Rusku

Zo všetkých solí súvisiacich so soľami tvrdosti sa rozlišujú hydrogenuhličitany, sírany a chloridy. Obsah ostatných rozpustných vápenatých a horečnatých solí v prírodných vodách je zvyčajne veľmi nízky. Tvrdosť viazaná na vodu uhľovodíkmi sa nazýva hydrouhličitan alebo dočasná, pretože. Hydrouhličitany sa pri varení vody (presnejšie pri teplote vyššej ako 60 °C) rozkladajú za vzniku slabo rozpustných uhličitanov (Mg (HC03) 2 je v prírodných vodách menej bežný ako Ca (HCO3) 2, keďže magnezitové horniny nie sú bežné.Preto v sladkých vodách prevláda takzvaná vápenatá tvrdosť):

CaHCO3>CaCO3v+H20+CO2

V prirodzených podmienkach je vyššie uvedená reakcia reverzibilná, avšak keď podzemné (podzemné) vody, ktoré majú výraznú prechodnú tvrdosť, vystúpia na povrch, rovnováha sa posunie smerom k tvorbe CO2, ktorý je odstraňovaný do atmosféry. Tento proces vedie k rozkladu hydrogénuhličitanov a k vyzrážaniu CaCO3 a MgCO3. Takýmto spôsobom vznikajú odrody karbonátových hornín nazývaných vápenaté tufy.
V prítomnosti oxidu uhličitého rozpusteného vo vode dochádza aj k obrátenej reakcii. Takto dochádza v prírodných podmienkach k rozpúšťaniu alebo vymývaniu uhličitanových hornín.

Tvrdosť spôsobená chloridmi alebo síranmi sa nazýva konštantná, pretože. tieto soli sú stabilné pri zahrievaní a varení vo vode.
Celková tvrdosť vody, t.j. celkový obsah rozpustných solí vápnika a horčíka sa nazýva "celková tvrdosť".

Vzhľadom na skutočnosť, že soli tvrdosti sú soli rôznych katiónov s rôznymi molekulovými hmotnosťami, koncentrácia solí tvrdosti alebo tvrdosť vody sa meria v jednotkách ekvivalentnej koncentrácie - počtu g-ekv / l alebo mg-ekv / l. S tvrdosťou do 4 mg-ekv / l sa voda považuje za mäkkú; od 4 do 8 meq / l - stredná tvrdosť; od 8 do 12 meq / l - tvrdý; viac ako 12 meq/l - veľmi tvrdá (existuje aj iná klasifikácia vody podľa stupňov tvrdosti) /l), limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptická.

Prípustná hodnota celkovej tvrdosti pre pitnú vodu a zdroje centralizovaného zásobovania vodou nie je väčšia ako 7 mg-ekv / l (v niektorých prípadoch až 10 mg-ekv / l), obmedzujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptický.

8. Celkový obsah soli

Na výpočet celkového obsahu solí súčtom hmotnostných koncentrácií hlavných aniónov v miligramovo ekvivalentnej forme sa ich hmotnostné koncentrácie stanovené počas analýzy a vyjadrené v mg/l vynásobia koeficientmi uvedenými v tabuľke. 12, po ktorom sú sčítané.

Konverzné faktory koncentrácie

Koncentrácia katiónu draslíka v tomto výpočte (pre prírodné vody) sa bežne berie do úvahy ako koncentrácia katiónu sodíka. Získaný výsledok sa zaokrúhli na celé čísla (mg/l)

9. Rozpustený kyslík
Kyslík je v povrchových vodách vždy prítomný v rozpustenej forme. Obsah rozpusteného kyslíka (DO) vo vode charakterizuje kyslíkový režim nádrže a má prvoradý význam pre hodnotenie ekologického a hygienického stavu nádrže. Kyslík musí byť obsiahnutý vo vode v dostatočnom množstve, ktoré poskytuje podmienky pre dýchanie vodných organizmov. Je tiež potrebný na samočistenie vodných útvarov, pretože sa podieľa na procesoch oxidácie organických a iných nečistôt a rozkladu mŕtvych organizmov. Pokles koncentrácie RK poukazuje na zmenu biologických procesov v zdrži, znečistenie zdrže biochemicky intenzívne oxidovanými látkami (predovšetkým organickými). Spotrebu kyslíka určujú aj chemické procesy oxidácie nečistôt obsiahnutých vo vode, ako aj dýchanie vodných organizmov.
Kyslík sa do zásobníka dostáva rozpustením pri kontakte so vzduchom (absorpciou), ako aj v dôsledku fotosyntézy vodnými rastlinami, t.j. v dôsledku fyzikálno-chemických a biochemických procesov. Kyslík sa dostáva do vodných útvarov aj s dažďovou a snehovou vodou. existuje veľa dôvodov, ktoré spôsobujú zvýšenie alebo zníženie koncentrácie rozpusteného kyslíka vo vode.
Kyslík rozpustený vo vode je vo forme hydratovaných molekúl O2. Obsah kyslíka závisí od teploty, atmosférického tlaku, stupňa turbulencie vody, množstva zrážok, slanosti vody atď. Pri každej hodnote teploty existuje rovnovážna koncentrácia kyslíka, ktorú je možné určiť zo špeciálnych referenčných tabuliek zostavených pre normálny atmosférický tlak. . Predpokladá sa, že stupeň nasýtenia vody kyslíkom, zodpovedajúci rovnovážnej koncentrácii, je 100 %. Rozpustnosť kyslíka sa zvyšuje s klesajúcou teplotou a mineralizáciou a so zvyšujúcim sa atmosférickým tlakom.
V povrchových vodách sa obsah rozpusteného kyslíka môže pohybovať od 0 do 14 mg/l a podlieha výrazným sezónnym a denným výkyvom. V eutrofizovaných a silne znečistených vodných útvaroch môže dôjsť k výraznému nedostatku kyslíka. Pokles koncentrácie DO na 2 mg/l spôsobuje masívny úhyn rýb a iných vodných organizmov.

Vo vode nádrží v ktoromkoľvek období roka do 12.00 hod. by koncentrácia RK mala byť minimálne 4 mg/l. MPC kyslíka rozpusteného vo vode pre rybárske nádrže je stanovená na 6 mg/l (pre cenné druhy rýb) alebo 4 mg/l (pre ostatné druhy).
Rozpustený kyslík je veľmi nestabilná zložka chemického zloženia vôd. Pri jej stanovení by sa odber vzoriek mal vykonávať obzvlášť opatrne: je potrebné vyhnúť sa kontaktu vody so vzduchom, kým sa kyslík nefixuje (naviaže ho na nerozpustnú zlúčeninu).
Pri rozbore vody sa zisťuje koncentrácia RK (v mg / l) a stupeň nasýtenia vody ňou (v %) vo vzťahu k rovnovážnemu obsahu pri danej teplote a atmosférickom tlaku.
Kontrola obsahu kyslíka vo vode je mimoriadne dôležitým problémom, ktorý je predmetom záujmu takmer všetkých odvetví národného hospodárstva, vrátane hutníctva železa a neželezných kovov, chemického priemyslu, poľnohospodárstva, medicíny, biológie, rybného a potravinárskeho priemyslu, železiarskeho a neželezného priemyslu. a environmentálne služby. Obsah RK sa stanovuje ako v nekontaminovaných prírodných vodách, tak aj v odpadových vodách po čistení. Procesy čistenia odpadových vôd sú vždy sprevádzané kontrolou obsahu kyslíka. Stanovenie DO je súčasťou analýzy pri stanovení ďalšieho dôležitého ukazovateľa kvality vody - biochemickej spotreby kyslíka (BSK).

10. Biochemická spotreba kyslíka (BSK)
V prírodnej vode nádrží sú vždy prítomné organické látky. Ich koncentrácie môžu byť niekedy veľmi nízke (napríklad v pramenitých a topiacich sa vodách). Prirodzenými zdrojmi organických látok sú rozkladajúce sa zvyšky organizmov rastlinného a živočíšneho pôvodu, ktoré žijú vo vode a padajú do nádrže z listov, zo vzduchu, z brehov atď. Okrem prírodných zdrojov existujú aj technogénne zdroje organických látok: dopravné podniky (ropné produkty), závody na spracovanie celulózy, papiera a dreva (ligníny), závody na spracovanie mäsa (bielkovinové zlúčeniny), poľnohospodárske a fekálne odpady atď. Organické znečisťujúce látky sa dostávajú do nádrže rôznymi cestami, najmä splaškami a povrchovými splachmi dažďových vôd z pôdy.
V prirodzených podmienkach sú organické látky vo vode zničené baktériami, ktoré podliehajú aeróbnej biochemickej oxidácii s tvorbou oxidu uhličitého. V tomto prípade sa kyslík rozpustený vo vode spotrebuje na oxidáciu. Vo vodných útvaroch s vysokým obsahom organických látok sa väčšina RA spotrebuje na biochemickú oxidáciu, čím sa ostatné organizmy zbavia kyslíka. Zároveň sa zvyšuje počet organizmov odolnejších voči nízkemu obsahu RA, miznú kyslíkomilné druhy a objavujú sa druhy tolerantné voči nedostatku kyslíka. V procese biochemickej oxidácie organických látok vo vode teda koncentrácia DO klesá a tento pokles je nepriamo meradlom obsahu organických látok vo vode. Zodpovedajúci ukazovateľ kvality vody, ktorý charakterizuje celkový obsah organických látok vo vode, sa nazýva biochemická spotreba kyslíka (BSK).
Stanovenie BSK je založené na meraní koncentrácie RA vo vzorke vody bezprostredne po odbere, ako aj po inkubácii vzorky. Vzorka sa inkubuje bez prístupu vzduchu v kyslíkovej banke (t.j. v tej istej nádobe, kde sa stanovuje hodnota RK) počas doby nevyhnutnej na priebeh biochemickej oxidačnej reakcie.
Keďže rýchlosť biochemickej reakcie závisí od teploty, inkubácia prebieha v režime konštantnej teploty (20 ± 1) °C a presnosť analýzy BSK závisí od presnosti udržiavania hodnoty teploty. Zvyčajne sa BSK stanovuje na 5 dní inkubácie (BSK5) (možno určiť aj BSK10 na 10 dní a BSKcelkom na 20 dní (v tomto prípade sa oxiduje asi 90, resp. 99 % organických látok)), avšak obsah niektorých zlúčenín je informatívnejšie charakterizovaná hodnotou BSK za 10 dní alebo za obdobie úplnej oxidácie (BSK10, resp. BSKcelkom). Chybu pri stanovení BSK môže spôsobiť aj osvetlenie vzorky, ktoré ovplyvňuje životnú aktivitu mikroorganizmov a môže v niektorých prípadoch spôsobiť fotochemickú oxidáciu. Preto sa inkubácia vzorky uskutočňuje bez prístupu svetla (na tmavom mieste).
Hodnota BSK sa zvyšuje s časom a dosahuje určitú maximálnu hodnotu - BODtotal; znečisťujúce látky rôzneho charakteru môžu navyše zvýšiť (znížiť) hodnotu BSK. Dynamika biochemickej spotreby kyslíka pri oxidácii organických látok vo vode je znázornená na obr.8.

Ryža. 8. Dynamika biochemickej spotreby kyslíka:

a - ľahko oxidovateľné ("biologicky mäkké") látky - cukry, formaldehyd, alkoholy, fenoly atď.;
c - normálne oxidujúce látky - naftoly, krezoly, aniónové povrchovo aktívne látky, sulfanol a pod.;
c - silne oxidované ("biologicky tuhé") látky - neiónové tenzidy, hydrochinón a pod.

BSK je teda množstvo kyslíka v (mg) potrebné na oxidáciu organickej hmoty v 1 litri vody za aeróbnych podmienok, bez prístupu svetla, pri 20 °C, po určitú dobu v dôsledku biochemických procesov prebiehajúcich v voda.
Predbežne sa uznáva, že BSK5 je asi 70 % BSKtot, ale môže byť od 10 do 90 % v závislosti od oxidujúcej látky.
Znakom biochemickej oxidácie organických látok vo vode je sprievodný proces nitrifikácie, ktorý skresľuje charakter spotreby kyslíka.

2NH4++З02=2HN02+2H20+2N++Q
2HN02+02=2HN03+Q
kde: Q je energia uvoľnená počas reakcií.

Ryža. 9. Zmena charakteru spotreby kyslíka pri nitrifikácii.

Nitrifikácia prebieha pod vplyvom špeciálnych nitrifikačných baktérií - Nitrozomonas, Nitrobacter atď. Tieto baktérie zabezpečujú oxidáciu dusíkatých zlúčenín, ktoré sa zvyčajne vyskytujú v znečistených prírodných a niektorých odpadových vodách, a tým prispievajú k premene dusíka najskôr z amónneho na dusitany a potom na formy dusičnanov

Proces nitrifikácie prebieha aj počas inkubácie vzorky v kyslíkových fľašiach. Množstvo kyslíka použitého na nitrifikáciu môže byť niekoľkonásobne väčšie ako množstvo kyslíka potrebného na biochemickú oxidáciu organických zlúčenín obsahujúcich uhlík. Začiatok nitrifikácie je možné zafixovať minimálne na grafe denných prírastkov BSK počas inkubačnej doby. Nitrifikácia začína približne na 7. deň inkubácie (pozri obr. 9), preto pri stanovení BSK na 10 a viac dní je potrebné do vzorky zaviesť špeciálne látky - inhibítory, ktoré potláčajú životnú aktivitu nitrifikačných baktérií, ale neovplyvňujú bežnú mikroflóru (t.j. na baktérie - oxidanty organických zlúčenín). Ako inhibítor sa používa tiomočovina (tiokarbamid), ktorá sa vstrekuje do vzorky alebo do riediacej vody v koncentrácii 0,5 mg/ml.

Zatiaľ čo prírodné aj domáce odpadové vody obsahujú veľké množstvo mikroorganizmov, ktoré sa môžu vyvinúť vďaka organickým látkam obsiahnutým vo vode, mnohé druhy priemyselných odpadových vôd sú sterilné alebo obsahujú mikroorganizmy, ktoré nie sú schopné aeróbneho spracovania organických látok. Mikróby sa však môžu prispôsobiť (prispôsobiť) prítomnosti rôznych zlúčenín, vrátane toxických. Preto sa pri rozbore takýchto odpadových vôd (väčšinou sa vyznačujú zvýšeným obsahom organických látok) zvyčajne používa riedenie vodou nasýtenou kyslíkom a obsahujúcou aditíva adaptovaných mikroorganizmov. Pri určovaní BSKtot priemyselných odpadových vôd je pre získanie správnych výsledkov analýzy rozhodujúca predbežná adaptácia mikroflóry, pretože. zloženie takýchto vôd často obsahuje látky, ktoré výrazne spomaľujú proces biochemickej oxidácie a niekedy majú toxický účinok na bakteriálnu mikroflóru.
Pre štúdium rôznych priemyselných odpadových vôd, ktoré sú ťažko biochemicky oxidovateľné, možno použitú metódu použiť vo variante stanovenia „celkovej“ BSK (BODtotal).
Ak má vzorka veľmi vysoký obsah organických látok, do vzorky sa pridá zriedená voda. Na dosiahnutie maximálnej presnosti analýzy BSK by analyzovaná vzorka alebo zmes vzorky s riediacou vodou mala obsahovať také množstvo kyslíka, aby počas inkubačnej doby došlo k poklesu jeho koncentrácie o 2 mg/l a viac, a zvyšný kyslík koncentrácia po 5 dňoch inkubácie by mala byť aspoň 3 mg/l. Ak obsah RA vo vode nestačí, potom sa vzorka vody prevzdušní, aby sa vzduch nasýtil kyslíkom. Za najsprávnejší (presnejší) výsledok sa považuje výsledok takého stanovenia, pri ktorom sa spotrebuje asi 50 % kyslíka pôvodne prítomného vo vzorke.
V povrchových vodách sa hodnota BSK5 pohybuje od 0,5 do 5,0 mg/l; podlieha sezónnym a denným zmenám, ktoré závisia najmä od zmien teploty a od fyziologickej a biochemickej aktivity mikroorganizmov. Zmeny BSK5 prírodných vodných útvarov sú dosť významné, keď sú znečistené odpadovými vodami.

Štandard pre BODtot. by nemala prekročiť: pre nádrže úžitkovej a pitnej vody - 3 mg / l pre nádrže kultúrnej a úžitkovej vody - 6 mg / l. Podľa toho je možné odhadnúť maximálne prípustné hodnoty BSK5 pre rovnaké vodné útvary, ktoré sú približne 2 mg/l a 4 mg/l.

11. Biogénne prvky

Biogénne prvky (biogény) sa tradične považujú za prvky, ktoré sú vo významných množstvách zahrnuté v zložení živých organizmov. Spektrum prvkov klasifikovaných ako biogénne je pomerne široké, sú to dusík, fosfor, síra, železo, vápnik, horčík, draslík atď.
Problematika kontroly kvality vody a environmentálneho hodnotenia vodných útvarov vniesla do pojmu biogénne prvky širší význam: zahŕňajú zlúčeniny (presnejšie zložky vody), ktoré sú po prvé odpadovými produktmi rôznych organizmov a po druhé, sú „stavebným materiálom“ pre živé organizmy. V prvom rade ide o zlúčeniny dusíka (dusičnany, dusitany, organické a anorganické zlúčeniny amónia), ako aj fosfor (ortofosfáty, polyfosfáty, organické estery kyseliny fosforečnej atď.). Zlúčeniny síry sú pre nás v tomto smere zaujímavé v menšej miere, keďže sírany sme považovali za zložku minerálneho zloženia vody a sulfidy a hydrosulfity, ak sú v prírodných vodách prítomné, tak vo veľmi malých koncentráciách, a dá sa zistiť čuchom.

11.1. Dusičnany
Dusičnany sú soli kyseliny dusičnej a bežne sa vyskytujú vo vode.. Dusičnanový anión obsahuje atóm dusíka v maximálnom oxidačnom stave "+5". Baktérie tvoriace dusičnany (fixujúce dusičnany) premieňajú dusitany na dusičnany za aeróbnych podmienok. Atmosférický dusík (N2) sa vplyvom slnečného žiarenia tiež premieňa prevažne na dusičnany tvorbou oxidov dusíka. Mnohé minerálne hnojivá obsahujú dusičnany, ktoré pri nadmernej alebo nevhodnej aplikácii do pôdy vedú k znečisteniu vôd. Zdrojmi znečistenia dusičnanmi sú aj povrchové odtoky z pasienkov, maštalí, mliečnych fariem a pod.
Zvýšený obsah dusičnanov vo vode môže slúžiť ako indikátor znečistenia nádrže v dôsledku šírenia fekálneho alebo chemického znečistenia (poľnohospodárskeho, priemyselného). Priekopy bohaté na dusičnanové vody zhoršujú kvalitu vody v nádrži, stimulujú masový rozvoj vodnej vegetácie (predovšetkým modrozelené riasy) a urýchľujú eutrofizáciu nádrží. Pitná voda a potraviny obsahujúce vysoké množstvo dusičnanov môžu tiež spôsobiť ochorenie, najmä u dojčiat (tzv. methemoglobinémiu). V dôsledku tejto poruchy sa zhoršuje transport kyslíka krvinkami a vzniká syndróm „modrého bábätka“ (hypoxia). Rastliny zároveň nie sú také citlivé na zvýšenie obsahu dusíka vo vode ako fosfor.

11.2. Fosfáty a celkový fosfor
V prírodných a odpadových vodách môže byť fosfor prítomný v rôznych formách. V rozpustenom stave (niekedy sa hovorí - v kvapalnej fáze analyzovanej vody) môže byť vo forme kyseliny fosforečnej (H3P04) a jej aniónov (H2P04-, HP042-, P043-), vo forme meta -, pyro- a polyfosfáty (tieto látky využívajú na zamedzenie tvorby vodného kameňa, sú aj súčasťou pracích prostriedkov). Okrem toho existujú rôzne organofosforové zlúčeniny - nukleové kyseliny, nukleoproteíny, fosfolipidy atď., ktoré môžu byť prítomné aj vo vode ako produkty životnej činnosti alebo rozkladu organizmov. Organické zlúčeniny fosforu zahŕňajú aj niektoré pesticídy.
Fosfor môže byť obsiahnutý aj v nerozpustenom stave (v tuhej fáze vody), prítomný vo forme ťažko rozpustných fosforečnanov suspendovaných vo vode, vrátane prírodných minerálov, bielkovín, organických zlúčenín obsahujúcich fosfor, zvyškov mŕtvych organizmov a pod. Fosfor v tuhej fáze v prírodných vodných útvaroch sa zvyčajne nachádza v sedimentoch na dne, ale môže sa vyskytovať a vo veľkých množstvách aj v odpadových a znečistených prírodných vodách.
Fosfor je nevyhnutným prvkom pre život, ale jeho nadbytok vedie k zrýchlenej eutrofizácii vodných plôch. Veľké množstvo fosforu sa môže dostať do vodných útvarov v dôsledku prírodných a antropogénnych procesov - povrchová erózia pôdy, nesprávne alebo nadmerné používanie minerálnych hnojív atď.
MPC polyfosforečnanov (tripolyfosforečnan a hexametafosforečnan) vo vodách nádrží je 3,5 mg/l v prepočte na ortofosforečnanový anión PO43-, limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptický.

11.3. Amónium

Amónne zlúčeniny obsahujú atóm dusíka v minimálnom oxidačnom stupni "-3".
Amónne katióny sú produktom mikrobiologického rozkladu bielkovín živočíšneho a rastlinného pôvodu. Takto vzniknutý amónium sa opäť zapája do procesu syntézy bielkovín, čím sa zúčastňuje biologického cyklu látok (cyklus dusíka). Z tohto dôvodu sa amónium a jeho zlúčeniny v malých koncentráciách zvyčajne vyskytujú v prírodných vodách.
Existujú dva hlavné zdroje znečistenia životného prostredia amónnymi zlúčeninami. Amónne zlúčeniny sú vo veľkých množstvách súčasťou minerálnych a organických hnojív, ktorých nadmerné a nesprávne používanie vedie k zodpovedajúcemu znečisteniu vodných plôch. Okrem toho sú amónne zlúčeniny prítomné vo významných množstvách v odpadových vodách (fekáliách). Nečistoty, ktoré nie sú správne zneškodnené, môžu preniknúť do podzemných vôd alebo byť odplavené povrchovým odtokom do vodných útvarov. Odpadové vody z pasienkov a miest na zber hospodárskych zvierat, odpadové vody z komplexov hospodárskych zvierat, ako aj domáce a domáce fekálne odpady vždy obsahujú veľké množstvo amónnych zlúčenín. K nebezpečnej kontaminácii podzemných vôd fekálnymi a domovými odpadovými vodami dochádza pri odtlakovaní kanalizácie. Z týchto dôvodov sú zvýšené hladiny amónneho dusíka v povrchových vodách zvyčajne znakom fekálnej kontaminácie domácností.
MPC pre amoniak a amónne ióny vo vode nádrží je 2,6 mg/l (alebo 2,0 mg/l pre amónny dusík). Limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je všeobecná hygiena.

11.4. Dusitany

Dusitany sú soli kyseliny dusitej.
Dusitanové anióny sú medziprodukty biologického rozkladu organických zlúčenín obsahujúcich dusík. a obsahujú atómy dusíka v strednom oxidačnom stave "+3". Nitrifikačné baktérie premieňajú amónne zlúčeniny na dusitany za aeróbnych podmienok. Niektoré druhy baktérií môžu v priebehu svojej životnej činnosti tiež redukovať dusičnany na dusitany, k tomu však dochádza už v anaeróbnych podmienkach. Dusitany sa často používajú v priemysle ako inhibítory korózie a v potravinárskom priemysle ako konzervačné látky.
Vzhľadom na schopnosť premeny na dusičnany dusitany vo všeobecnosti v povrchových vodách chýbajú. Prítomnosť zvýšeného obsahu dusitanov v analyzovanej vode preto poukazuje na znečistenie vôd, a to aj pri zohľadnení čiastočne premenených dusíkatých zlúčenín z jednej formy do druhej.
MPC dusitanov (podľa N02-) vo vodách nádrží je 3,3 mg/l (resp. 1 mg/l dusitanového dusíka), limitný ukazovateľ škodlivosti je sanitárno-toxikologický.

12. Fluór (fluoridy)

Fluór vo forme fluoridov môže byť obsiahnutý v prírodných a podzemných vodách, čo je spôsobené jeho prítomnosťou v zložení niektorých pôdotvorných (materských) hornín a minerálov. Tento prvok sa môže pridávať do pitnej vody, aby sa zabránilo vzniku zubného kazu. Nadmerné množstvo fluoridu však pôsobí na človeka škodlivo, spôsobuje deštrukciu zubnej skloviny. Navyše nadbytok fluóru v tele zráža vápnik, čo vedie k poruchám metabolizmu vápnika a fosforu. Z týchto dôvodov je veľmi dôležité stanovenie fluoridov v pitnej vode, ale aj podzemnej vode (napr. voda zo studní a artézskych studní) a vode z vodných útvarov pitnej vody.
MPC pre fluór v pitnej vode pre rôzne klimatické oblasti sa pohybuje od 0,7 až 1,5 mg/l, limitný ukazovateľ škodlivosti je sanitárno-toxický.

13. Kovy

13.1. Železo celkovo

Železo je jedným z najbežnejších prvkov v prírode. Jeho obsah v zemskej kôre je asi 4,7 % hmotnosti, preto sa železo z hľadiska jeho rozšírenosti v prírode zvyčajne nazýva makroprvok.
Je známych viac ako 300 minerálov obsahujúcich zlúčeniny železa. Medzi ne patrí magnetická železná ruda α-FeO(OH), hnedá železná ruda Fe3O4x H2O, hematit (červená železná ruda), hemit (hnedá železná ruda), hydrogoethit, siderit FeCO3, magnetické pyrity FeSx, (x = 1-1,4), feromangánové uzliny a iné.Železo je tiež životne dôležitým mikroelementom pre živé organizmy a rastliny; prvok potrebný pre život v malých množstvách.
V nízkych koncentráciách sa železo nachádza vždy takmer vo všetkých prírodných vodách (do 1 mg/l s MPC pre množstvo železa 0,3 mg/l) a najmä v odpadových vodách. Železo sa do nich môže dostať z odpadových vôd (odpadových vôd) z moriacich a galvanických dielní, priestorov na prípravu kovových povrchov, odpadových vôd z farbenia látok atď.
Železo tvorí 2 druhy rozpustných solí, ktoré tvoria katióny Fe2+ a Fe3+, avšak železo možno nájsť v roztoku v mnohých iných formách, najmä:
1) vo forme pravých roztokov (akvakomplexov) 2+ obsahujúcich železo (II). Na vzduchu sa železo (II) rýchlo oxiduje na železo (III), ktorého roztoky majú hnedú farbu v dôsledku rýchlej tvorby hydroxo zlúčenín (samotné roztoky Fe2+ a Fe3+ sú prakticky bezfarebné);
2) vo forme koloidných roztokov v dôsledku peptizácie (rozklad agregovaných častíc) hydroxidu železa pod vplyvom organických zlúčenín;
3) vo forme komplexných zlúčenín s organickými a anorganickými ligandami. Patria sem karbonyly, arénové komplexy (s ropnými produktmi a inými uhľovodíkmi), 4-hexakyanoželezitany atď.
V nerozpustnej forme môže byť železo prítomné vo forme rôznych pevných minerálnych častíc rôzneho zloženia suspendovaných vo vode.
Pri pH > 3,5 existuje železo (III) vo vodnom roztoku iba vo forme komplexu, ktorý sa postupne mení na hydroxid. Pri pH > 8 existuje železo (II) tiež vo forme vodného komplexu, ktorý prechádza oxidáciou v štádiu tvorby železa (III):

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

Pretože zlúčeniny železa vo vode môžu existovať v rôznych formách, ako v roztoku, tak aj v suspendovaných časticiach, presné výsledky možno získať iba stanovením celkového železa vo všetkých jeho formách, takzvaného "celkového železa".
Samostatné stanovenie železa (II) a (III), ich nerozpustných a rozpustných foriem, poskytuje menej spoľahlivé výsledky týkajúce sa znečistenia vôd zlúčeninami železa, aj keď niekedy je potrebné stanoviť železo v jeho jednotlivých formách.
Prevod železa do rozpustnej formy vhodnej na analýzu sa uskutočňuje pridaním určitého množstva silnej kyseliny (dusičnej, chlorovodíkovej, sírovej) do vzorky na pH 1-2.
Rozsah stanovených koncentrácií železa vo vode je od 0,1 do 1,5 mg/l. Stanovenie je možné aj pri koncentrácii železa nad 1,5 mg/l po vhodnom zriedení vzorky čistou vodou.

MPC celkového železa vo vodách nádrží je 0,3 mg/l, limitujúci ukazovateľ škodlivosti- organoleptický.

13.2. Množstvo ťažkých kovov
Ak hovoríme o zvýšenej koncentrácii kovov vo vode, spravidla implikujú jej znečistenie ťažkými kovmi (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg atď.). Ťažké kovy, ktoré sa dostávajú do vody, môžu existovať vo forme rozpustných toxických solí a komplexných zlúčenín (niekedy veľmi stabilných), koloidných častíc, zrážok (voľné kovy, oxidy, hydroxidy atď.). Hlavnými zdrojmi znečistenia vôd ťažkými kovmi sú galvanický priemysel, podniky ťažby, železnej a neželeznej metalurgie, strojárske závody a pod. elementárne zloženie biologických tkanív, tým majú priame alebo nepriame toxické účinky na vodné organizmy. Ťažké kovy vstupujú do ľudského tela prostredníctvom potravinových reťazcov.
Podľa charakteru biologického účinku možno ťažké kovy rozdeliť na toxické látky a mikroelementy, ktoré majú zásadne odlišný charakter účinku na živé organizmy. Charakter závislosti účinku prvku na organizmy v závislosti od jeho koncentrácie vo vode (a teda spravidla v telesných tkanivách) je znázornený na obr. desať.

Ako je možné vidieť na obr. 10, toxické látky majú negatívny vplyv na organizmy v akejkoľvek koncentrácii, zatiaľ čo mikroelementy majú oblasť nedostatku, ktorá spôsobuje negatívny účinok (menej ako Ci), a oblasť koncentrácií potrebných pre život, keď sú prekročené, negatívny účinok. nastane znova (viac ako C2). Typické toxické látky sú kadmium, olovo, ortuť; mikroelementy - mangán, meď, kobalt.
Nižšie uvádzame stručné informácie o fyziologických (vrátane toxických) niektorých kovov, zvyčajne klasifikovaných ako ťažké.

Meď. Meď je stopový prvok, ktorý sa v ľudskom tele nachádza najmä vo forme zložitých organických zlúčenín a zohráva dôležitú úlohu v procesoch krvotvorby. Reakcia katiónov Cu2+ s SH-skupinami enzýmov zohráva rozhodujúcu úlohu pri škodlivosti nadbytku medi. Zmeny v obsahu medi v sére a pokožke spôsobujú fenomén depigmentácie kože (vitiligo). Otravy zlúčeninami medi môžu viesť k poruchám nervovej sústavy, poruchám funkcie pečene a obličiek a pod. MPC medi vo vodách nádrží na pitné a kultúrne účely je 1,0 mg/l, limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je organoleptický.

Zinok. Zinok je stopový prvok a je súčasťou zloženia niektorých enzýmov. Nachádza sa v krvi (0,5-0,6), mäkkých tkanivách (0,7-5,4), kostiach (10-18), vlasoch (16-22 mg%) (jednotka merania nízkych koncentrácií, 1 mg %=10- 3) t.j. hlavne v kostiach a vlasoch. V organizme je v dynamickej rovnováhe, ktorá sa posúva v podmienkach vysokých koncentrácií v prostredí. Negatívny vplyv zlúčenín zinku sa môže prejaviť v oslabení organizmu, zvýšenej chorobnosti, astmatických javoch a pod. MPC zinku vo vodách nádrží je 1,0 mg/l, limitujúcim ukazovateľom škodlivosti je všeobecná hygiena.

kadmium. Zlúčeniny kadmia sú vysoko toxické. Pôsobia na mnohé systémy tela - dýchacie orgány a gastrointestinálny trakt, centrálny a periférny nervový systém. Mechanizmus účinku zlúčenín kadmia spočíva v inhibícii aktivity množstva enzýmov, narušení metabolizmu fosforu a vápnika, pri poruchách metabolizmu stopových prvkov (Zn, Cu, Pe, Mn, Se). MPC kadmia vo vodách nádrží je 0,001 mg/l, limitný ukazovateľ škodlivosti je sanitárno-toxikologický.

Merkúr . Ortuť patrí medzi ultramikroelementy a je neustále prítomná v tele, pôsobí spolu s jedlom. Anorganické zlúčeniny ortuti (predovšetkým Hg katióny reagujú s SH-skupinami proteínov ("tiolové jedy"), ako aj s karboxylovými a amínovými skupinami tkanivových proteínov, pričom vznikajú silné komplexné zlúčeniny - metaloproteíny. V dôsledku toho dochádza k hlbokým dysfunkciám v centrálnom nervovom systéme sa vyskytuje metylortuť, ktorá je vysoko rozpustná v lipidových tkanivách a rýchlo preniká do životne dôležitých orgánov, vrátane mozgu. V dôsledku toho dochádza k zmenám v autonómnom nervovom systéme, periférnych nervových formáciách, v srdci, cievach, krvotvorných orgánoch, pečene a pod., poruchy imunobiologického stavu organizmu Zlúčeniny ortuti majú aj embryotoxický účinok (vedú k poškodeniu plodu u tehotných žien).sanitárne a toxikologické.

Viesť. Zlúčeniny olova sú jedy, ktoré ovplyvňujú všetko živé, ale spôsobujú zmeny najmä v nervovom systéme, krvi a cievach. Potláča mnohé enzymatické procesy. Deti sú náchylnejšie na expozíciu olovom ako dospelí. Majú embryotoxické a teratogénne účinky, vedú k encefalopatii a poškodeniu pečene, potláčajú imunitu. Organické zlúčeniny olova (tetrametylolovo, tetraetylolovo) sú silné nervové jedy, prchavé kvapaliny. Sú aktívnymi inhibítormi metabolických procesov. Všetky zlúčeniny olova sa vyznačujú kumulatívnym účinkom. MPC olova vo vodách nádrží je 0,03 mg / l, limitný ukazovateľ je sanitárno-toxikologický.
Približná maximálna povolená hodnota množstva kovov vo vode je 0,001 mmol/l (GOST 24902). Hodnoty MPC pre vodu nádrží pre jednotlivé kovy sú uvedené skôr pri popise ich fyziologického vplyvu.

14. Aktívny chlór

Chlór môže existovať vo vode nielen v zložení chloridov, ale aj v zložení iných zlúčenín so silnými oxidačnými vlastnosťami. Medzi takéto zlúčeniny chlóru patrí voľný chlór (CL2), hapochloritový anión (СlO-), kyselina chlórna (НClO), chlóramíny (látky, ktoré po rozpustení vo vode tvoria monochlóramín NH2Cl, dichlóramín NHCl2, trichlóramín NCl3). Celkový obsah týchto zlúčenín sa nazýva „aktívny chlór“.
Látky obsahujúce aktívny chlór sa delia do dvoch skupín: silné oxidačné činidlá - chlór, chlórnany a kyselina chlórna - obsahujú tzv. "voľný aktívny chlór", a relatívne menej slabé oxidačné činidlá - chloramíny - "viazaný aktívny chlór". Pre svoje silné oxidačné vlastnosti sa aktívne zlúčeniny chlóru používajú na dezinfekciu (dezinfekciu) pitnej vody a vody v bazénoch, ako aj na chemické čistenie niektorých odpadových vôd. Okrem toho sa niektoré zlúčeniny obsahujúce aktívny chlór (napríklad bielidlo) široko používajú na elimináciu centier šírenia infekčného znečistenia.
Na dezinfekciu pitnej vody sa najčastejšie používa voľný chlór, ktorý po rozpustení vo vode disproporčne podľa reakcie:

Сl2+Н2О=Н++Сl-+HOСl

V prírodnej vode nie je povolený obsah aktívneho chlóru; v pitnej vode je jeho obsah stanovený v prepočte na chlór na úrovni 0,3-0,5 mg/l vo voľnej forme a na úrovni 0,8-1,2 mg/l vo viazanej forme (v tomto prípade je rozsah koncentrácie aktívneho chlóru je daný , pretože pri nižších koncentráciách je možný nepriaznivý stav z hľadiska mikrobiologických ukazovateľov a pri vyšších koncentráciách prebytok priamo na aktívny chlór.). Aktívny chlór v uvedených koncentráciách je v pitnej vode prítomný krátkodobo (nie viac ako niekoľko desiatok minút) a úplne sa odstráni aj pri krátkodobom prevarení vody. Z tohto dôvodu by mala byť okamžite vykonaná analýza vybranej vzorky na obsah aktívneho chlóru.
Záujem o kontrolu chlóru vo vode, najmä v pitnej vode, sa zvýšil po zistení, že chlórovanie vody vedie k tvorbe značného množstva chlórovaných uhľovodíkov, ktoré sú škodlivé pre verejné zdravie. Zvlášť nebezpečné je chlórovanie pitnej vody kontaminovanej fenolom. MPC pre fenoly v pitnej vode v neprítomnosti chlórovania pitnej vody je 0,1 mg/l a za podmienok chlorácie (v tomto prípade sa tvoria oveľa toxickejšie a s ostrým charakteristickým zápachom chlórfenoly) - 0,001 mg/l. Podobné chemické reakcie môžu prebiehať za účasti organických zlúčenín prírodného alebo technogénneho pôvodu, čo vedie k rôznym toxickým organochlórovým zlúčeninám - xenobiotikám.
Limitujúcim ukazovateľom škodlivosti pre aktívny chlór je všeobecná hygiena.

15. Komplexné a komplexné hodnotenie kvality vody

Každý z ukazovateľov kvality vody samostatne, hoci nesie informáciu o kvalite vody, predsa nemôže slúžiť ako meradlo kvality vody, pretože. neumožňuje posudzovať hodnoty iných ukazovateľov, aj keď sa to niekedy deje nepriamo, je to spojené s niektorými z nich. Napríklad zvýšená hodnota BSK5 oproti norme nepriamo poukazuje na zvýšený obsah ľahko oxidovateľných organických látok vo vode, zvýšená hodnota elektrickej vodivosti zase na zvýšený obsah solí a pod.. Zároveň výsledok hodnotenia kvality vody by mali byť nejaké integrálne ukazovatele, ktoré by pokrývali hlavné ukazovatele kvality vody (alebo tie, pri ktorých sa zaznamenávajú problémy).
V najjednoduchšom prípade, ak existujú výsledky pre viacero odhadovaných ukazovateľov, možno vypočítať súčet redukovaných koncentrácií zložiek, t.j. pomer ich skutočných koncentrácií k MPC (pravidlo sčítania). Kritériom kvality vody pri použití pravidla súčtu je splnenie nerovnosti:

Treba poznamenať, že súčet daných koncentrácií podľa GOST 2874 je možné vypočítať iba pre chemikálie s rovnakým limitným ukazovateľom nebezpečnosti - organoleptický a sanitárno-toxikologický.
Ak sú k dispozícii výsledky rozborov pre dostatočný počet ukazovateľov, je možné určiť triedy kvality vôd, ktoré sú integrálnou charakteristikou znečistenia povrchových vôd. Triedy kvality sú určené indexom znečistenia vody (WPI), ktorý sa vypočíta ako súčet skutočných hodnôt 6 hlavných ukazovateľov kvality vody znížených na MPC podľa vzorca:

Hodnota WPI sa vypočíta pre každý odberný bod (miesto). Ďalej na stole. 14 v závislosti od hodnoty WPI určiť triedu kvality vody.

Charakteristika integrálneho hodnotenia kvality vody

Pri výpočte WPI 6 hlavných, takzvaných „obmedzených“ ukazovateľov, nepochybne zahŕňa koncentráciu rozpusteného kyslíka a hodnotu BSK5, ako aj hodnoty 4 ďalších ukazovateľov, ktoré sú pre človeka najnepriaznivejšie. danej nádrži (voda), alebo ktoré majú najvyššiu zníženú koncentráciu (pomer Ci/MACi). Takéto ukazovatele sú podľa skúseností z hydrochemického monitoringu vodných útvarov často nasledovné: obsah dusičnanov, dusitanov, amónneho dusíka (vo forme organických a anorganických zlúčenín amónia), ťažkých kovov - medi, mangánu, kadmia atď. ., fenoly, pesticídy, ropné produkty, syntetické povrchovo aktívne látky ( Surfaktanty - syntetické povrchovo aktívne látky. Existujú neiónové, ako aj katiónové a aniónové povrchovo aktívne látky.), Lignosulfonáty. Pre výpočet WPI sa ukazovatele volia bez ohľadu na hraničný znak škodlivosti, ak sú však uvedené koncentrácie rovnaké, uprednostňujú sa látky, ktoré majú sanitárny a toxikologický znak škodlivosti (takéto látky majú spravidla relatívne väčšiu škodlivosť).

Je zrejmé, že nie všetky uvedené ukazovatele kvality vody možno určiť metódami v teréne. Úlohy integrovaného hodnotenia sú ďalej komplikované skutočnosťou, že na získanie údajov pri výpočte WPI je potrebné analyzovať široké spektrum ukazovateľov s výberom tých, pri ktorých sú pozorované najvyššie znížené koncentrácie. Ak nie je možné vykonať hydrochemický prieskum nádrže pre všetky sledované ukazovatele, odporúča sa určiť, ktoré zložky môžu byť znečisťujúcimi látkami. Deje sa tak na základe analýzy dostupných výsledkov hydrochemických štúdií z minulých rokov, ako aj informácií a predpokladov o pravdepodobných zdrojoch znečistenia vôd. Ak nie je možné vykonať analýzy tejto zložky poľnými metódami (povrchovo aktívne látky, pesticídy, ropné produkty atď.), mali by sa odobrať vzorky a uchovať ich v súlade s nevyhnutnými podmienkami (pozri kapitolu 5), po ktorých by sa vzorky mali doručiť do laboratória na analýzu v požadovanom čase.

Úlohy integrálneho hodnotenia kvality vody sa teda prakticky zhodujú s úlohami hydrochemického monitoringu, od r pre konečný záver o triede kvality vody sú potrebné výsledky analýz viacerých ukazovateľov za dlhé obdobie.

Zaujímavý prístup k hodnoteniu kvality vody, vyvinutý v Spojených štátoch. Národná sanitárna nadácia tejto krajiny v roku 1970 vyvinula štandardný všeobecný ukazovateľ kvality vody (CQI), ktorý sa rozšíril v Amerike a niektorých ďalších krajinách. Pri vývoji PCV sa vychádzalo z odborných posudkov na základe rozsiahlych skúseností s hodnotením kvality vody pri jej využívaní na domácu a priemyselnú spotrebu vody, vodnú rekreáciu (kúpanie a vodná zábava, rybolov), ochranu vodných živočíchov a rýb, poľnohospodárske využitie. (zavlažovanie, zavlažovanie), komerčné využitie (navigácia, vodná energia, tepelná energia) atď. PCV je bezrozmerná hodnota, ktorá môže nadobúdať hodnoty od 0 do 100. V závislosti od hodnoty PCV sú možné nasledujúce odhady kvality vody : 100-90 - výborný; 90-70 - dobrý; 70-50 - priemerné; 50-25 - zlé; 25:0 je veľmi zlé. Zistilo sa, že minimálna hodnota PCV, pri ktorej je splnená väčšina štátnych noriem kvality vody, je 50–58. Voda v nádrži však môže mať hodnotu PCV vyššiu ako je stanovená a zároveň nespĺňa normy pre žiadne jednotlivé ukazovatele.

PCV sa vypočítava na základe výsledkov stanovenia 9 najdôležitejších charakteristík vody - čiastkových ukazovateľov, pričom každý z nich má svoj váhový koeficient charakterizujúci prioritu tohto ukazovateľa pri hodnotení kvality vody. Jednotlivé ukazovatele kvality vody používané pri výpočte PCV a ich váhové faktory sú uvedené v tabuľke. pätnásť.

Váhové koeficienty ukazovateľov pri výpočte PCV podľa údajov National Sanitary Foundation of USA

Ako vyplýva z tabuľky. 15 údajov sú najvýznamnejšími ukazovateľmi rozpustený kyslík a počet Escherichia coli, čo je celkom pochopiteľné, ak si pripomenieme najdôležitejšiu ekologickú úlohu kyslíka rozpusteného vo vode a nebezpečenstvo pre človeka spôsobené kontaktom s vodou kontaminovanou fekáliami.

Okrem váhových koeficientov, ktoré majú konštantnú hodnotu, boli pre každý jednotlivý ukazovateľ vypracované váhové krivky charakterizujúce úroveň kvality vody (Q) pre každý ukazovateľ v závislosti od jeho skutočnej hodnoty stanovenej počas analýzy. Grafy hmotnostných kriviek sú znázornené na obr. 11. Na základe výsledkov analýz pre jednotlivé ukazovatele určujú váhové krivky číselné hodnoty hodnotenia pre každý z nich. Tie sa vynásobia príslušným váhovým faktorom a získajú skóre kvality pre každý z ukazovateľov. Zhrnutím skóre pre všetky definované ukazovatele sa získa hodnota zovšeobecneného PCV.

Zovšeobecnený PCV do značnej miery odstraňuje nedostatky integrálneho hodnotenia kvality vody s výpočtom WPI, od r obsahuje skupinu špecifických prioritných indikátorov, medzi ktoré patrí indikátor mikrobiálnej kontaminácie.
Pri hodnotení kvality vody sa okrem integrálneho hodnotenia, ktorého výsledkom je stanovenie triedy kvality vody, ako aj hydrobiologického hodnotenia bioindikačnými metódami, v dôsledku čoho sa trieda čistoty stanovuje, niekedy dochádza aj k tzv. integrované hodnotenie, ktoré je založené na biotestovacích metódach.

Posledne menované sa vzťahujú aj na hydrobiologické metódy, líšia sa však tým, že umožňujú určiť reakciu vodnej bioty na znečistenie pomocou rôznych testovacích organizmov, a to prvokov (náletníky, dafnie) a vyšších rýb (gupky). Takáto reakcia sa niekedy považuje za najvýraznejšiu, najmä vo vzťahu k hodnoteniu kvality znečistených vôd (prírodných a odpadových) a dokonca umožňuje kvantitatívne určiť koncentrácie jednotlivých zlúčenín.

Bezpečnosť pitnej vody z hľadiska chemického zloženia je určená jej súladom s nasledujúcimi normami:

Zoznam škodlivých látok, ktoré môžu byť obsiahnuté v pitnej vode, ich zdroje a charakter vplyvu na ľudský organizmus.

Odber vzoriek vody a jej konzervácia

Odber vzoriek - Prevádzka, od správnej implementácie ktorých presnosť získaných výsledkov do značnej miery závisí. Odber vzoriek počas rozborov v teréne je potrebné naplánovať s uvedením bodov a hĺbok odberu vzoriek, zoznamom ukazovateľov, ktoré sa majú určiť, množstvom vody odobratej na analýzu, kompatibilitou metód uchovávania vzoriek pre ich následnú analýzu. Najčastejšie sa na nádrži odoberajú takzvané jednorazové vzorky. Pri skúmaní nádrže však môže byť potrebné odoberať sériu pravidelných a pravidelných vzoriek - z povrchu, hlbokej, spodnej vrstvy vody atď. Vzorky je možné odoberať aj z podzemných zdrojov, vodovodných potrubí atď. Spriemerované údaje o zložení vôd poskytujú zmiešané vzorky.
Regulačné dokumenty (GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2 atď.) definujú základné pravidlá a odporúčania, ktoré by sa mali použiť na získanie reprezentatívnych10 vzoriek. Rôzne typy nádrží (zdrojov vody) spôsobujú v každom prípade určité vlastnosti odberu vzoriek. Zoberme si tie hlavné.
Vzorky z riek a potokov sa vyberajú na zisťovanie kvality vody v povodí, vhodnosti vody na potravinárske využitie, závlahy, na napájanie hospodárskych zvierat, chov rýb, kúpanie a vodné športy a zisťovanie zdrojov znečistenia.
Na zistenie vplyvu miesta vypúšťania odpadových vôd a prítokových vôd sa odoberajú vzorky pred a v mieste, kde sa voda úplne premiešala. Treba mať na pamäti, že znečistenie môže byť pozdĺž toku rieky rozložené nerovnomerne, preto sa vzorky zvyčajne odoberajú na miestach najturbulentnejšieho toku, kde sa toky dobre premiešajú. Vzorkovače sú umiestnené za prúdom v požadovanej hĺbke.
Vzorky z prírodných a umelých jazier (rybníkov) sa odoberajú na rovnaké účely ako vzorky vody z riek. Berúc však do úvahy dlhú existenciu jazier, monitorovanie kvality vody počas dlhého časového obdobia (niekoľko rokov), a to aj na miestach určených na ľudskú spotrebu, ako aj zisťovanie dôsledkov antropogénneho znečistenia vody (monitorovanie jej zloženia a vlastností) ) prichádza do popredia. Odber vzoriek z jazier sa musí starostlivo naplánovať, aby sa poskytli informácie, na ktoré možno použiť štatistické vyhodnotenie. Pomaly tečúce nádrže majú výraznú heterogenitu vody v horizontálnom smere. Kvalita vody v jazerách často veľmi kolíše do hĺbky v dôsledku tepelnej stratifikácie, ktorá je spôsobená fotosyntézou v povrchovej zóne, ohrevom vody, vplyvom dnových sedimentov a pod. Vo veľkých hlbokých nádržiach sa môže objaviť aj vnútorná cirkulácia.
Je potrebné poznamenať, že kvalita vody vo vodných útvaroch (jazerách aj riekach) je cyklická, pričom sa pozoruje denná a sezónna cyklickosť. Z tohto dôvodu by sa denné vzorky mali odoberať v rovnakú dennú dobu (napr. o 12.00 hod.) a sezónne štúdie by mali trvať aspoň 1 rok, vrátane štúdií sérií vzoriek odobratých počas každého ročného obdobia. Je to dôležité najmä pre zisťovanie kvality vody v riekach s výrazne odlišným režimom – nízka voda a vysoká voda.
Vzorky mokrých zrážok (dážď a sneh) sú mimoriadne citlivé na kontamináciu, ktorá sa môže vyskytnúť vo vzorke pri použití nedostatočne čistého riadu, vniknutí cudzích (neatmosférických) častíc a pod. Predpokladá sa, že vzorky vlhkých zrážok by sa nemali odoberať v blízkosti zdrojov výrazného znečistenia ovzdušia – napr. , kotolne alebo tepelné elektrárne, otvorené sklady materiálov a hnojív, dopravné uzly a pod. V takýchto prípadoch bude vzorka sedimentu výrazne ovplyvnená indikovanými lokálnymi zdrojmi antropogénneho znečistenia.
Vzorky zrážok sa odoberajú do špeciálnych nádob vyrobených z neutrálnych materiálov. Dažďová voda sa zachytáva pomocou lievika (s priemerom aspoň 20 cm) do odmerného valca (alebo priamo do vedra) a tam sa skladuje až do analýzy.
Odber vzoriek snehu sa zvyčajne vykonáva vyrezaním jadier do celej hĺbky (až po zem) a je vhodné to urobiť na konci obdobia silných snehových zrážok (začiatkom marca). Objem snehu premenený na vodu možno vypočítať aj pomocou vyššie uvedeného vzorca, kde D je priemer jadra.
Vzorky podzemnej vody sa vyberajú na zisťovanie vhodnosti podzemných vôd ako zdroja pitnej vody, na technické alebo poľnohospodárske účely, na zisťovanie vplyvu na kvalitu podzemných vôd potenciálne nebezpečných hospodárskych zariadení, pri sledovaní znečisťujúcich látok v podzemných vodách.
Podzemná voda sa študuje odberom vzoriek z artézskych studní, studní a prameňov. Treba mať na pamäti, že kvalita vody v rôznych zvodnených vrstvách sa môže výrazne líšiť, preto pri odbere vzoriek podzemných vôd je potrebné dostupnými metódami posúdiť hĺbku horizontu, z ktorého bola vzorka odobratá, možné gradienty podzemných tokov, informácie o zložení podzemných hornín, cez ktoré prebieha horizont. Nakoľko na odbernom mieste môže vzniknúť koncentrácia rôznych nečistôt, odlišná od celej zvodnenej vrstvy, je potrebné zo studne (alebo z prameňa, pričom sa v ňom vytvorí priehlbina) odčerpať vodu v množstve dostatočnom na obnovu vody. v studni, vodovodnom potrubí, výklenku atď.
Vzorky vody z vodovodných sietí sa vyberajú za účelom zistenia všeobecnej úrovne kvality vody z vodovodu, pátrania po príčinách kontaminácie rozvodu, kontroly miery možnej kontaminácie pitnej vody splodinami korózie a pod.
Na získanie reprezentatívnych vzoriek pri odbere vzoriek vody z vodovodných sietí sa dodržiavajú nasledujúce pravidlá;
- odber vzoriek sa vykonáva po vypustení vody 10-15 minút - čas zvyčajne postačujúci na obnovu vody nahromadenými škodlivinami;
- na odber vzoriek nepoužívajte koncové časti vodovodných sietí, ako aj časti s rúrkami s malým priemerom (menej ako 1,2 cm);
- na výber sa vždy, keď je to možné, používajú oblasti s turbulentným prúdením - kohútiky v blízkosti ventilov, ohyby;
— Pri odbere vzoriek by mala voda pomaly tiecť do nádobky na odber vzoriek, kým nepretečie.
Odber vzoriek na určenie zloženia vody (ale nie kvality!) Vykonáva sa aj pri štúdiu odpadových vôd, vody a pary z kotolní atď. Takáto práca má spravidla technologické ciele, vyžaduje si špeciálne školenie a dodržiavanie dodatočných bezpečnostných pravidiel od personálu. Terénne metódy môžu byť odborníkmi v týchto prípadoch pomerne (a často veľmi efektívne) využívané, avšak z uvedených dôvodov ich pre prácu vzdelávacích inštitúcií, obyvateľstva a verejnosti neodporúčame a popíšeme zodpovedajúce metódy odberu vzoriek.
Pri odbere vzoriek treba venovať pozornosť (a zapisovať do protokolu) hydrologickým a klimatickým podmienkam, ktoré odber sprevádzali, ako sú zrážky a ich výdatnosť, povodne, nízka voda a stojaté vody a pod.
Vzorky vody na analýzu je možné odoberať bezprostredne pred analýzou aj vopred. Na odber vzoriek používajú špecialisti štandardné fľaše alebo fľaše s objemom minimálne 1 liter, ktoré sa otvárajú a plnia v požadovanej hĺbke. Vzhľadom na to, že na analýzu v teréne pre ktorýkoľvek indikátor (s výnimkou rozpusteného kyslíka a BSK) zvyčajne postačuje 30 – 50 ml vody, odber vzoriek bezprostredne pred analýzou možno vykonať v 250 – 500 ml banke (napr. z laboratórnej súpravy, meracej súpravy atď.).
Je jasné, že nádoba na odber vzoriek musí byť čistá. Čistotu riadu zaisťuje predumývanie horúcou mydlovou vodou (nepoužívať pracie prášky a zmes chrómu!), Opakované oplachovanie čistou teplou vodou. V budúcnosti je žiaduce použiť na odber vzoriek rovnaké sklo. Nádoby určené na odber vzoriek sa vopred dôkladne umyjú, aspoň trikrát vypláchnu vzorkovanou vodou a uzatvoria sklenenými alebo plastovými zátkami vyvarenými v destilovanej vode. Medzi zátkou a vzorkou odobratou v nádobe zostane vzduch s objemom 5-10 ml. Vzorka sa odoberie do spoločnej misky na analýzu len tých zložiek, ktoré majú rovnaké podmienky uchovávania a skladovania.
Odber vzoriek, ktorý nie je určený na okamžitú analýzu (t. j. odobratý vopred), sa vykonáva v hermeticky uzavretej sklenenej alebo plastovej (najlepšie fluoroplastovej) nádobe s objemom najmenej 1 liter.
Na získanie spoľahlivých výsledkov by sa analýza vody mala vykonať čo najskôr. Vo vode prebiehajú procesy oxidačno-redukcie, sorpcie, sedimentácie, biochemické procesy spôsobené životnou činnosťou mikroorganizmov a pod.. V dôsledku toho môžu byť niektoré zložky oxidované alebo redukované: dusičnany - na dusitany alebo amónne ióny, sírany - na siričitany; kyslík sa môže minúť na oxidáciu organických látok atď. Podľa toho sa môžu meniť aj organoleptické vlastnosti vody – vôňa, chuť, farba, zákal. Biochemické procesy možno spomaliť ochladením vody na teplotu 4-5°C (v chladničke).
Avšak aj keď poznáte terénne metódy analýzy, nie je vždy možné vykonať analýzu ihneď po odbere vzoriek. V závislosti od predpokladanej doby skladovania odobratých vzoriek môže byť potrebné ich uchovať. Univerzálny konzervant neexistuje, preto sa vzorky na rozbor odoberajú vo viacerých fľašiach. V každom z nich je voda konzervovaná pridaním vhodných chemikálií v závislosti od stanovovaných zložiek.
V tabuľke. sú uvedené spôsoby konzervácie, ako aj vlastnosti odberu vzoriek a skladovania vzoriek. Pri analýze vody na určité ukazovatele (napríklad rozpustený kyslík, fenoly, ropné produkty) sa na odber vzoriek kladú osobitné požiadavky. Takže pri stanovovaní rozpusteného kyslíka a sírovodíka je dôležité vylúčiť kontakt vzorky s atmosférickým vzduchom, preto musia byť fľaše naplnené sifónom - gumovou hadičkou spustenou na dno fľaše, ktorá zabezpečí, že voda pri pretečení fľaša je preplnená. Podrobnosti o špecifických podmienkach odberu vzoriek (ak existujú) sú uvedené v popise príslušných analýz.

Metódy konzervácie, vlastnosti odberu a skladovania vzoriek

Treba mať na pamäti, že ani konzervácia, ani fixácia nezabezpečuje stálosť zloženia vody na neurčito. Zodpovedajúcu zložku udržujú vo vode len určitý čas, čo umožňuje doručiť vzorky na miesto analýzy, napríklad do poľného tábora a v prípade potreby do špecializovaného laboratória. Protokoly odberu vzoriek a analýzy musia uvádzať dátumy odberu vzoriek a analýzy.

22.12.2016

2880

Dnes vám povieme všetko, čo ste chceli vedieť o organických látkach znečisťujúcich vodu.

Organické látky znečisťujúce vodu

Voda obsahuje okrem anorganických látok (železo, mangán, fluoridy) aj organické látky. V našom blogu sa dozviete o typoch organických znečisťujúcich látok a o tom, ako zistiť ich nadbytok.

Zdroje znečistenia vody:

Existujú 3 hlavné typy zdrojov znečistenia vody:

• Osady. Kanalizačné kanalizácie sú v tomto prípade hlavným miestom hromadenia domového odpadu. Každý deň ľudia spotrebujú obrovské množstvo vody na pitie, varenie, hygienu a čistenie, po ktorých sa táto voda spolu so saponátmi a potravinovým odpadom dostáva do kanalizácie. Potom nasleduje čistenie mestskými zariadeniami a voda sa vracia na opätovné použitie.
• priemysel. Je hlavnou znečisťujúcou látkou vo vyspelých krajinách s veľkým počtom podnikov. Množstvo odpadovej vody, ktorú vypúšťajú, je trojnásobkom množstva odpadovej vody z domácností.
• Poľnohospodárstvo. Rastlinná výroba v tejto oblasti intenzívne znečisťuje vodné plochy v dôsledku používania hnojív a pesticídov. Asi štvrtina dusíkatých hnojív, tretina potašových hnojív a 4 % fosforečných hnojív končí vo vodných útvaroch.

Vplyv organických polutantov na ľudské zdravie

Existuje mnoho chorôb spôsobených znečistením vody. Napríklad umývanie kontaminovanou vodou môže spôsobiť zápal spojiviek. Mäkkýše a riasy žijúce vo vode môžu spôsobiť schistosomiázu (horúčku, bolesť pečene).

Ako určiť množstvo organických látok vo vode

Hodnota charakterizujúca obsah organických a minerálnych látok vo vode sa nazýva oxidovateľnosť. Na odhad chemickej spotreby kyslíka, t.j. oxidovateľnosť vody, použite bichromátovú a manganistanovú metódu. Stanovenie oxidovateľnosti bichrómanov vyžaduje pomerne dlhý čas, preto nie je príliš vhodné pre hromadné riadenie prevádzky úpravní. Práve oxidácia manganistanu reguluje kvalitu pitnej vody podľa SanPiN.

Čo je oxidovateľnosť manganistanu?

Oxidovateľnosť manganistanu je ukazovateľ získaný na hodnotenie CHSK manganistanovou metódou, inými slovami je to ukazovateľ celkového množstva organických látok vo vode. Oxidovateľnosť manganistanu je vyjadrená v miligramoch kyslíka použitého na oxidáciu týchto látok obsiahnutých v 1 dm3 vody. Tento ukazovateľ nepomenúva organické látky obsiahnuté vo vode, ale hovorí len o prebytku ich množstva.

Známky nadmernej oxidovateľnosti manganistanu

Dusitany označujú určitý vek znečistenia (čas potrebný na premenu amoniaku na dusitany). Dusičnany svedčia o starších obdobiach znečistenia. Látky obsahujúce dusík možno použiť na posúdenie povahy znečistenia vodných zdrojov. Ak sa vo vode nachádza amoniak a pri opakovaných analýzach chýba, môžeme hovoriť o náhodnej kontaminácii. Prítomnosť amoniaku a dusitanov vo vode svedčí o tom, že voda nebola predtým znečistená, no trvalý zdroj znečistenia sa objavil relatívne nedávno. Detekcia amoniaku, dusitanov a dusičnanov naznačuje jasný problém s vodným zdrojom, ktorý je neustále znečistený. Ak sa vo vode nájdu dusičnany, ale nenájde sa žiadny amoniak, znamená to, že predtým existoval trvalý zdroj znečistenia a že zdroj v súčasnosti nie je kontaminovaný. Prítomnosť amoniaku a dusičnanov vo vode v neprítomnosti medziproduktu – dusitanov naznačuje, že vodný zdroj je pravidelne znečisťovaný. Detekcia dusičnanov naznačuje koniec mineralizačných procesov.

Látky obsahujúce dusík môžu byť aj minerálneho pôvodu. Toto treba brať do úvahy najmä pri štúdiu artézskych vôd.V takýchto prípadoch je potrebné venovať pozornosť prítomnosti ďalších ukazovateľov znečistenia, najmä bakteriologických ukazovateľov a hodnôt oxidovateľnosti. Ten bude vysoký bez ohrevu vody, čo tiež naznačuje minerálny pôvod tohto indikátora.

Vysoká oxidovateľnosť počas vriacej vody však naznačuje prítomnosť organických nečistôt v nej.

Stanovenie amoniakálneho dusíka (amónne soli) (kvalitatívne s približným kvantitatívnym hodnotením)

Dusík amónnych solí v pitnej vode sa kvalitatívne a kvantitatívne stanovuje pomocou Nesslerovho činidla, ktoré v prítomnosti soľného amoniaku dáva žltú farbu.

Nalejte 1/3 testovacej vody do skúmavky, pridajte 2-3 kvapky roztoku Rochelleovej soli na zadržanie Ca a Mg solí a 5 kvapiek Nesslerovho činidla. Po 10 minútach stanovte obsah amónneho dusíka.

Stanovenie dusitanového dusíka

Princíp metódy je založený na tvorbe pestrofarebných azofarbív pri interakcii dusitanov v kyslom prostredí s Griessovým činidlom. Nalejte 1/2 skúmavky testovacej vody, pridajte 10 kvapiek Griessovho činidla a zahrievajte vo vodnom kúpeli 5 minút. Približný obsah je určený podľa tabuľky 2.

Stanovenie dusičnanového dusíka

Princíp metódy je založený na premene kyseliny salicylovej z dusičnanového dusíka rozpusteného vo vode na fenol nitroderiváty, ktoré s alkáliami tvoria žlto sfarbené zlúčeniny.

Kvalitatívna reakcia: 1/3 testovanej vody nalejte do skúmavky, pridajte 2 kvapky 8% roztoku chloridu sodného, ​​pridajte 4-5 kryštálov difenylamínu, pretrepte. Opatrne nalejte 10 kvapiek koncentrovanej kyseliny sírovej pozdĺž steny skúmavky.

Prítomnosť dusičnanového dusíka vo vode vedie k vzniku modrého kruhu.

Stanovenie oxidovateľnosti vody.

Oxidovateľnosťou vody sa rozumie potreba kyslíka potrebného na oxidáciu produktov rozpadu organických látok rastlinného a živočíšneho pôvodu obsiahnutých vo vode. Oxidovateľnosť je vyjadrená ako počet mg kyslíka spotrebovaného na oxidáciu látok v 1 litri vody.

Vysoká oxidovateľnosť vody je spôsobená prítomnosťou produktov rozkladu organických látok rastlinného a živočíšneho pôvodu. V čistej pitnej vode oxidovateľnosť nepresahuje 2-4 mg kyslíka na 1 liter vody. V močiarnych vodách je pri absencii látok obsahujúcich dusík povolená oxidovateľnosť až do 5-6 mg / l, pretože. v takejto vode organické látky obsahujú humus (rastlinná koloidná látka), ktorý je živnou pôdou pre mikroorganizmy.

Stanovenie oxidovateľnosti vody sa vykonáva titrovaným roztokom manganistanu draselného v kyslom prostredí. Princíp tejto metódy je založený na schopnosti manganistanu draselného v kyslom prostredí za prítomnosti organických látok uvoľňovať atómový kyslík, ktorý sa využíva na ich oxidáciu. Roztok manganistanu draselného sa stáva bezfarebným v dôsledku premeny KMnO4 na MnSO4. Množstvo rozloženého KMnO4 sa používa na výpočet oxidovateľnosti.

Činidlá:

0,01 N roztok KMnO4, z ktorého 1 ml uvoľňuje 0,08 mg kyslíka;

0,01 N roztok kyseliny šťaveľovej (z toho 1 ml ide na oxidáciu 0,08 mg kyslíka);

25% roztok kyseliny sírovej.