курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Проблемы водоснабжения России»
Оглавление
Введение
Глава I Литературный обзор
1.2 Формирование химического состава подземных вод
Глава II Экспериментальная часть
2.1 Организация контроля за качеством воды централизованных
систем питьевого водоснабжения
2.2 Методы определения показателей качества питьевой воды
2.2.1Метод определения содержания вкуса, запаха, цветности
и мутности
2.2.2 Метод определения общей жесткости
2.2.3 Метод определения содержания сухого остатка
2.2.4 Метод определения общего железа
2.2.5 Метод определения содержания нитратов
2.2.6 Методика определения массовой концентрации сероводорода
и сульфидов в водах
2.2.7 Методы определения массовой концентрации фторидов
2.2.8 Определение йода в воде
2.3 Метрологическое обеспечение лабораторных исследований
Глава III Обсуждение результатов
Выводы
Литература
Состояние водоснабжения населения России по оценке, Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает показателям примерно в 22 %. Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников, которая в 31,6 % случаев не отвечает требованиям. В целом около 50 % населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.
В нашей республике так остро не ощущается нехватка воды, как в других регионах России, но проблема качества питьевой воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ и НД, остается сложной.
Из этого вытекает актуальность выбранной темы – исследование качества питьевой воды в г. Нальчике.
Исходя из этого, целью данной работы является оценка состояния источников питьевой воды в г. Нальчике.
Исключительно большое разнообразие качественного и количественного химического состава природных вод вынуждает искать пути их систематизации. Все разнообразие природных вод можно разделить на следующие основные группы: поверхностные, подземные, атмосферные осадки.
К поверхностным принадлежат воды открытых водоемов: океанов, морей, озер, рек, водохранилищ каналов и пр. Их состав определяется геоморфологическими факторами (рельеф, формат почвенно-геологическими условиями), условиями питания, климатическими факторами, а также хозяйственной деятельностью человека.
К подземным водам относятся: грунтовые, межпластовые, артезианские, трещинные, карстовые.
Состав подземных вод в основном определяется условиями их образования.
К природным водам относятся атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя и снега. Эти воды наполняют запасы поверхностных и подземных вод, а также могут аккумулироваться в искусственных сборниках или естественных резервуарах, которые используются в качестве источников водоснабжения. Состав этих вод определяется чистотой атмосферы, количеством выпадающих осадков и условиями, сопутствующими их выпадению, гидрологическими свойствами грунтов бассейна сбора воды, и, наконец, способом ее сбора, накопления и хранения. [1]
Классификаций вод по химическому составу было предложено немало. Основной для систематизации в существующих классификациях являлись самые различные признаки:
· величина минерализации,
· преобладающий компонент или их группа,
· наличие повышенных количеств каких либо специфических компонентов газового (СО2, Н2S и др.) или солевого состава,
· соотношения между величинами концентрации разных ионов.
· Классификация по величине минерализации
· пресные – до 1 г/кг
· солоноватые – 1 – 25 г/кг
· с морской соленостью – 25 – 50 г/кг
· рассолы – выше 50 г/кг
· Классификация С. А. Щукарева основана на делении вод по 6 главным ионам, присутствующим в воде в количестве, большем, чем 12,5% экв. Такими могут быть только: Nа·, Мg··, Са··, Сl´; SO4´´ и НСО3´.
· Классификация О. А. Алекина сочетает принцип деления по преобладающим анионам и катионам с делением по количественному соотношению между ними [2].
· Все природные воды делятся сначала по преобладающему аниону на 3 класса:
· гидрокарбонатные и карбонатные (НСО3´ + СО3´´)
· сульфатные (SO4´´)
· хлоридные (Сl´).
· Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется далее на 3 группы:
· кальциевую
· магниевую и
· натриевую.
Каждая группа в свою очередь подразделяется на 4 типа вод, определяемых соотношением между ионами в эквивалентах.
1. НСО3´ > Са·· + Мg··
1. НСО3´ < Са·· + Мg·· < НСО3´ + SO4´´
2. НСО3´ + SO4´´< Са·· + Мg·· или Сl´ < На
3. НСО3´ = 0
Классификация В.А. Александрова служит для характеристики лечебных вод. Воды по этой классификации подразделяются на 5 классов по аниону, превышающему 12,5% - экв, (гидрокарбонатный, сульфатный, хлоридный и нитратный, смешанный) каждый из которых делится по преобладающим катионам.
Кроме этих 5 классов различающихся по ионному составу, предусматривается одновременное разделение вод по их особым свойствам.
А) Воды с активными ионами:
- железистые (Fe >10мг/л)
- мышьяковистые (As >1мг/л)
- иодно-бромистые (Вr >25мг/л, I >10мг/л)
- с другими активными ионами (F, B, Li, CO и др.)
Б) Газовые воды:
- углекислые (СО2>0,75мг/л)
- сероводородные (H2S>10мг/л)
- радоновые (Rn >10ед. максимальное)
- другие (азотные, метановые и др.).
В) Термальные воды:
- теплые (t = 20÷37°)
- горячие (t > 37°)
Примером классификации, сочетающей окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства воды с ее ионным составом может служить геохимическая классификация А.П. Павлова и В.Н. Шемякина [3].
- воды инфильтрационно-атмосферного генезиса,
- седиментационного генезиса,
- ювенильные,
- смешанные.
Проблема формирования химического состава подземных вод является сложной.
Можно выделить три разновидности атмосферного цикла:
океан → атмосфера → океан
суша → атмосфере → суша
океан → атмосфера → суша → атмосфера → океан.
Последний вид водообмена является наиболее важным и сложным, его возможность довольно долго дискутировалась в метеорологии [4].
Атмосферный цикл очень непродолжителен, его время измеряется сутками. Круговорот водяного пара в атмосфере в среднем составляет 0,027 года.
Среднее содержание растворенных веществ в атмосферных осадках невелико – 21мг/л. Однако многократность атмосферного цикла в течение года обусловливает довольно интенсивный обмен не только между океаном и атмосферой, сушей и атмосферой, но и между сушей и океаном [5].
Источником питания их служат атмосферные осадки, поверхностные воды и воды, образующиеся при конденсации водяных паров; основным источником вещества являются горные породы, газы воздушного и биохимического происхождения.
Химический состав подземных вод формируется под воздействием агрессивных компонентов (СО2, Н+, О2) на горные породы. В результате растворения, обменных реакций, а также диффузионного выщелачивания из пород извлекаются различные элементы и их соединения. Живые организмы при этом участвуют как в разрушении горных пород и их растворении, так и в преобразовании химического состава воды.
Воды сульфатного типа приурочены к осадочным, магматическим и метаморфическим породам различного литолого-петрографического состава и генезиса.
Система NaCl – MgSO4 – Na2SO4 – H2O, характеризующая воды сульфатно-натриевого подтипа, формируется при наличии в породах гипса как первичного, так и вторичного происхождения.
Первичный гипс в осадочных толщах, накопившихся в морях повышенной солености, обычно залегает в виде пластов, прослоев, гнезд, рассеянных кристаллов и т.д., а в подверженных выветриванию соленосных отложениях образует “гипсовую шляпу”.
Вторичный гипс известен в зоне гипергенеза в осадочных толщах, отвечающих морям нормальной или пониженной солености, а также в магматических и метаморфических породах. Рассеянные в породах сульфиды, среди которых наиболее часто встречается пирит, разлагаются с образованием гипса.
Воды хлоридно-магниевого подтипа сульфатного типа, характеризующиеся системой NaCl – MgSO4 –MgCl2 – H2O, распространены сравнительно редко и изучены недостаточно. Наиболее хорошо они исследованы в областях, где воды в основном являются грунтовыми и генезис их связан с выщелачиванием или молодых морских отложений, или континентальных пород различного возраста с последующим воздействием на воды процессов испарительной концентрации.
Воды карбонатного (содового) типа формируются в верхнем гидродинамическом этаже при отсутствии в геологическом разрезе гипсоносных (и соленосных) отложений. Карбонатный тип определяется системой NaCl – NaHCO3(Na2CO3) – Na2SO4 –H2O.
Воды карбонатного типа нередко занимают весь верхний гидродинамический этаж и известны в нижнем этаже. Среди них различают:
1. Неуглекислые карбонатные воды, наиболее характерные для верхнего этажа. Минерализация их обычно не выше 10, чаще 3 – 5 г/л; углекислота находится преимущественно в количестве, отвечающем карбонатному равновесию в растворе и образуется биохимическим путем.
2. Углекислые карбонатные воды, сложного генезиса типичные в основном для нижнего гидродинамического этажа. Минерализация их может достигать 50 – 60 г/л, содержание углекислоты обычно намного превышает равновесную концентрацию, необходимую для поддержания карбонатов щелочных земель в растворенном состоянии, углекислота имеет метаморфическое происхождение.
Воды инфильтрационно-атмосферного генезиса формируются в условиях окислительной, промежуточной или восстановительной обстановок, что зависит от положения их в гидрогеологическом разрезе.
Воды седиментационного генезиса. Источником вещества этих вод служат главным образом морские воды, “захороняющиеся” в бассейнах седиментации, а также газы биохимического, метаморфического и радиогенного происхождения. По химическому типу они хлоридно-кальциевые (значительно реже хлоридно-магниевые) и характеризуются системой NaCl –MgCl2 –CaCl2 – H2O. От морской воды любой степени ее сгущения они отличаются присутствием CaCl2 и резко пониженной концентрацией сульфатов. Минерализация их различна, но чаще всего превышает 35г/л, в отдельных случаях достигает 500 – 600 г/л и более.
В развитии подземных вод седиментационного генезиса выделяют два этапа: в поверхностном водоеме – на стадии выпадения осадка и в подземных условиях – после образования осадка и превращения его в горную породу.
На первом этапе, химический состав морской воды существенно не изменяется. Соленость их может колебаться в широком интервале.
На втором этапе происходит диагенетические преобразования морских вод, наиболее интенсивные на стадии раннего диагенеза.
Процессы, ведущие к образованию из илов горных пород, называются диагенезом. При диагенезе иловая вода превращается в поровый раствор.
На стадии раннего диагенеза за счет взаимодействия твердой фазы илов с иловым раствором происходят сложные изменения затрагивающие обе фазы. Изменения связаны а) с биохимическими процессами, идущими при участии живых организмов и органических соединений; б) с процессами литификации – превращениями минеральных компонентов осадка, в результате чего возникают новые минералы, образуются конкреции, неустойчивые минералы переходят в устойчивые, наблюдается старение коллоидов и т.д. в) с физико-химическими процессами – реакциями в жидкой фазе илов, приводящими к массопереносу (диффузии, ионному обмену и т.д.).
На участках опускания земной коры формирование осадков горных пород так называемый поздний диагенез – осуществляется в условиях высоких температур и давления. При этом породы уплотняются и консолидируются, сокращается их паровое пространство. Сокращение связанно главным образом с присутствием в разрезе глин, которые в силу особенности строения способны весьма значительно изменять величину пористости.
Гипотезы формирования хлоридно-кальциевых вод седиментационного генезиса можно разделить на две группы:
1. Наиболее распространено представление о неизменности химического типа и состава воды океана, имевшего на продолжении всей геологической истории Земли воду сульфатного типа, исключая самый ранний этап развития океана, когда вода его была сильно кислой. Сущность диагенетических изменений захваченной в бассейнах седиментации морской воды сульфатного типа в превращения ее в хлоридно-кальциевую сводится к следующим возможным процессам:
а) Удалению сульфатов из морской воды при сульфатредукции и сопряженным с нею реакциям катионного обмена натрия морской воды на адсорбированные катионы глинистых пород.
б) Взаимодействию карбонатных и силикатных минералов с компонентами морской воды и переходу магния и натрия в решетки минералов с вытеснением кальция в раствор [6].
2. Гипотезы формирования хлоридно-кальциевых вод, опирающиеся на идею эволюции химического состава вод Мирового океана, изменявшегося в процессе геологического развития земли, высказаны в разные годы А.Н. Булеевым, Ю.Ф. Корелловым. Они исходят из представления о существовании древних бессульфатных “хлоридно-кальциевых” морей, унаследовавших солевой состав от первобытного океана. В условиях характерной для последнего кислой среды поступавшие в океан катионы Ca2+, Mg2+, Na+ и K+ были в равной устойчивыми в растворе. Повышенные количества Ca2+ при очень низком содержании сульфат – иона обуславливали присутствие в воде NaCI (KCI), MgCI2 и CaCI2, то есть компонентов, свойственных хлоридно-кальциевому типу.
Одно из важных доказательств существования “хлоридно-кальциевых морей” в течение всего палеозоя дает анализ соленосных отложений, накопившихся в толще осадочных пород.
Хлоридно-кальциевые воды седиментационного генезиса характеризуется следующими основными чертами. Они известны в осадочных породах самого различного литологического состава и возраста. По преобладающим макрокомпонентам воды весьма однообразны, отличаются монотонным поведением главных анионов, среди преобладает хлор. Катионы ведут себя по-иону.
Воды хлоридно-магниевого подтипа сульфатного типа среди подземных вод седиментационного генезиса встречаются редко, и условия их формирования изучены слабо.
Ювенильные воды. Термин “ювенильные воды” был предложен Э. Зюссом для наименования вод, которые поднимаются из глубоких недр Земли в результате вулканической деятельности и впервые попадают на поверхность. В чистом виде даже в районах интенсивного современного вулканизма такие воды отсутствуют.
В настоящее время под ювенильными понимают подземные воды, развитые в области современной тектоно-магматической активности.
Гидрохимические особенности вод областей активного вулканизма тесно связаны со стадийностью газовыделения из вулканического очага. Установлены три стадии, сменяющиеся во времени: хлоридная, сульфатная и углекислая. На всех стадиях в вулканических газах по содержанию преобладает СО2, но на первой стадии характерно присутствие значительных количеств HCl, на второй – H2S.
На хлоридной и сульфатной стадиях газовыделения вулкана образуются следующие типы подземных вод [7]:
1. Хлоридно-водородные углекислые термы поверхностного формирования. Химический состав их образуется за счет растворения в приповерхностных условиях вулканических эманаций. Так как вода находится в состоянии кипения, она интенсивно испаряется, благодаря чему увеличивается минерализация.
2. Сульфатные углекисло-сероводородные термы поверхностного формирования. Располагаются в кратерах активно действующих вулканов, но отвечают стадии деятельности вулкана, когда главными газами наряду с преобладающим СО2 являются H2S и другие сернистые газы.
3. Хлоридно-сульфатные термы глубинного формирования. Они приурочены к склонам действующих вулканов или их подножиям и связаны обычно с вулканическими отложениями. Подземные воды растворяют какую-то часть газовых эманаций, состоящую из сернистых газов и хлористого водорода. Удаляясь от магматического очага в сторону разгрузки водоносного горизонта, подземные воды вступают во взаимодействие с окружающими горными породами, благодаря чему снижается величина их рН, они теряют алюминий и железо и обогащаются Са, Mg, Na и др.
Магматогенные воды разломных зон областей тектонической активности представляют собой растворенный в подземных водах конденсат эндогенного (глубинного) флюида.
Воды ювенильного происхождения отличаются весьма сложным и разнообразным составом, поскольку формирование их связано с эндогенными и экзогенными факторами: участием глубинных флюидов, большого количества агрессивных газов и высоких температур, с одной стороны, подземных вод инфильтрационно-атмосферного генезиса и водовмещающих пород с другой.
Находят широкое применение в качестве лечебных минеральных вод.
Воды смешанного генезиса. К этой группе относятся воды разного химического типа и состава, образующихся при смешении вод инфильтрационно-атмосферного, седиментационного и ювенильного генезиса.
Широко распространены воды, в которых ювенильным (глубинным) компонентом является СО2. За счет воздействия СО2 на вмещающие породы обычно формируются углекислые воды карбонатного типа.
По гидрохимическим показателям воды отличаются широким диапазоном изменения минерализации от 0,5 – 1 до 50 – 60 г/л. По химическому составу они разнообразны, наиболее часто принадлежат к щелочно-соляным или соляно-щелочным водам. Углекислый газ содержится в большом количестве: в растворе – до 2,5 – 4,5 г/л, в спонтанных газах – до 100%. По температурным условиям воды холодные, теплые и горячие (глубинного) флюида.
Воды ювенильного происхождения отличаются весьма сложным и разнообразным составом, поскольку формирование их связано эндогенными и экзогенными факторами: участием глубинных флюидов, большого количества агрессивных газов и высоких температур, с одной стороны, подземных вод инфильтрационно-атмосферного генезиса и водовмещающих пород – с другой.
Находят широкое применение в качестве лечебных вод.
Воды смешанного генезиса. К этой группе относятся воды разного химического типа и состава, образующихся при смешении вод инфильтрационно-атмосферного, седиментационного и ювенильного генезиса.
Широко распространены воды, в которых ювенильным (глубинным) компонентам является СО2. За счет воздействия СО2 на вмещающие породы обычно формируются углекислые воды карбонатного типа.
По гидрохимическим показателям воды отличаются широким диапазоном изменения минерализации – от 0,5 – 1 до 100%, т.е. газ может быть нацело углекислым, иногда углекисло-азотным. По температурным условиям воды холодные, теплые и горячие, иногда температура достигает 100%. В горячих водах типична высокая концентрация кремнекислоты, составляющая сотни миллиграммов на 1л. Нередко в водах присутствуют много фтора (до 10 – 20мг/л), а pH воды > 9 – 9,5.
Примером могут служить воды Кавказских минеральных источников (типа “Боржоми”, “Ессентуки №17” и “Арзни”).
Среди подземных вод смешанного генезиса интерес представляют воды хлоридно-кальциевого типа.
Распространены грунтовые воды хлоридно-кальциевого типа с минерализацией от 5 до 75г/л. Очень интересны хлоридно-кальциевые воды, выявленные на территории кристаллических щитов. Это обычно грунтовые, воды связанные как с порами выветривания кристаллических пород, так и с покрывающими их четвертичными отложениями. Воды пресные и ультрапресные. Они или являются “существенно” хлоридно-кальциевыми и содержат CaCI2 до 30 – 40экв%, или по первым преобладающим компонентам относятся к хлоридно-натриевым. Условия формирования вод изучены слабо [8].
Миграция элементов в подземных водах неразрывно связана с историей элементов в земной коре. Условия миграции элементов – один из наиболее сложных вопросов. Темпы движения в различные стадии их существования весьма различны. Это в основном определяется термодинамической обстановкой среды в которой происходит миграция. Элементы мигрируют то в жидком, то в твердом, то в газообразном состоянии вещества [9].
Воде всегда придавалась исключительная роль во всех геохимических процессах: выделении минералов из водных растворов, разрушении минералов и пород.
Под термином “миграция” подразумевается перемещение и перераспределение химических элементов в земной коре и на ее поверхности. В водных растворах элементы перемещаются в виде ионов, молекул коллоидных частиц. Миграционная способность у разных элементов различна. В результате миграции выносятся и рассеиваются одни элементы и накапливаются другие [10].
Миграция элементов зависит от двух основных причин:
1) от внутренних свойств атома мигрирующего элемента. К этим факторам относят свойства связи, химические свойства соединений, энергетические свойства ионов, гравитационные и радиоактивные свойства атомов, валентности и ионные радиусы химических элементов.
2) от внешних термодинамических условий обстановки миграции. Этим термином называют параметры, характеризующие среду, в которой перемещаются химические элементы [8].
Чем больше валентность элементов, тем ниже их миграционная способность, так как элементы с большей валентностью образуют преимущественна, за небольшим исключением, слаборастворимые соединения.
Чем больше ионные радиусы и меньше валентность элементов, тем выше их миграционная способность. Большую роль в миграции элементов играет характер водной среды, определяемый специфическими особенностями ее состава, в частности величиной рН.
Миграция оценивается качественно и количественно. Ее качественная оценка заключается в фиксации различия химического состава подземных вод разных районов водоносных горизонтов, комплексов, что позволяет делать заключения о перемещении элементов в подземных водах. Изменения в химическом составе подземных вод служат также основанием для выводов относительно участия пород, газов и других сред в миграции элементов. Количественно миграция элементов оценивается с помощью численных показателей перемещения элементов в подземных водах и образуемых ими системах.
Для относительной количественной характеристики миграции элементов в системе “подземная вода - порода” А.И. Перельман [11] предложил вычислить интенсивность водной миграции в виде коэффициента водной миграции. Он представляет собой отношение содержания элемента в минеральном остатке воды к его содержанию в водовмещающих горных породах:
Кх = mx ∙ 100/а nx
где mx – содержание элемента х в воде (в г/л), nx – содержание элемента х в породе (в %), а – сумма минеральных веществ воды (в г/л) [12].
На формирование химического состава подземных вод, а следовательно, на миграционные особенности элементов в ряде случаев оказывает влияние связанная вода, которая отличается от свободной гравитационной воды по своим свойствам и строению. Она находится в тесном взаимодействии с породами, в которых удерживается силами, превышающими силу тяжести. Связанная вода имеет несколько видов и характеризуется различными формами нахождения в породах. Основные ее виды: 1) вода, входящая в состав минералов; 2) прочно связанная; 3) рыхло связанная.
Вода, входящая в состав минералов, является химически связанной водой. В. И. Вернадский предложил различать следующие разновидности химически связанной воды: а) конституционную, наиболее прочно связанную с кристаллической решеткой минералов; б) кристаллизационную, связь которой с кристаллической решеткой минералов менее прочна; в) цеолитную с минимальной прочностью связи. Примерами химически связанной воды является вода в составе гипса (СаSО4 ∙ n Н2О). Также она входит в состав многих глинистых минералов, слюд, хлорита и др. В минералах она находится как в виде молекул, так и в виде ионов Н+ и ОН-.
Прочно связанная вода – это гигроскопическая вода, расположенная непосредственно на поверхности минерала. Она представлена пленкой различной толщины и сложного строения. Прочно связанная вода в отличие от свободной воды не способна к растворению и не может перемещаться в жидком виде (перемещается в парообразном состоянии). Расположение ее молекул значительно прочнее и плотнее, чем у свободной воды.
Рыхло связанная вода свойственна глинистым породам. Это вода приурочена к поверхности глинистых минералов и является результатом осмотического впитывание молекул воды диффузионной оболочкой внешней части двойного электрического слоя (одного – отрицательно заряженного на поверхности породы и другого – положительно заряженного в воде) [13].
Во всех природных водах растворены газы, некоторые содержат и свободный (спонтанный) газ, образующий пузырьки.
Растворенные газы являются одним из основных элементов химического состава природных вод. Установлено, что по мере увеличения глубины распространения природных вод и степени их изоляции от дневной поверхности генезис растворенных газов в общем закономерно изменяется. Газы преимущественно атмосферного происхождения сменяются на глубине преимущественно биохемогенными, а биохемогенные метаморфогенными или в областях современной вулканической деятельности вулканоген-ными [14].
Содержание газов в водах, как правило, невелико, однако их геохимическая роль не пропорциональна массе – огромное значение имеет высокая химическая активность и миграционная способность газов.
В соответствии с этим принято различать три основные геохимические среды формирования газов и основные типы природных вод [15]:
1. воды с газами окислительной обстановки (N2, O2, CO2 и др.),
2. воды с газами восстановительной обстановки (CH4, H2S, CO2, N2 и др.),
3. воды с газами метаморфической обстановки (СО2 и др.).
Кислородные воды. Свободный кислород, растворенный в водах играет большую роль. Он определяет условия миграции других элементов, существования особых групп бактерий, важнейшие геохимические особенности вод, концентрацию элементов на барьерах.
Сероводородные воды. Геохимическая роль сероводорода и его производных – ионов HS- и S2- огромна, так как они коренным образом меняет условия миграции большинства химических элементов, особенно образующих нерастворимые сульфиды.
1.3 Водные ресурсы и водный баланс Кавказа
Кабардино-Балкарская республика (КБР) занимает центральную часть северного склона Главного Кавказского хребта. Среди природных богатств КБР большое хозяйственное значение имеют реки.
Высокогорная зона Кавказского хребта – область вечных снегов и ледников. Снег, попадая в котловины, подтаивает днем от нагревания солнцем, ночью опять замерзает постепенно превращаясь в фирн.
В ледниках и вечных снегах высокогорной зоны берут начало главные реки Кабарды, потоками стекающие с гор и замедляющие свое течение лишь на равнине [16].
Основные реки, протекающие на территории Кабардино-Балкарии, принадлежат к бассейну р. Терека.
Богатая гидрографическая сеть горных рек КБР направлена в основном с юго-запада на северо-восток. Базисом эрозии для этих рек является долина р. Терек, огибающая крутой петлей Терский и Сунженский хребты в северо-восточном углу территории КБР.
Главным речным бассейном и основным носителем гидроэнергетических ресурсов КБР является бассейн р. Малки. Река Баксан, наиболее многоводная река бассейна Малки. На своем пути Баксан принимает многочисленные притоки.
У восточной границы КБР протекает р. Хазны-дон принадлежащая к бассейну р. Урух. Несколько малых притоков Терека (Лескен, Аргудан и др.) располагаются между устьями рек Урух и Малка [17].
Гидрологический режим главных рек бассейна Малки освещаются данными наблюдений 14 гидрометрических станций.
Материалы гидрометрических работ в бассейне р. Малки дают возможность детально охарактеризовать сток основных его рек. График среднемесячных расходов воды рек бассейна Малки дает наглядное представление о характере сезонного колебания расходов воды рек Малки, Баксана, Черека, Чегема и Терека.
Большим колебаниям подвержен режим рек, которые берут свое начало ниже зоны снегов и зависит от количества осадков, выпадающих в их бассейне в течении года [18].
Среднее количество атмосферных осадков в Терском районе составляет 895мм.
С увеличением абсолютных высот количество атмосферных осадков растет, причем только до 2500 – 3500м. Далее на восток оно уменьшается до 380 – 1020мм в бассейне р. Терек. Минимальные величины увеличения осадков в высотных зонах 500 – 4000м прослеживается в бассейне рек в районе г. Эльбрус, где составляют 100 – 530мм, например р. Малка – 380мм, р. Баксан – 530мм.
В бассейне р. Терека разность стока в высотных зонах 500 – 3000м равна 420 – 1280мм (р. Малка – 420мм, р. Урух – 1280мм). Величина слоя стока с высотой увеличивается до верхних отметок водоразделов и на высоте 4000м в Тереком секторе достигает 1600мм.
В Терском секторе подземный сток составляет 173мм.
Величина испарения – разность между атмосферными осадками и полным речным стоком. Эта величина в Терском районе равна 451мм.
Изменение испарения с высотой более сложное, чем атмосферных осадков и речного стока. В бассейнах рек с избыточным или достаточным увлажнением, с высотой от предгорий в горы оно уменьшается и минимальное отмечается в высокогорной зоне на высотах 3500 – 4000м. Такой тип испарения характерен для большинства бассейнов рек КБР [19].
1.4 Влияние химического состава воды на здоровье населения
Вопрос о влиянии на организм минеральных веществ, часто находящихся в водной среде, является в настоящее время весьма актуальным в связи с использованием для питьевых целей искусственно опресненных вод.
Состояние водоснабжения населения России, по оценке Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям примерно в 22%. Около 1/3 население используют для питья воду из децентрализованных источников, которая в 31,6% случаев не отвечает требованиям. В целом около 50% населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.
Употребление высокоминерализованных вод людьми, не привыкшими к ним, в состоянии обусловливать сравнительно кратковременное общее недомогание и обострение хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта. По мнению экспертов ВОЗ, использование для питья морской воды ведет к прогрессирующему обезвоживанию организма, нарушению его кислотно-щелочного состояние, увеличению остаточного азота в крови, ослаблению сердечной деятельности, усилению чувства жажды, резкому упадку сил и не редко летальному исходу.
Гигиеническая значимость общей минерализации питьевой воды во многом зависит от состава и количественного соотношения в ней отдельных ингредиентов, среди которых необходимо прежде всего указать на хлориды. Избыточное их поступление может обусловливать угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение артериального давления и другие нарушения, оказывающиеся особо вредными для больных с заболеваниями сердца и почек. Однако все эти проявления могут возникать лишь при концентрации хлоридов в питьевой воде, превышающей порог их вкусового ощущения. К аналогичному заключению можно прийти и при оценке сульфатов, высокое содержание которых проявляется в основном в послабляющем действии и нарушении водно-солевого обмена организма.
Что касается железа, то его токсическое влияние на организм не установлено. Вместе с тем оно придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковатый металлический привкус, вызывает появление на белье пятен ржавчины и развитие железобактерий в водопроводных трубах. Таким образом, содержание железа в питьевой воде должно лимитироваться его влиянием на мутность и цветность.
Суточная потребность человека в таких микроэлементах, как марганец, медь и цинк, полностью покрывается пищевым рационом, причем концентрации, определяющие токсикологическую опасность, явно превышают их органолептические показатели. Это позволяет считать последние лимитирующим признаком при нормировании качества питьевой воды.
Одним из наиболее существенных критериев для оценки пригодности воды для хозяйственно-бытовых и производственных целей служит ее жесткость. При значительной жесткости в ней образуются не растворимые хлопьевидные осадки кальциевого и магниевого мыло, которые оседают на волокнах стираемых тканей, а также закупоривают поры кожи, вызывая раздражение и сухость. Кроме того, в такой воде плохо развариваются мясо и овощи, слабо настаивается чай и заметно ухудшаются его вкусовые свойства. Наконец, она оказывается малопригодной для многих технических нужд из-за образования накипи на стенках котлов и труб.
Что касается воздействия на здоровье населения, то из всех теорий о положительном (для профилактики рахита) или отрицательном (развитие атеросклероза) влиянии жестких вод не одна не подтвердилась.
При нормировании органолептических свойств воды по концентрации химических веществ необходимо упомянуть о тех из них, которые добавляют в нее в качестве реагентов. Одним из примеров является алюминий, содержащийся в питьевой воде, подвергшейся осветлению в процессе коагуляции. Алюминий парализует центральную нервную и иммунную системы, особенно у детей. Он в определенных концентрациях вызывает появление мутности и неприятного привкуса, что можно считать лимитирующим признаком при его нормировании.
Максимальные дозы бериллия (0,02мг/л), вызывают угнетение этитропоэза в костном мозге, существенные изменения в условно рефлекторной деятельности, дистрофические изменения в нервных клетках.
Оценка степени опасности малых доз молибдена обнаруживает резкие нарушения активности сульфгидрильных групп и патоморфологические изменения внутренних органов.
Хронические мышьяковистые интоксикации в большинстве случаев связаны с функциональным расстройствам центральной и особенно периферической нервной системы, с последующим развитием полиневритов, причем недействующей оказывается концентрация 0,1 мг/л.
Высокой биологической активностью обладает селен, вызывающий тяжелые морфологические поражения внутренних органов. В хронических же опытах (0,1мг/л) отмечается специфическое действие на тиоловые группы ферментов, нарушения экскреторной функции печени и почек, подавления иммунологической реактивности организма и условно-рефлекторной деятельности. Вместе с тем он обладает способностью резко усиливать запах воды при стоянии растворов, что, однако, наблюдается при концентрациях больше тех, которые вызывают первоначальный токсикологический эффект.
При сравнительно большом содержании стронция в воде может вызывать угнетение синтеза протромбина, снижение активности холинэстеразы и нарушение функции печени. Обусловливаемый им горько-вяжущий привкус отмечается при более значительных количественных показателях, чем проявление интоксикации.
Изменение концентрации фтора служит причиной возникновения двух массовых заболеваний населения земного шара – эндемического флюороза и кариеса зубов. Первая из них связана с повышенным содержанием этого микроэлемента.
Последствием пониженного содержания фтора в питьевой воде является заболеваемость кариесом зубов, особенно среди детских контингентов населения. При этом, как правило, отмечается и отставание в сроках окостенения костей, а сам кариес может способствовать одонтогенной инфекции (ревматизм, ангина и др.).
Сравнительно недавно в литературе появились сообщения о водно-нитратной метгемоглобинемии являющейся следствием повышенного содержания нитратов и нитритов в питьевой, преимущественно колодезной, воде. Симптомы данного заболевания чаще всего проявляются у грудных детей, находящихся на искусственном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводятся такой водой. Повышенное содержание в питьевой воде азотистых соединений имеет определенное значение для здоровья не только грудных детей но и взрослых, особенно страдающих заболеваниями легких, коронарной недостаточностью и анемией. Установлено также, что эти химические соединения оказывают угнетающее влияние на некоторые пищеварительные ферменты, в первую очередь на панкреатическую липазу и щелочную фосфатазу.
Отметим, что наибольшее количество нитратов находится в карбонатных и бурых черноземах, а наименьшее в бурых и серых лесных почвах, причем наличие углекислых солей кальция и слабощелочная среда способствуют переходу нитратов в грунтовые воды. Согласно существующему стандарту, верхняя граница их содержания в воде, гарантирующая безопасность ее употребления, находится на уровне 10мг/л (по азоту).
Сегодня проблему воды следует считать одной из важнейших проблем охраны окружающей среды, ибо вода это не только здоровье населения, но и жизнь животного и растительного мира [20].
1.5 Эпидемиологическая оценка воды
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. По данным ВОЗ, в развивающихся странах около 500млн. человек ежегодно заражаются различными инфекциями, передающимися водным путем.
Через зараженную воду могут распространяться такие кишечные инфекции, как брюшной тиф, паратифы А и Б, холера, дизентерия, болезнь Боткина, водная лихорадка и туляремия. Не исключена возможность передачи этим путем полиомиелита и некоторых других болезней.
Кроме патогенных микробов, с загрязненной водой в организм могут проникать цисты лямблий, яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы, возбудители шистоматоза и др.
В большинстве случаев наиболее массовым и постоянным фактором заражения водоема является спуск неочищенных фекально-хозяйственных стоков городской канализации. Подземные же источники могут инфицироваться при затекании атмосферных и поверхностных вод, подсачивании жидкости из выгребов, стирке белья у колодцев и водозаборе загрязненными ведрами.
Одним из главных признаков, указывающих на водный характер эпидемической вспышки, является почти одномоментное появление большого количества заболеваний среди лиц, пользующихся одним и тем же источником водоснабжения. Вместе с тем она отличается сравнительно очень быстрым уменьшением числа пострадавших с момента закрытия этого источника, причем в течение определенного периода отмечаются отдельные случаи контактных заболеваний в виде так называемого эпидемического хвоста.
Из основных инфекций, передающихся водным путем, большое внимание привлекает в настоящее время холера.
Основной причиной водных вспышек бациллярной дизентерии служит заражение воды бактериями типа Крузе-Зонне и особенно Флекснера. При этом оно может быть связано с загрязнением головных сооружений водопровода, водопроводной сети и открытых водоемов.
По данным ВОЗ, на ряду с определенным снижением числа случаев острых кишечных инфекций значительно возрастает заболеваемость эпидемическим гепатитом, для которого доказано возможность распространения водным путем.
При проведении бактериологического исследования воды наиболее важным было бы прямое определение в ней наличия патогенных микробов. Поэтому для повседневного суждения о возможности заражения воды чаще всего пользуются косвенными методами оценки, в основе которых лежит количественное определение в водной среде кишечной палочки, являющейся показателем фекального загрязнения. Для указанных целей применяются два лабораторных показателя: коли-титр – наименьший объем воды в миллилитрах, в котором находится хотя бы одна кишечная палочка, и коли-индекс, выражающий их число в 1 л жидкости. При этом необходимо иметь в виду, что по сравнению с патогенной флорой кишечная палочка обладает значительно большей устойчивостью как к воздействию естественных условий, так и к влиянию различных дезинфекционных агентов.
Высокий коли-титр является надежным критерием безопасности воды в эпидемиологическом отношении.
Кроме того, для оценки сапрофитного бактериального загрязнения определяют микробное число – количество колоний, вырастающих при посеве 1мл воды на мясо-пептонный агар.
Косвенными показателями фекального загрязнения могут также быть и некоторые химические соединения, в первую очередь аммиак, нитриты, нитраты, хлориды, сернокислые и фосфорнокислые соли, входящие в состав физиологических отбросов человека и животных.
Следует учитывать и такой суммарный показатель, как окисляемость, под которым понимают количество кислорода, потребное для окисления органических веществ, находящихся в 1л воды.
Однако при трактовке всех этих показателей с эпидемиологической точки зрения необходим строго индивидуализированный подход, учитывающий взаимное их сочетание и состав заведомо чистых вод данной местности. Последнее объясняется тем обстоятельством, что далеко не всегда изменение химического состава водной среды бывает связана с фекальным ее загрязнением. Так, нитраты могут появляться в воде проходящей через почву, богатую селитрой повышенная концентрация хлорида также может объясняться чисто геологическими причинами и т.д.
Из всего сказанного можно заключить, что питьевая вода должна удовлетворять следующим основным гигиеническим требованиям.
1. Должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным освежающим вкусом.
2. Должна содержать минеральных веществ и микроэлементов соответственно физиологическим потребностям организма.
3. Не должна иметь в своем составе токсических и радиоактивных веществ в концентрациях, опасных для человека.
4. Должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении.
Именно исходя из этих основных требований, необходимо строить соответствующие нормативы, действующие в области хозяйственно-питьевого водоснабжения [21].
1.6 Гигиенические нормативы качества питьевой воды
Основой для гигиенического нормирование качество воды должно быть соответствие требованиям ее безопасности в токсикологическом и эпидемиологическом отношении, а также эстетическим запросам населения. Решение этого вопроса представляет одну из самых сложных задач санитарной экспертизы и требует использования всего комплекса современных методов экспериментальных исследований и данных объективных наблюдениях.
В 1945 г. утвержден уже постоянный стандарт, который подвергся значительной переработке в 1954 и 1973 гг. По ныне действующему (ГОСТ 2874 – 73) прежде всего считается обязательным дифференцированный подход к оценке питьевой воды и воды источников водоснабжения, что становится возможным благодаря специальным методам улучшения ее качества. Вместе с тем подчеркивается необходимость комплексного подхода к суждению о пригодности питьевой воды по органолептическим свойствам, химическому составу и в эпидемиологическом отношении. Несоответствие хотя бы по одному из гигиенических показателей дает основание для признания воды непригодной для питьевых целей. Надежность ее качества возможно лишь при сочетании нормативных данных с должным состоянием санитарно-технических устройств всей системы централизованного водоснабжения.
Первостепенное значение в эпидемиологическом отношении имеют косвенные бактериологические показатели, причем в новом стандарте предусматривается расширение групп контролируемых кишечных палочек, что обеспечивает большую надежность данных показателей в отношении энтеровирусов.
Особенности нормирование химических веществ в водной среде обусловлены несколькими факторами.
1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнение воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
2. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водопользование население.
3. Вода используется населением не только для питья, приготовление пищи, личной гигиены, но и для хозяйственно-бытовых и рекреационных целей. В связи с этим при нормировании учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности), так и их влияние на органолептические свойства воды и процессы самоочищение воды водоемов (органолептический и общесанитарные показатели вредности).
4. Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиенические нормативы (ПДК, ОДУ). [14]
Нормативы безвредности токсических веществ приводятся в стандарте лишь для химических соединений, встречающихся в природных водах и добавляемых к ним в процессе их обработке. (Табл. 1)
Что касается органолептических свойств питьевой воды, то они характеризуются как по интенсивности допустимого их изменение по бальной системе, так и по содержании химических веществ, вызывающих в наименьших концентрациях эти изменения.
Таблица 1
Показатели безвредности химического состава воды
| Наименование вещества | Нормы, мг/л | Наименование веществ | Нормы, мг/л |
|
Бериллий Молибден Мышьяк Нитраты Полиакриламид Свинец Селен Стронций |
0,0002 0,5 0,05 10,0 2,0 0,1 0,001 2,0 |
Фтор: для 1 – 2-го климатических районов для 3-го климатического района для 4-го климатического района Уран Радий-226 Стронций-90 |
1,5 1,2 0,7 1,7 1,2∙10-10 4,0∙10-10 |
Вместе с тем в ГОСТ специально указывается, что при контроле эффективности обеззараживание воды посредством хлорирования необходимо, чтобы концентрация остаточного свободного хлора была бы не меньше 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л при контакте не менее 30 минут.
В заключение необходимо подчеркнуть, что в связи со значительным ростом водопотребления нередко приходится использовать для питания водопроводов воду, первоначально не отвечающую вышеуказанным нормативам ГОСТ 2874-73. Это становится возможным только благодаря высокой эффективности современных методов очистки и обеззараживания. Другими словами, загрязненная вода, являющаяся потенциальным источником инфекции или интоксикации, может и не превращаться в реально действующий фактор в результате соответствующей ее обработки. Однако даже при этом условии далеко не всякий водоисточник позволительно применять для централизованного питьевого водоснабжения. Так для указанных целей рекомендуются подземные воды, качество которых приближается к требованиям стандарта. Данные правила касаются органолептических показателей, количества минеральных примесей, содержания растворенного кислорода, величины БПК и др. При этом вода не должна содержать возбудителей заболеваний и ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать прямое или косвенное влияние на здоровье населения.
Важная роль при оценке пригодности водоисточника, конечно принадлежит санитарному обследованию, результаты которого могут представить весьма ценные данные о причинах его загрязнения в прошлом, настоящем и будущем. Фактически именно местный осмотр водоема может объяснить в ряде случаев особенности химических и бактериологических свойств водной среды и определить пути для их улучшения [22].
1.7 Гигиенические требования питьевой воды
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется её соответствием нормативам по:
1. по обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах Кабардино-Балкарии, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение, в т.ч.:
водородный показатель,
сухой остаток
жесткость общая
окисляемость перманганатная
нефтепродукты
поверхностно-активные в-ва
фенольный индекс
алюминий
кадмий
железо
марганец
мышьяк
медь
молибден
никель
нитраты
ртуть
свинец
сульфаты
фториды
хлориды
хром
цинк
γ-ГХЦГ (линдан)
ДДТ (сумма изомеров)
2. содержанию вредных химических веществ, поступающих или образующихся в воде в процессе обработки в системе водоснабжения (остаточный хлор, полифосфаты, остаточное количество алюминий и железообразующих коагулянтов).
3. содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека:
аммиак сероводород
натрий свинец
хром
К питьевой воде предъявляются следующие требования:
1) по физическим свойствам вода должна быть прозрачной, бесцветной, освежающего вкуса и без запаха;
2) присутствие веществ, растворенных обычно в прозрачной воде, не должно превышать пределов, выше которых вода считается не годной к употреблению;
3) вода не должна содержать вредных для здоровья веществ, пример CN, Pb, As и др., в количествах, превышающих установленные для этих веществ кондиции;
4) вода должна быть свободной от болезнетворных МО [23].
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды перед её поступлением в распределительную сеть должно соответствовать СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» [20].
Для целей водоснабжения могут применятся атмосферные, поверхностные и подземные воды, причем первые используются для хозяйственно-питьевых нужд лишь маловодных районах.
К открытым водоемам относятся реки, озера, водохранилища, каналы и пруды. По вполне понятным причинам они всегда подвержены опасности загрязнения и инфицирования, особенно в зоне расположения крупных населенных пунктов и выпусков бытовых и производственных стоков. При этом качество речной воды отчасти зависит от сезона года: водоем, находящийся подо льдом, фактически лишается поверхностного питания, в период половодья, наоборот, значительно повышается роль атмосферного стока, что сильно отражается на санитарном состоянии реки. В результате для открытых водоисточников характерна непостоянство химического и бактериологического состава воды.
Говоря о возможности загрязнение поверхностных водоемов, нельзя забывать об их способности к самоочищению, что отчасти обусловливается простым разбавлением поступающих стоков и осаждением на дно крупных взвешенных веществ, мелкие же частицы предварительно подвергаются процессу коагуляции. Вместе с тем происходит химическое окисление органических соединений растворенным в воде кислородом. Однако основным фактором самоочищения является все-таки биологический распад загрязняющих веществ, играющий наиболее существенную роль в обезвреживании фекально-хозяйственных и некоторых производственных стоков.
Аналогичные процессы происходят с токсическими органическими соединениями, которые в состоянии утрачивать свою ядовитость как за счет разбавления, так и за счет физико-химических и биологических факторов внешней среды. В частности, некоторые вредные вещества переходят в нетоксические ингредиенты, разрушаются или улетучиваются из воды. опасности загрязнения и инфицирования, особенно в зоне расположения крупных реки.
Плановое использование природных водных ресурсов требует во многих случаях значительных изменений в режиме поверхностного стока, регулирования течения рек и т.д. Следовательно, одним из важных аспектов воздействия на открытые водоемы являются самые различные виды крупного гидротехнического строительства, то есть мощные электростанции, большие водохранилища и каналы.
Специфической чертой искусственных водохранилищ является повышение содержание в них биогенных веществ, что содействует массовому развитию фитопланктона и летнему цветению воды. В результате возможно некоторое понижение ее прозрачности, появление характерного запаха и привкуса, образование дефицита кислорода.
Таким образом, при строительстве и эксплуатации водохранилищ необходимо строгое соблюдение целой системы профилактических мероприятий. Первостепенное значение имеют тщательная подготовка ложа водохранилища и запрещение выпуска в него бытовых и промышленных стоков.
При гигиенической характеристике открытых водоемов имеют значение как биохимические, так и биологические показатели. К первым можно отнести определение содержания в воде растворенного кислорода, главными источниками которого являются атмосфера и фотосинтез его водной растительностью. О завершении самоочищение принято судить по восстановлению кислородного режима водоемов, когда концентрация этого газа в летний период достигает не менее 4 мг/л.
Важнейшим источником питьевого водоснабжения служат подземные воды, которые принято разделять на почвенные, грунтовые и межпластовые. Как известно, эти воды образуются в результате просачивания в грунт атмосферных осадков, а также путем конденсации водяных паров, проникающих в поры почвы. Указанное явление зависит от разности их упругости в почвенном и атмосферном воздухе.
Вода, которая скапливается в первом от поверхности водоупорном слое, обычно называется грунтовой. В зависимости от местных условий глубина ее залегания колеблется от 1- 2 до нескольких десятков метров, причем в приделах населенных пунктов она может загрязняться и инфицироваться. Однако наиболее опасна в указанном отношении верховодка, представляющая собой самый поверхностный водоносный слой, расположенный выше грунтового горизонта.
Межпластовые воды, как показывает само название, располагаются между двумя водоупорными пластами и более надежно защищены от поверхностного стока, особенно глубокие, напорные подземные воды, именуемые артезианскими, которые проходят большой путь от места водосбора, почти полностью освобождаясь от органических веществ и микробов.
Однако на практике мы не можем полностью исключить опасность заражения и загрязнения даже очень глубоких водоносных горизонтов, что может происходить через трещины в земных породах, поглощающие колодцы, заброшенные шахты и т.д. Это делает необходимым проведение повседневного лабораторного контроля за грунтовыми водоисточниками при любой глубине их залегания.
Наряду с качеством воды большое гигиеническое значение имеют особенности ее получения и доставки. При этом различают системы децентрализованного (местного) и централизованного водоснабжения [24]. Первая из них по вполне понятным причинам является более примитивной, трудоемкой и опасной в эпидемиологическом отношении. Основным способом получения воды при данной системе служат различного вида колодцы.
Очевидные санитарные преимущества имеют глубокотрубчатые или буровые колодцы (скважины), которые могут обеспечивать получение воды из глубоких, надежно защищенных горизонтов. Поэтому они используются для устройства водопроводов как в городах, так и в сельской местности.
Необходимо подчеркнуть, что устройства любой системы централизованного водоснабжения следует начинать с принципиального решения трех основных вопросов: выбора источника питания водопровода, установления зон его санитарной охраны и определения необходимых мероприятий по очистке и обеззараживанию воды. Наиболее трудной и ответственной задачей является нахождение достаточно мощного водоема, удовлетворяющего определенным гигиеническим требованиям. При этом нужно предусматривать не только текущие нужды населения, но и рост водопотребления на 10 – 15 лет вперед.
Рис. 1. Примерная схема водопровода
1-водоем; 2- заборные трубы и береговой колодец; 3 – насосная станция 1-го подъема; 4 – очистные сооружения; 5- резервуары чистой воды; 6 - насосная станция 2-го подъема; 7- трубопровод; 8-напорная башня; 9-разводящая сеть; 10- место водопотребления.
Как указывалось выше, для хозяйственно-питьевых целей лучше всего использовать межпластовые воды, в определенной степени защищенные от попадания внешних загрязнений и обладающие более благоприятными стабильными физическими свойствами. Однако практика показывает, что для больших городов очень трудно найти достаточно мощные подземные водоисточники, поэтому для этой цели широко применяются открытые водоемы. Как видно из рис1, в схеме централизованного водоснабжения необходимо различать головные сооружения водопровода и разводящую сеть. К первым из них относятся водозаборные скважины для чистой воды и т.д. Распределение же воды на обслуживаемом участке производится с помощью сети подземных труб, обычно изготовляемых из чугуна.
В настоящее время вспышки водных инфекций связаны не столько с неудовлетворительной эксплуатацией головных сооружений, сколько с непосредственным проникновением загрязнений в распределительную сеть. В этом отношении наиболее уязвимыми являются стыки между отдельными трубами и водоразборные колонки.
Таким образом, состояние любой системы централизованного водоснабжения нуждается в строжайшем, повседневном контроле, который необходим также при определении эффективности очистки и обеззараживания воды.
Контроль за качеством питьевой воды, осуществляющийся до настоящего времени в соответствии с требованиями ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», не в полной мере давал реальное представление о качестве воды и самое главное не обязывал выбирать контролируемые показатели в зависимости от конкретных условий.
Сохранив преемственность ГОСТ 2874-82, вышли в свет новые ГОСТы, санитарные правила и нормы, методические указания по контролю за качеством питьевой воды.
Контроль качества питьевой воды проводится согласно ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества»:
a) в местах водозабора из источника водоснабжения, перед поступлением её в распределительную водопроводную сеть;
б) в точках распределительной сети:
- из уличных водоразборных устройств на основных магистральных линиях;
- на наиболее возвышенных и тупиковых участках сети;
- из наиболее удаленных от насосной станции участков сети;
- в точках, в которых качество воды вызывает сомнение;
- из кранов внутренних водопроводных сетей домов [23].
Отбор проб питьевой воды, подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения и предназначенной для потребления в питьевых и бытовых целях, в том числе используемой для производства пищевых продуктов и напитков для исследований проводится согласно ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб» [25].
Пробы воды из распределительной сети отбираются в период наибольшего расхода воды.
Методы отбора, подготовки к определению состава и свойств, транспортированию и хранению проб воды обеспечивают неизменность состава проб в интервале времени между отбором проб и их анализом.
При отборе проб в одной и той же точке для различных целей первыми отбирают пробы для бактериологического анализа. Для получения представительной пробы необходимо отбирать воду в точке, где исследуемые компоненты распределены равномерно. Для этого пробу отбирают из системы с перемешивающимся потоком на расстоянии, максимально удаленном от различных препятствий, таких как изгибы или задвижки. Отбирают пробу на прямом участке трубопровода.
Перед отбором проб не менее 10 минут сливают застоявшуюся воду. При необходимости отбора проб из тупиковых участков трубопровода время слива застоявшейся воды можно увеличить до 30 минут.
При отборе проб из крана потребителя время слива воды перед отбором проб зависит от цели отбора. Если целью отбора является оценка влияния материалов, контактирующих с водой, на качество воды, то пробу отбирают без предварительного слива воды из первой порции. При отборе проб для определения микробиологических показателей металлические краны предварительно обжигают, а пластмассовые дезинфицируют и проводят спуск воды не менее 10 минут при полностью открытом кране.
Для проведения химико-аналитического контроля качества воды пробы отбирают в емкости из химически стойкого стекла с притертыми пробками и в полиэтиленовые емкости. Перед отбором проб емкости не менее двух раз ополаскивают водой, подлежащей анализу, и заполняют до верха.
Для определения в пробе кислорода или сероводорода при отборе проб используется шланг, достигающий дна емкости. Этим избегается контакт воды с атмосферным воздухом.
Вода подвергается анализу в день отбора. Если это невозможно, отобранную пробу охлаждают или подвергают консервации.
Объем пробы устанавливается в зависимости от числа и номенклатуры исследований в соответствии с НД на метод определения и с учетом повторного анализа. Для проведения химико-аналитического контроля качества воды отбирается пять литров воды. В отдельные емкости отбирается вода: для определения фтора - в полиэтиленовые флаконы объемом 500 мл; для определения остаточного хлора - в стеклянные на 500 мл; для определения растворенного кислорода - во взвешенные стеклянные на 250мл.
После отбора проб вода под действием повышенной температуры, света, взаимодействия с воздухом и проч. меняет свой химический состав. Иногда нет возможности провести все исследования в день отбора проб. Поэтому некоторые виды исследований необходимо проводить на месте отбора или пробу подвергать консервации. Для дальнейшего исследования на содержание алюминия, растворенного кислорода и сероводорода пробы воды консервации подвергались.
1. Консервация для последующего определения алюминия – пробу консервируют на месте отбора добавлением концентрированной соляной кислоты из расчета 3 см3 на 1000 см3 пробы и анализируют не ранее чем через 15-20 минут. Пробу хранят не более 3 суток.
1. Консервация для последующего определения растворенного кислорода – кислород в пробе консервируют на месте тотчас же после отбора пробы. Для этого в неё вводят пипеткой 1 мл сульфата марганца и 1 мл щелочного раствора йодида калия на 100 мл пробы. После введения реактивов закрывают склянку пробкой, следя за тем, чтобы в ней не осталось пузырьков воздуха. Затем содержимое тщательно перемешивают. В таком состоянии проба может храниться не более суток.
2. Консервация для последующего определения массовой концентрации сероводорода. Сероводород обычно обнаруживается в пробах в которых визуально присутствуют взвешенные вещества. Поэтому перед фиксацией пробы проводится её коагуляция, чтобы осадить взвесь. Вследствие неустойчивости сероводорода отбор пробы производят сразу после отбора пробы для определения растворенного кислорода также с помощью сифона. В склянку с притертой пробкой вместимостью 1 дм3 наливают воду так, чтобы первая порция вылилась из склянки. Добавляют 5 мл 20% раствора хлорида алюминия и 3 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 4 моль/дм3. Склянку закрывают пробкой, встряхивают и дают отстояться в течение 20-30 минут. Затем с помощью сифона отбирают из середины склянки прозрачную воду в заранее взвешенную склянку вместимостью 500 мл с притертой пробкой. Добавляют 5 мл раствора N,N-диметил-п-фенилендиамин дигидрохлорида (ДМДФА) и 5 мл 5% раствора хлорида железа (III). Проба может храниться не более 3 суток.
Выбор показателей, характеризующих химический состав питьевой воды, для проведения расширенных исследований проводится организацией, осуществляющей эксплуатацию системы водоснабжения, совместно с центром санэпиднадзора в два этапа. центр госсанэпиднадзора разрабатывает
На первом этапе анализируются следующие материалы за период не менее 3-х последних лет:
· государственной статистической отчетности о составе и объемах сточных вод, поступающих в источники водоснабжения выше места водозабора в пределах их водосборной территории;
· органов охраны природы, гидрометеослужбы, управления водными ресурсами, геологии и использования недр о качестве поверхностных, подземных вод и питьевой воды в системе водоснабжения по результатам осуществляемого ими мониторинга;
· центра госсанэпиднадзора по результатам санитарных обследований предприятий и организаций, осуществляющих хозяйственную деятельность и являющихся источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, а также по результатам исследований качества вод в местах водопользования населения и в системе водоснабжения.
На втором этапе организации, осуществляющие эксплуатацию систем водоснабжения, проводят расширенные лабораторные исследования воды.
Центром госсанэпиднадзора анализируются результаты расширенных исследований химического состава воды по каждой системе водоснабжения и с учетом оценки санитарно-гигиенических условий питьевого водопользования населения и санитарно-эпидемиологической обстановки на территории г. Нальчика и прилегающих поселков, определяется потенциальная опасность влияния присутствующих в воде химических веществ на здоровье населения.
При обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК должна быть больше 1.
Расчет ведется по формуле:
++…+ ≤1,
где С1, С2, Сn – концентрации индивидуальных химических веществ 1 и 2 класса опасности: факт. (фактическая) и доп. (допустимая).
Благоприятные органолептические свойства воды определяются её соответствием по запаху, вкусу, цветности и мутности, а также нормативам содержания веществ, оказывающих влияние на органолептические свойств. Не допускается присутствие в питьевой воде различимых невооруженным глазом водных организмов и поверхностной пленки.
В соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» за качеством питьевой воды осуществляется государственный санитарно-эпидемиологический надзор и производственный контроль.
Производственный контроль качества питьевой воды обеспечивается индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами, осуществляющими эксплуатацию системы водоснабжения, т.е. «Водоканалом» и индивидуальными предпринимателями на территории которых находятся водозаборы. Качество питьевой воды постоянно контролируется в местах водозабора, перед поступлением в распределительную сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.
Количество и периодичность проб воды в местах водозабора, отбираемых для лабораторных исследований, устанавливается с учетом требований санитарных правил и норм (СанПиН) 2.1.4.1074-01 и соответствует:
| Виды показателей | Количество проб в течение одного года, не менее | |
| Для подземных источников | Для поверхностных источников | |
| Микробиологические | 4 (по сезонам года) | 12 ежемесячно |
| Паразитологические | не проводятся | 12 ежемесячно |
| Органолептические | 4 (по сезонам года) | 12 ежемесячно |
| Обобщенные показатели | 4 (по сезонам года) | 12 ежемесячно |
| Неорганические и органические вещества | 1 | 4 (по сезонам года) |
| Радиологические | 1 | 1 |
Виды определяемых показателей и количество исследуемых проб питьевой воды перед её поступлением в распределительную сеть установлены следующим образом:
Таблица:
Виды показателей |
Количество проб в течение одного года, не менее |
|
| Для подземных источников | Для поверхностных источников | |
| Численность населения, обеспечиваемого водой из данной системы водоснабжения, тыс. чел. | ||
| свыше 100 | свыше 100 | |
| Микробиологические | 365 | 365 |
| Паразитологические | не проводятся | 12 |
| Органолептические | 365 | 365 |
| Обобщенные показатели | 12 | 24 |
| Неорганические и органические вещества | 1 | 12 |
| Показатели, связанные с технологией водоподготовки | Остаточный хлор – не реже одного раза в час, остальные реагенты не реже одного раза в смену | |
| Радиологические | 1 | 1 |
2.2.1 Метод определения содержания вкуса, запаха, цветности и мутности
1.Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает органолептические методы определения запаха, вкуса и привкуса и фотометрические методы определения цветности и мутности.
2 . Отбор проб
Отбор проб производят по ГОСТ 24481-80.
Объем пробы воды не должен быть менее 500 мл.
Пробы воды для определения запаха, вкуса, привкуса и цветности не консервируют. Определение производится не позднее, чем через 2 ч после отбора пробы.
3. Органолептические методы определения запаха
3.1. Органолептическими методами определяют характер и интенсивность запаха.
3.2. Проведение испытания.
3.2.1. Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и др.)
3.2.2. Определение запаха при температуре 200С.
В колбу с притертой пробкой вместимостью 250-350 мл отмеривают 100 мл испытуемой воды с температурой 200С. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха при 600С.
3.2.3. Определение запаха при температуре 600С.
В колбу отмеривают 100 мл испытуемой. Горлышко колбы закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50-600С.
Содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями.
Сдвигая стекло в сторону, быстро определяют характер и интенсивность запаха.
3.2.4. Интенсивность запаха определяют при 20 и 600С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы 2.
Таблица 2
| Интенсивность запаха | Характер проявления запаха | Оценка интенсивности запаха, балл |
| Нет | Запах не ощущается | 0 |
| Очень слабая | Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании | 1 |
| Слабая | Запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание | 2 |
| Заметная | Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде | 3 |
| Отчетливая | Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья | 4 |
| Очень сильная | Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению | 5 |
4. Органолептический метод определения вкуса
4.1. Органолептическим методом определяют характер и интенсивность вкуса и привкуса.
Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький.
Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами.
Проведение испытания.
Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т.д.)
Испытываемую воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживая 3-5 с.
Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 200С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы.
Таблица 3
| Интенсивность вкуса и привкуса | Характер вкуса и привкуса | Оценка интенсивности вкуса и привкуса, балл |
| Нет | Вкус и привкус не ощущаются | 0 |
| Очень слабая | Вкус и привкус не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании | 1 |
| Слабая | Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание | 2 |
| Заметная | Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде | 3 |
| Отчетливая | Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья | 4 |
| Очень сильная | Вкус и привкус настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению | 5 |
5. Фотометрический метод определения цветности
Цветность воды определяют фотометрически – путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды.
5.1. Построение градуировочного графика
Градуировочный график строится по шкале цветности. Полученные значения оптических плотностей и соответствующие им градусы цветности наносят на график.
Таблица 4
| Раствор №1, мл | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 18 | 12 | 14 |
| Раствор №2, мл | 100 | 99 | 98 | 97 | 96 | 95 | 94 | 92 | 90 | 88 | 85 |
| Градусы цветности | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
5.2. Проведение испытаний
В цилиндр Несслера отмеривают 100 мл профильтрованной через мембранный фильтр исследуемой воды и сравнивают со шкалой цветности, производят просмотр сверху на белом фоне. Если исследуемая проба воды имеет цветность выше 700С, то пробу следует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски исследуемой воды, сравниваемой с окраской шкалы цветности.
Полученный результат умножают на число, соответствующее величине разбавления.
При определении цветности с помощью электроколориметра используют кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см. Контрольной жидкостью служит дистиллированная вода, из которой удалены взвешенные вещества путем фильтрации через мембранные фильтры №4.
Оптическая плотность фильтрата исследуемой пробы воды измеряется в синей части спектра со светофильтром при λ – 413 нм.
Цветность определяют по градуировочному графику и выражают в градусах цветности.
6. Фотометрический метод определения мутности
6.1. Определение мутности производят не позднее, чем через 24 после отбора пробы.
Проба может быть законсервирована добавлением 2-4 мл хлороформа на 1 л воды.
Мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями.
6.2. Построение градуировочного графика.
Градуировочный график строят по стандартным рабочим суспензиям. Полученные значения оптических плотностей и соответствующие им концентрации стандартных суспензий (мг/л) наносят на график.
6.3. Проведение испытания
Перед проведением испытания во избежание ошибок производят калибровку фотоколориметров по жидким стандартным суспензиям мутности или по набору твердых стандартных суспензий мутности с известной оптической плотностью.
В кювету с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см вносят хорошо взболтанную испытуемую пробу, измеряют оптическую плотность в зеленой части спектра (λ – 530 нм. Контрольной жидкостью служит испытуемая вода, из которой удалены взвешенные вещества путем центрифугирования или фильтрования через мембранные фильтры №4 (обработанные кипячением).
Содержание мутности в мг/л определяют по градуировочному графику.
2.2.2 Метод определения общей жесткости
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает комплексонометрический метод определения общей жесткости.
2. Метод измерения
Метод на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния.
Определение проводят титрованием пробы трилоном Б при рН 10 в присутствии индикатора.
3. Методы отбора проб
Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 4979-49
Объем пробы воды для определения общей жесткости должен быть не менее 250 мл.
Если определение жесткости не может быть проведено в день отбора пробы, то отмеренный объем воды, разбавленный дистиллированной водой 1:1, допускается оставлять для определения до следующего дня.
Пробы воды, предназначенные для определения общей жесткости, не консервируют.
4. Проведение анализа
Определение общей жесткости воды мешают: медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние мешающих веществ устраняется в ходе анализа.
Точность определения при титровании 100 мл пробы составляет 0.ю05 мг·экв/л.
В коническую колбу вносят 100 мл отфильтрованной испытуемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 мл дистиллированной водой. При этом суммарное содержание ионов кальция и магния во взятом объеме воды не должно превышать 0,5 мг·экв. Затем прибавляют 5 мл буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромоген-черного с сухим хлористым натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05 н растром трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке (окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком).
Если на титрование было израсходовано больше 10 мл 0,05 н раствора трилона Б, то это указывает, что в отмеренном объеме воды суммарное содержание ионов кальция и магния больше 0,5 мг·экв. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 мл дистиллированной водой.
Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 мл раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание, как указано выше.
Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой и нечеткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влияние устраняется прибавлением к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов, 0,1 н раствора соляной кислоты в количестве необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 5 мин. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше.
5. Обработка результатов
Общую жесткость воды (Х) в мг·экв/л вычисляют по формуле:
где v – количество раствора трилона Б, израсходованного на титрование, мл;
К – поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б;
V – объем воды, взятый для определение, мл;
Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2 отн.% [26].
2.2.3 Метод определения содержания сухого остатка
1.Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает весовой метод определения содержания сухого остатка.
2. Метод измерения
Величина сухого остатка характеризует общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений.
3. Методы отбора проб
Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 4979-49.
Объем пробы воды для определения сухого остатка должен быть не менее 300 мл.
3. Проведение анализа
Определение сухого остатка без добавления соды (проводится в день отбора пробы).
250-500 мл профильтрованной воды выпаривают в предварительно высушенной до постоянной массы фарфоровой чашке. Выпаривание ведут на водяной бане с дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остатком помещают в термостат при 1100С и сушат до постоянной массы.
5. Обработка результатов
Сухой остаток (Х) в мг/л вычисляют по формуле:
где m - масса чашки с сухим остатком, мг;
m1 - масса пустой чашки, мг;
V – объем воды взятый для определения, мл.
Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышенные результаты вследствие гидролиза и гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами кальция и магния. Эти недостатки устраняются прибавлением к выпариваемой воде химически чистого карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия обладает кристаллизационной водой, но она полностью удаляется высушиванием сухого остатка при 150 – 1800С.
2.2.4 Метод определения общего железа
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает колориметрическим метод определения массовой концентрации общего железа с роданидом.
2. Методы отбора проб
Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 24481-80.
Объем пробы воды для определения содержания массовой концентрации железа должен быть не менее 200 см3.
Пробы воды, предназначенные для определения массовой концентрации общего железа, не консервируют.
1. Сущность метода
Метод основан на взаимодействии в сильнокислой среде окисного железа и роданида с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения роданового железа. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа. Чувствительность метода 0,05мг/л Fe.
2. Проведение анализа
Качественное определение с приближенной количественной оценкой.
В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды, вносят две капли концентрированной соляной кислоты и несколько кристаллов персульфата аммония и 0,2 мл роданида аммония или калия. После внесения каждого реактива содержимое пробирки перемешивают. Приближенно массовую концентрацию железа определяют в соответствии с таблицей 5.
Таблица 5
| Окрашивание при рассмотрении сбоку | Окрашивание при рассмотрении сверху вниз | Массовая концентрация елеза, мг/л |
| Окрашивания нет | Окрашивания нет | Менее 0,05 |
| Едва заметное желтовато-розовое | Чрезвычайно слабое желтовато-розовое | 0,1 |
| Очень слабое желтовато-розоватое | Слабое желтовато-розоватое | 0,25 |
| Слабое желтовато-розоватое | Светло-желтовато-розоватое | 0,5 |
| Светло-желтовато-розоватое | Желтовато-розовое | 1,0 |
| Сильное желтовато-розовое | Желтовато-красное | 2,0 |
| Светло-желтовато-красное | Ярко-красное | Более 2,0 |
Количественное определение.
В мерную колбу вместимостью 50 мл отбирают 50 мл тщательно перемешанной исследуемой воды или меньшим объемом, содержащей пробе не более 1,0 мг/дм железа и доводят объем до метки дистиллированной водой. Затем добавляют 1 мл соляной кислоты, несколько кристаллов персульфата аммония, перемешивают и добавляют 1 мл роданида калия. После перемешивают сразу же измеряют оптическую плотность на ФЭКе, применяя сине-зеленый светофильтр (λ=490-500 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2,3 или 5 см по отношению к дистиллированной воде, в которую добавлены те же реактивы.
Массовую концентрацию общего железа находят по калибровочному графику.
Для построения калибровочного графикав мерные колбы вместимостью 50 мл вносят 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; и 10 мл рабочего стандартного раствора железоаммонийных квасцов (в 1 мл 0,01 мг железа) и доводят дистиллированной водой до метки. Поучают серию растворов с массовой концентрацией железа 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; и 10 мг/дм3. К стандартным растворам и раствору сравнения прибавляют 1 мл соляной кислоты (плотностью 1,12 г/см3) несколько кристаллов персульфата аммония и перемешивают. Затем в раствор сравнения и стандартный раствор с массовой концентрацией железа 0,1 мг/см3 прибавляют по 1 мл раствора роданида калия, содержимое перемешивают и сразу же измеряют оптическую плотность в тех же условиях, что и исследуемой воды. Затем добавляют роданид калия в следующий стандартный раствор и опять определяют оптическую плотность и т.д.
По полученным данным строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию железа в мг/дм3, а по оси ординат – соответствующие значения оптической плотности.
3. Обработка результатов
Массовую концентрацию общего железа (Х) в мг/дм3 вычисляют по формуле:
где С – концентрация железа, найденная по калибровочному графику,
мг/дм3;
V – объем пробы, взятый для определения, мл.
За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 25%.
2.2.5 Метод определения содержание нитратов
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определения нитратов колориметрическим методом салициловокислым натрием.
2. Методы отбора проб
Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 4979-49.
Объем пробы воды для определения содержания нитратов не должен быть менее 200 мл.
Пробу отбирают проведения определения или ее консервируют, добавляя на 1 л исследуемой воды 2-4 мл хлороформа или 1 мл концентрированной серной кислоты.
3. Сущность метода
Метод основан на реакции нитратов с салициловокислым натрием в присутствии серной кислоты с образованием соли нитросалициловой кислоты, окрашенной в желтый цвет.
Чувствительность метода 0,1 мг/л нитратного азота.
4.Проведение анализа
Определению мешают цветность воды, влияние которой устраняется так же, как и в методе с фенолдисульфокислотой; хлориды в концентрации, превышающей 200 мг/л , удаляют добавлением раствора сернокислого серебра к 100 мл исследуемой воды в количестве ,эквивалентом содержанию хлор-иона. Осадок хлорида серебра отфильтровывают или отделяют центрифугированием; нитриты в концентрации 1-2 мг/л и железо в концентрации более 0,5 мг/л. Влияние железа может быть устранено добавлением 8-10 капель раствора калия-натрия виннокислого перед выпариванием воды в фарфоровой чашке.
10 мл исследуемой воды помещают фарфоровую чашку. Прибавляют 1 мл раствора салициловокислого натрия и выпаривают на водяной бане досуха. После охлаждения сухой остаток увлажняют 1 мл концентрированной серной кислоты, тщательно растирают его стеклянной палочкой и оставляют на 10 мин. Затем добавляют 5-10 мл дистиллированной воды и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл. Прибавляют 7 мл 10 н. раствора едкого натра, доводят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают. В течение 10 мин после прибавления едкого натра окраска не изменяется. Сравнение интенсивности окраски исследуемой пробы производят фотометрическим методом, измеряя оптическую плотность раствора с фиолетовым светофильтром в кюветах с толщиной рабочего слоя 1-5 см. Из найденных величин оптической плотности вычитывают оптическую плотность нулевой пробы и по калибровочному графику находят содержание нитратов.
5. Построение калибровочного графика
Для приготовления стандартных растворов в колориметрические пробирки с отметкой на 10 мл отбирают 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; и 10 мл рабочего стандартного раствора азотнокислого калия (1 мл- 0,01 мг N) и доводят дистиллированной водой до отметки. Содержание нитратного азота в растворах соответственно равно 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; и 10 мг/л. Затем растворы переносят в фарфоровые чашки, прибавляют по 1 мл раствора салициловокислого натрия и выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток обрабатывают так же, как описано при анализе пробы исследуемой воды. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют при помощи электрофотокалориметра, используя фиолетовый фильтр и кюветы с толщиной рабочего слоя 1-5 см. Из полученных величин вычитают оптическую плотность нулевой пробы и результаты наносят на график.
6. Обработка результатов
Содержание нитратов (Х) в мг/л вычисляют по формуле в пересчете на нитратный азот Х=С,
где С – содержание нитратов, найденное по графику, мг/л.
2.2.6 Методика определения массовой концентрации сероводорода и сульфидов в водах
1. Назначение и область применения методики
Настоящий руководящий документ устанавливает фотометрическую методику выполнения измерений массовой концентрации сероводорода и растворимых в воде или в кислоте сульфидов в сумме (в пересчете на сероводород) в пробах природных и очищенных сточных вод любой минерализации в диапазоне 2 - 4000 мкг/дм3. При анализе проб воды с массовой концентрацией сероводорода и сульфидов, превышающей 4000 мкг/дм3, необходимо соответствующее разбавление пробы дистиллированной водой.
2. Нормы погрешности и значения характеристик погрешности измерения
В соответствии с ГОСТ 27384 нормы погрешности при выполнении измерений сероводорода и сульфидов в природных водах в диапазоне массовых концентраций 25-50 мкг/дм3 составляет ±50%, свыше 50 – 100 мкг/дм3 - ±25%, свыше 100 мкг/дм3 - ±10%. При выполнении измерений в сточных водах нормы погрешности составляют ±25% в диапазоне массовых концентраций 50-500 мкг/дм3 и ±10% свыше 500 мкг/дм3.
Установленные для настоящей методики значения характеристик погрешности и ее составляющих приведены в таблице 4.
При выполнении измерений сероводорода и сульфидов в пробах с массовой концентрацией свыше 4000 мкг/дм3 после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины Δ · n, где Δ - погрешность измерения концентрации сульфидов в разбавленной пробе; n – степень разбавления.
Таблица 6
Значения характеристик погрешности и ее составляющих (Р=0,95)
|
Диапазон измеряемых концентраций сероводорода и сульфидов С, мкг/дм3 |
Характеристика случайной составляющей погрешности, δ(Δ), мкг/дм3 |
Характеристика погрешности, Δ, мкг/дм3 |
| Экстракционно-фотометрическое определение | ||
| 2,0-80,0 | 0,4+0,04 С | 0,9+0,07 С |
| Фотометрическое определение | ||
| 50-4000 | 5+0,02 С | 10+0,04 С |
Определение основано на способности сероводорода образовывать в кислой среде с продуктами окисления N,N-диметил-n-фенилендиамина солью железа(Ш) метиленовую синь, интенсивность окраски которой пропорциональна содержанию сульфидов и сероводорода. При содержании сульфидов более 50 мкг/дм3 проводят измерение интенсивности окраски в водном растворе, при меньшей при меньшей концентрации проводят экстракционное концентрирование окрашенного соединения хлороформом в присутствии лаурилсульфата натрия. Измерение интенсивности окраски проводят на фотоэлектроколориметре ( λmax в водном растворе 667 нм, в экстракте 656 нм).
Определению сероводорода и сульфидов с N,N-диметил-n-фенилендиамином мешают взвешенные вещества. Их устраняют соосаждением с гидроксидом алюминия, при этом, однако, теряется и часть сульфидов, нерастворимых в воде, но растворимых в сильнокислой среде.
Мешающее влияние на определение сероводорода могут оказать сульфиты и гипосульфиты при концентрации более 10 мкг/дм3, практически не встречающейся в природных и очищенных сточных водах.
В присутствии значительного количества сульфида метиленовая синь не образуется, а выпадает белый осадок, представляющий собой элементарную серу. В этом случае пробу разбавляют в 10 и более раз.
4. Средства измерений
Определение сероводорода проводили на фотокалориметре типа КФК-2.
5. Отбор, предварительная обработка и хранение проб
Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05. Вследствие неустойчивости сероводорода отбор аликвоты водной пробы для его определения производят на водном объекте, сразу после отбора пробы для определения кислорода, и немедленно проводят предварительную обработку пробы.
Если в анализируемой воде визуально заметно присутствие взвешенных веществ, то объем пробы должен быть не менее 1 дм3. В склянку с притертой пробкой вместимостью 1 дм3 на месте отбора пробы наливают анализируемую воду посредством сифона, опущенного до дна склянки так, чтобы первая порция воды вылилась из склянки. Добавляют 5 см3 20% раствора хлорида (или сульфата) алюминия и 3 см3 раствора гидроксида натрия с концентрацией 4 моль/дм3. Склянку закрывают пробкой, встряхивают и дают отстояться в течение 20-30 мин. Затем с помощью сифона отбирают из середины склянки прозрачную воду в калиброванную склянку вместимостью 500 см3 с притертой пробкой или завинчивающейся пробкой с плотным полиэтиленовым вкладышем. Далее проводят фиксацию или консервацию пробы как описано ниже.
Если анализируемая вода визуально прозрачна, ее помещают непосредственно в калиброванную склянку с помощью сифона. Склянку заполняют водой доверху и дают возможность первым порциям воды вылиться из склянки, поднимая при этом трубку сифона. Пробу немедленно закрывают пробкой.
Для предотвращения окисления сероводорода и сульфидов сразу после отбора пробы или после осаждения взвешенных веществ проводят их фиксацию, добавляя в склянку 5 см3 раствора ДМФДА и 5 см3 раствора хлорида железа(Ш). Дальнейшая обработка пробы и определение сероводорода и сульфидов могут быть выполнены в лаборатории не позднее, чем через 3 сут. Пробы с зафиксированным сероводородом хранят в темноте.
При необходимости более длительного хранения (до 14 сут) пробу консервируют. Для этого в склянку с анализируемой водой добавляют 0,3 см3 раствора гидроксида натрия с концентрацией 4 моль/дм3 и доводят рН до 9-10 по универсальной индикаторной бумаге, добавляя по каплям этот же раствор, а затем приливают 5 см3 10 % раствора ацетата кадмия.
Если проводится фиксация проб растворами ДМФДА и хлорида железа, то одновременно следует зафиксировать холостой опыт. Для этого в склянку вместимостью 500 см3 наливают дистиллированную воду и обрабатывают ее так же, как и анализируемую воду.
При добавлении всех реактивов в пробы пипетку с раствором опускают до середины склянки и поднимают по мере вытекания раствора.
6. Подготовка к выполнению измерений
6.1. Определение точной концентрации растворов тиосульфата натрия и иода
6.1.1 Раствор тиосульфата натрия
В коническую колбу вместимостью 250 см3 наливают 70-80 см3 дистиллированной воды, добавляют пипеткой 10 см3 раствора дихромата калия с концентрацией 0,0200 моль/дм3 эквивалента, всыпают 1 г сухого KI и добавляют 10 см3 соляной кислоты (2:1). Колбу закрывают пробкой и ставят в тёмное место. Через 5 мин титруют выделившийся иод раствором тиосульфата натрия до бледно-жёлтой окраски. Затем добавляют 1 см3 раствора крахмала и продолжают титрование по каплям до обесцвечивания раствора. Определение повторяют и при отсутствии расхождения в объёмах титранта более 0,05 см3 за результат определения берут среднее арифметическое. Концентрацию раствора тиосульфата определяют по формуле:
где Сt - концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3 эквивалента;
Vt - объём раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, см3;
Сд - концентрация раствора дихромата калия, моль/дм3 эквивалента;
Vд - объём раствора дихромата калия, см3.
6.1.2. Раствор иода
В коническую колбу вместимостью 250 см3 наливают 70-80 см3 дистиллированной воды, добавляют пипеткой 10 см3 раствора иода, 10 см3 раствора соляной кислоты (2:1) и титруют тиосульфатом натрия до бледно-жёлтой окраски. Затем добавляют 1 см3 раствора крахмала и титруют по каплям до обесцвечивания раствора. Титрование повторяют ещё 1-2 раза и из полученных отсчётов, различающихся не более чем на 0,05 см3 берут среднее. Концентрацию раствора иода определяют по формуле:
где Си - концентрация раствора иода, моль/дм3 эквивалента;
Vи - объём раствора иода, см3;
Ст - концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3 эквивалента;
YT - объём раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование , см3.
6.2. Приготовление градуировочных растворов
Градуировочные растворы, аттестованные по процедуре приготовления, готовят из судьфида натрия в соответствии с 6.3.1-6.3.3.
Для всех градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления, не превышают 2,5% относительно приписанного значения массовой концентрации сероводорода.
6.2.1. Основной раствор сульфида натрия
0,1-0,2 г Na2S·9H20, предварительно ополоснутого водой для удаления следов сульфатов с поверхности кристаллов и отжатого фильтровальной бумагой, растворяют в 25 см3 дистиллированной воды, в которую добавлена щелочь до рН 9-10, добавляют 25 см3 глицерина и тщательно перемешивают. Точную концентрацию сульфида в полученном растворе определяют иодометрически. Для этого в колбу с притёртой пробкой вместимостью 250 см3 наливают 60-70 см3 воды, добавляют пипеткой 25 см3 раствора иода, 10 см3 соляной кислоты (2:1) и 5 см3 основного раствора сульфида натрия. Колбу закрывают пробкой, перемешивают и помещают в темное место. Через 5 мин оттитровывают избыток иода раствором тиосульфата натрия до бледно-жёлтой окраски. Затем добавляют 1 см3 раствора крахмала и продолжают титрование по каплям до обесцвечивания раствора. Если после добавления основного раствора сульфида натрия иод обесцветился, следует повторить определение с меньшим количеством раствора сульфида.
Массовую концентрацию сульфида в пересчете на сероводород находят по формуле:
где Сс - массовая концентрация сульфида натрия в пересчете на
H2S, миг /см3-,
Си - концентрация раствора иода, моль/дм3 эквивалента;
Vи - объем добавленного раствора иода, см3;
Ст - концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3 эквивалента;
VT - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на
титрование избытка раствора, иода, см3;
Vc - объем раствора сульфида натрия, см3; Хранят раствор в холодильнике не более 3 дней.
6.2.3. Рабочий раствор сульфида натрия с концентрацией по сероводороду 100 мкг/см3.
Рассчитывают объем основного раствора сульфида натрия, который необходимо разбавить до 100 см3, чтобы получить раствор с концентрацией 100 мкг/см3 по формуле:
где Vc - объем основного раствора, см3;
Сс - концентрация основного раствора, мкг/см3.
В мерную колбу вместимостью 100 см3 наливают 50-70 см3 дистиллированной воды с рН 9-10, приливают рассчитанный объем основного раствора сульфида натрия, опуская пипетку до уровня воды в колбе, доводят объем раствора в колбе до метки и перемешивают. Рабочий раствор сульфида натрия следует готовить непосредственно перед использованием; раствор устойчив не более 3 ч,
6.2.3. Рабочий раствор сульфида натрия с концентрацией по сероводороду 10 мкг/см3
Рассчитывают объем основного раствора сульфида натрия, который необходимо разбавить до 100 см3, чтобы получить раствор с концентрацией 10 мкг/см3 по формуле:
где Vc - объем основного раствора, см3;
Сс - концентрация основного раствора, мкг/см3.
В мерную колбу вместимостью 100 см3 наливают 50-70 см3 дистиллированной воды с рН 9-10, приливают рассчитанный объем основного раствора сульфида натрия, опуская пипетку до уровня воды в колбе, доводят объем раствора в мерной колбе до 100 см3 и перемешивают.
Раствор готовят непосредственно перед использованием; он устойчив не более 1ч.
6.3 Установление градуировочных зависимостей
В мерные колбы с притертыми пробками вместимостью 500 см3 наливают приблизительно 400 см3 дистиллированной воды с рН 9-10, затем поочередно пипетками вводят 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 см3 рабочего раствора сульфида натрия с концентрацией 10 мкг/см3 и 0,4; 0,3; 1,2; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; 8,0 см3 рабочего раствора сульфида натрия с концентрацией 100 мкг/см3. При этом пипетки опускают до уровня воды в колбе (но не погружая в нее). Щелочной дистиллированной водой доводят объем растворов до метки, закрывают пробкой, и перемешивают несколько раз, переворачивая колбу вверх-вниз (не встряхивая). Концентрация сероводорода в пробах составит соответственно 0; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 80; 160; 240; 320; 400; 600; 800; 1200; 1600 мкг/дм3.
В каждую колбу сразу после добавления сульфида, доведения объема раствора до метки и перемешивания вводят 5 см3 раствора ДМФДА и 5 см3 раствора хлорида железа(Ш), погружая пипетки в раствор сульфида и поднимая вверх по мере вытекания растворов. Затем колбу закрывают пробкой, тщательно перемешивают, помещают в темноту и приступают к приготовлению следующего раствора.
Растворы с концентрацией сероводорода 0-80 мкг/дм3 не ранее, чем через 30 мин после добавления реактивов, переносят в делительные воронки вместимостью 0,75-1,0 дм3 и далее проводят определение, как описано в 7.2.
Оптическую плотность растворов с концентрацией сероводорода 5-30 мкг/дм3 измеряют в кюветах с толщиной слоя 2 см, оптическую плотность растворов с концентрацией 20-80 мкг/дм3 - в кюветах с толщиной 1 см. Оптическую плотность холостого раствора измеряют в обеих кюветах.
Оптическую плотность водных растворов с концентрацией сероводорода 80-400 мкг/дм3 не ранее чем через 30 мин после добавления реактивов измеряют в кюветах с толщиной слоя 5 см. Оптическую плотность растворов с концентрацией 400 - 1600 мкг/дм3 измеряют в кюветах толщиной слоя 1 см. Оптическую плотность холостого измеряют в обеих кюветах.
Градуировочные зависимости строят в координатах: концентрация сероводорода, мкг/дм3 - оптическая плотность графически или расчитывают методом наименьших квадратов.
Проверку градуировочных зависимостей проводят не реже одного раза в 3 мес. и обязательно при приготовлении нового раствора ДМФДА. Для каждого прибора устанавливают свою градуировочную зависимость.
6.4. Калибровка склянок для выполнения измерений сероводорода и сульфидов
Подбирают реактивные склянки вместимостью около 500 см3, объемы которых отличаются не более чем на 50 см3. Затем каждую склянку наполняют водой под пробку без пузырьков воздуха, количественно переливают воду в сухой мерный цилиндр и измеряют объем. Повторяют процедуру 2 раза и среднее из полученных значений принимают за объем склянки.
7. Выполнение измерений
7.1. Подготовка законсервированных проб к выполнению измерений сероводорода и сульфидов
Если на месте отбора пробы проведено консервирование сероводорода ацетатом кадмия, то в лаборатории в пробу вводят 5 см3 ДМФДА и 5 см3 раствора хлорида железа, погружая пипетки до половины склянки и поднимая их вверх по мере вытекания растворов. После введения реактивов склянку закрывают пробкой, тщательно перемешивают и помещают в темное место. Через 30 мин проводят определение сероводорода. Одновременно выполняют холостой опыт, используя 500 см3 дистиллированной воды.
7.2 Выполнение измерений сероводорода и сульфидов
Если анализируемая вода после фиксирования сероводорода растворами ДМФДА и хлорида железа визуально не окрашена, содержимое склянки переносят в делительную воронку вместимостью 0,7-1,0 дм3, добавляют 3 см3 0,1 % раствора лаурилсульфата, встряхивают 10 раз и оставляют стоять 10 мин. Затем добавляют 7 см3 хлороформа и экстрагируют метиленовую синь в течение 2 мин. После расслоения фаз экстракт фильтруют через бумажный фильтр (или комочек ваты), смоченный хлороформом, в градуированную пробирку вместимостью 10 см3. Затем проводят повторную экстракцию 5 см3 хлороформа в течение 2 мин. Объединенный экстракт разбавляют хлороформом до 10 см3 и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре (X = 656 нм) в кюветах с .толщиной слоя 2 или 1 см в зависимости от интенсивности окраски не позднее, чем через 1 ч.
Если анализируемая вода с зафиксированным сероводородом имеет голубую окраску, то проводят прямое фотометрическое определение сероводорода, измеряя оптическую плотность водного раствора на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре (λ = 667 нм) в кюветах с толщиной слоя 5 или 1 см в зависимости от интенсивности окраски.
Оптическую плотность холостого опыта вычитают из оптической плотности проб.
Если в кюветах с толщиной слоя 5 см оптическая плотность водных растворов с зафиксированным сероводородом меньше оптической плотности, соответствующей концентрации сероводорода 80 мкг/дм3, то пробу полностью следует перенести в делительную воронку и провести экстракционно-фотометрическое определение сероводорода, как описано выше.
В том случае, когда оптическая плотность водного раствора, измеренная в кюветах с толщиной слоя 1 см, выходит за пределы градуировочной зависимости, следует разбавить окрашенный раствор и повторить измерение. Для этого отбирают 20 см3 раствора, помещают его в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Аналогично разбавляют холостую пробу.
Если и после этого оптическая плотность пробы выходит за пределы зависимости, либо когда при добавлении реактивов образуется не синяя, а синевато-фиолетовая (фиолетовая) окраска или появляется желтовато-белый осадок (муть) серы, при наличии анализируемой воды следует провести повторное определение, предварительно разбавив исходную пробу. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 50 - 70 см3 воды с рН 9-10, пипеткой добавляют 1-10 см3 анализируемой воды, доводят объем раствора в колбе до метки и перемешивают, переворачивая колбу вверх-вниз. Затем добавляют по 1 см3 растворов ДМПФА и хлорида железа и вновь перемешивают. Через 30 мин измеряют оптическую плотность водного раствора.
8. Вычисление результатов измерений
Если проводилось измерение оптической плотности водного раствора, то массовую концентрацию сероводорода и сульфидов в анализируемой пробе воды находят по соответствующей градуировочной зависимости. При разбавлении пробы вводят соответствующую поправку.
При использовании экстракционного варианта массовую концентрацию сероводорода и сульфидов рассчитывают по формуле:
где Сх - массовая концентрация сероводорода и сульфидов в анализируемой пробе воды, мкг/дм3;
С - концентрация сероводорода и сульфидов, найденная по градуировочной зависимости, мкг/дм3;
V - вместимость калиброванной склянки, см3 .
Результат измерения сероводорода и сульфидов в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
Сх ± Δ, мкг/дм3 (Р = 0,95),
где Δ – характеристика погрешности измерения для данной массовой концентрации сероводорода и сульфидов (таблица )
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности [27].
2.2.7 Методы определения массовой концентрации фторидов
1. Назначение и область применения
Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определения фторидов:
фотометрический метод с лантанализаринкомплексоном в водной среде – вариант А (предел обнаружения с доверительной вероятностью Р=0,95 равен 0,04 мг/дм3 при объеме пробы 25 см3, диапазон измеряемых концентраций 0,05-1,0 мг/дм3);
фотометрический метод с лантанализаринкомплексоном в водно-ацетоновой среде – вариант Б (предел обнаружения с доверительной вероятностью Р=0,95 равен 0,02 мг/дм3 при объеме пробы 25 см3, диапазон измеряемых концентраций 0,04-0,60 мг/дм3);
2. Метод измерения
Метод основан на способности фторид-иона образовывать растворимый в воде тройной комплекс сирено-синего цвета, в состав которого входит лантан, ализарин-комплексон и фторид. Интенсивность окраски раствора фотометрируют при длине волны (λ= 600 ±10) нм.
Определению фторида сильно мешают алюминий и железо, связывая его в комплекс и занижая результаты. Допустимая массовая концентрация алюминия не выше 0,2 мг/дм3, железа – не выше 0,7 мг/дм3.
3. Метод отбора проб
Отбор проб – по ГОСТ 24481.
Объем пробы воды для двух параллельных определений должен быть не менее 100 см3.
Пробы отбирают в полиэтиленовую посуду и не консервируют. Хранят в холодильнике и анализируют не позднее чем через 3 суток.
4. Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью 50 см3 помещают 0; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 см3 рабочего градуировочного раствора фтористого натрия, что соответствует 0; 2; 5; 10; 15; 20 и 25 мкг фторид-иона или в расчете на 25 см3 анализируемой пробы 0; 0,08; 0,20; 0,4 0,60; О80; 1,0_мг/дм3 фторида. Добавляют в каждую колбу приблизительно 20 см3 дистиллированной воды, перемешивают и затем приливают последовательно по 6,5 см3 раствора ализарин-комплексона, 1,5 см3 ацетатного буферного раствора и 5,0 см3 раствора азотно-кислого лантана. Растворы перемешивают, доводят дистиллированной водой до метки, вновь перемешивают и оставляют стоять в течение 1 ч в темном месте. После этого измеряют оптические, плотности растворов, содержащих фторид, относительно нулевого раствора (раствор с концентрацией фторида, равной нулю) в кювете с расстоянием между рабочими гранями 50 мм при длине волны (λ= 600±10) нм).
Определение повторяют еще два-три раза и вычисляют средние значения оптической плотности для каждого раствора. По полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотности растворов от концентрации фторида в мг/дм3 или рассчитывают уравнение регрессии.
Построение графика повторяют для каждой новой партии реактивов и не реже одного раза в месяц.
5. Проведение анализа
5.1. В мерную колбу вместимостью 50 см"' помещают 25,0 -J} анализируемой воды (если массовая концентрация фторидов больше 1,0 мг/дм3, то на анализ берут 10,0 см3 или меньший объем), приливают последовательно 6,5 см3 раствора ализаринкомплексона, 1,5 см3 ацетатного буферного раствора, 5,0 см3 раствора лантана и доводят объем до метки дистиллированной водой. Смесь тщательно перемешивают, выдерживают в течение 1 ч в темпом месте и далее измеряют оптическую плотность относительно нулевого раствора. По градуировочному графику или по уравнению регрессии находят массовую концентрацию фторидов в воде в мг/дм3.
5.2. В мерную колбу вместимостью 50 см3 помещают 25,0 см3 анализируемой воды (если массовая концентрация фторидов больше 1,0 мг/дм3, то берут 10,0 см3 или меньший объем), вводят градуировочную пробу с заранее известней концентрацией фторидов (добавку). Значение концентрации добавки в полученном растворе должно находиться в том же диапазоне, что и концентрация фторидов, определенная по п. 1.4.1. Определение массовой концентрации фторидов в анализируемой пробе с введенной в нее добавкой проводят по п. 1.4.1.
6. Обработка результатов
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
Концентрацию фторидов в добавке (с), мг/дм3, вычисляют Δпо формуле
С=С2-С1
где с1 — концентрация фторидов в анализируемой пробе, мг/дм3; с2 — концентрация фторидов в анализируемой пробе с введенной добавкой, мг/дм3.
Погрешность определения (А) в процентах вычисляют по формуле
где с—среднее арифметическое результатов двух параллельных определений концентрации фторидов в добавке, мг/дм ; с0—действительная концентрация фторидов в введенной добавке, мг/дм3.
Результат считают удовлетворительным, если найденное значение погрешности не превышает 25—30% с Р=0,95 при массовой концентрации фторидов 0,05—0,15 мг/дм3 и 7% при концентрации 0,2 мг/дм3 и более [28].
2.2.8 Определение йода в воде
1. Область применения
Методические указания по контролю йода в воде предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий, лабораторий научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля йода в водных объектах (питьевой, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.) и оценки соответствия уровня его содержания гигиеническому нормативу.
2. Общие положения
Йод широко распространен в природе. В незначительных количествах он находится повсюду: в морской воде, земной коре, растительных и животных организмах. Соединения йода содержатся в некоторых сточных водах химической и фармацевтической промышленности. В природных водах йод содержится преимущественно в виде йодидов. Йод относится к важнейшим биогенным элементам, необходимым для нормального функционирования организма человека, однако в повышенных концентрациях он представляет опасность для здоровья. В природных водах и в процессе водоподготовки содержание йода может колебаться пределах от 0,005 до 1 м г/дм3. В связи с этим особую актуальность приобретает контроль йода в воде на уровне гигиенического норматива.
Существующая фотометрическая методика определения из-за недостаточной чувствительности не позволяет контролировать содержание йода в воде на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК 0,125 мг/дмЗ). Существенным недостатком йодометрической методики является отсутствие метрологической аттестации.
Настоящие методические указания дают возможность устанавливать количественный титриметрический анализ водных объектов для определения в них содержания йода в диапазоне концентраций 0,01— 1 мг/дм3. Метод метрологически аттестован и обеспечивает определение йода с пределом обнаружения 0,08 ПДК.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТов Р 8.5б3—9б, 1 7.0.0.02—79.
Методические указания одобрены и рекомендованы секцией по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды».
З. Физико-химические свойства, токсикологическая характеристика и гигиенические нормативы
I2. Молекулярная масса — 253,84
Йод — твердое кристаллическое вещество с резким запахом. Температура плавления — 113,7°С, температура кипения — 182,8°С, плотность 4,93 г/см3. Растворяется в хлороформе, сероуглероде, спирте, эфире, четыреххлористом углероде. В воде мало растворим (0,028 г на I00г при 200С).
Йод обладает раздражающим действием. Предельно допустимая концентрация в воде (ПДК) — 0,125 мг/дм3.
4. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью не превышающей 30 %, при доверительной вероятности 0,95.
5. Метод измерений
Измерение концентрации йода основано на окислении йодидов до йодатов в кислой среде бромной водой с восстановлением последних до свободного йода по формуле:
I-+ 3Br2 + H2O → IO3- + 6H+ + 6Br-;
KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O;
I2 + 2Na2S2O4 = Na2S4O6 + 2NaI
Количественное определение проводят йодометрическим титрованием. Нижний предел измерения йода в анализируемой пробе 10 мкг. Определению не мешают другие галогены
6. Условия выполнения измерений
При выполнении измерений согласно ГОСТу 15150—69 соблюдают следующие условия:
• процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 ±5 °С), атмосферном давлении (630—800 мм рт. ст.) и влажности воздуха не более 80 % при 250С.
В комнате, где ведется определение йода, не должно быть никаких йодсодержащих препаратов.
Все применяемые реактивы в дистиллированная вода должны быть очищены от йода.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы:
приготовление растворов, отбор проб.
Все растворы готовятся на безйодной дистиллированной воде.
Пробы воды объемом 0,5—б дм3 отбирают в емкость из темного стекла в соответствии с ГОСТами Р 51592—2000, ГОСТ Р 51593—2000. Пробы хранят при охлаждении до 2—5 °С. Анализ — в день отбора проб.
8. Выполнение измерений
8.1. Кон центрирование пробы и экстракция йодида из воды
При анализе 1 л пробы определяют содержание йодидов, начиная с 0.01 мг/дм3. Пробы с более низким содержанием йодидов предварительно концентрируют упариванием. Для определения отбирают такой объем пробы, чтобы содержание в нем йода было в пределах 0,0 1—1 мг. В термостойкий стакан помещают пробу исследуемой воды, прибавляют 10 капель 1%-ного раствора фенолфталеина и раствор К2СОЗ до ярко красного окрашивания, не исчезающего при помешивании. Пробу выпаривают на электрической или газовой плите до объема 30О—-400 см3 (при объеме пробы менее 0,5 дмЗ выпаривание производить в фарфоровой чашке №З на водяной бане). Затем пробу переносят в фарфоровую чашку №3, упаривают до сухого осадка на водяной бане, просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи при температуре до 450°С. Во избежание потери йода нужно следить, чтобы температура электропечи была не выше 500°С. Прокаливание продолжают до полного обугливания органического вещества, не добиваясь его окончательного сгорания (остаток может быть серым). Прокаленный остаток увлажняют водой, приготовленной в соответствии с п. 7 (3—4 капли) и растирают стеклянной палочкой до однородной массы. Если остаток жесткий, прибавляют по каплям К2СОЗ и растирают до получения мягкой массы. Потом прибавляют 8—10 см3 спирта, приготовленного в соответствии с п.7 тщательно размешивают и декантируют экстракт в другую чашку меньшего размера (№2). Если остаток мучнистый и не отстаивается, прибавляют концентрированный раствор К2СО3 при помешивании стеклянной палочкой до тех пор, пока осадок полностью не свернется. Экстрагирование повторяют с новой порцией спирта (8—10 см3) После этого к остатку прибавляют 2—З капли концентрированного раствора К2СО3, высушивают на водяной бане, потом в сушильном шкафу и опять прокаливают в электропечи, увлажняют водой и снова дважды экстрагируют. Спиртовые экстракты объединяют. Таким образом, экстрагирование йода из сухого остатка производится в 2 приема после прокаливания с предварительным прибавлением К2СО3. Общий объем экстракта составляет 40 см3.
Полученный экстракт выпаривают на водяной бане, прибавив 2 капли концентрированного раствора К2СО3. После этого чашку просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи. Так как в экстракте минеральных веществ мало, в этих условиях происходит быстрое и полное сгорание всего органического вещества. После охлаждения чашки добавляют 3—4 капли дистиллированной воды и опять экстрагируют небольшими порциями спирта (10 см3). Экстракт осторожно выпаривают на водяной, не сильно нагретой бане с таким расчетом, чтобы спирт в чашке не закипел.
Внимание: Сухой остаток в чашке должен быть бесцветным, в противном случае его смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 1-2 капли К2СО3, сушат и прокаливают снова, но уже не подвергая экстрагированию спиртом.
8.2. Перевод йодида калия в йодат и выделение свободного йода
Бесцветный остаток растворяют в 1—1,5 см3 дистиллированной воды и фильтруют через воронку в коническую колбу емкостью около 25 см3. Объем фильтрата вместе с промывными водами должен составлять около 4 смЗ. К фильтрату добавляют 2 капли раствора метилового оранжевого, осторожно титруют 5 % раствором серной кислоты и добавляют еще 2 см3 титранта. Затем порциями по 20 - 25 капель приливают бромную воду до окрашивания раствора в желтый цвет, обусловленного избытком бромной воды, и ставят на заранее сильно разогретую песочную баню (100 °С). Для равномерного кипения к раствору прибавляют на кончике ножа щепотку талька. После того, как раствор закипит, продолжают кипячение ровно 5 минут. Охлаждают колбу с раствором под краном с холодной водой до температуры 25 °С. Для восстановления брома в колбу добавляют 2—З капли муравьиной кислоты и осторожно взбалтывают, содержимое испытывают на бром по запаху через 2 минуты. Добавляют каплю раствора метилового красного. Обесцвечивание индикатора свидетельствует о присутствии брома, в таком случае добавляют 1 каплю муравьиной кислоты. Если бледно-розовое окрашивание раствора не исчезает, прибавляют несколько крупинок йодистого калия, 2 капли 1%-ного раствора крахмала и спустя 5 минут титруют 0,00IН раствором тиосульфата до слабо-розового окрашивания.
9. Вычисление результатов измерений
Концентрацию йода в воде (мкг/дм3) определяют по формуле:
С=1/6 • V • Т •g мкг/дм3
где V— объем 0,00 1 Н раствора тиосульфата натрия, см3 ;
Т— титр 0,001 Н раствора йодата, выраженный мкг, равный 127;
1/6 — количество йода из КIО3 при титровании (см. уравнение реакции);
g — объем исследуемой пробы, дм3.
Для пробы объемом 1 дм3 концентрацию йода вычисляют по формуле:
С= V • 21,15 мкг/дм3
При объеме пробы З дм3 — С = V • 7,05 мкг/дмЗ
За окончательный результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных измерений, выполняемое до первого десятичного знака. Вычисляют среднее значение концентрации йода в воде:
Ĉ = 0,5(∑ Сi) i=1
Рассчитывают относительную разницу результатов двух параллельных измерений одной пробы:
│С1 —С2│ ≤ 0,01 • d • Ĉ,
где
d— оперативный контроль сходимости, 22% [29].
Работа лаборатории по метрологическому обеспечению контроля за качеством питьевой воды проводится согласно приказам Госсанэпиднадзора России от 07.09.93 № 104 и от 27.06.96 № 100, ГОСТ Р 51000.3.
Метрологическое обеспечение является одним из условий технической компетентности лаборатории. Показателем технической компетентности служит получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей величин, установленных ГОСТ 27384-87. Этот критерий обеспечивается при выполнении следующих условий:
ü испытательная лаборатория центра госсанэпиднадзора в г.Нальчике аккредитована на техническую компетентность и независимость до 26 декабря 2006 года;
ü отобранная на анализ проба воды в момент отбора и в пункте отбора с возможной полнотой представляет контролируемый поток;
ü определение состава воды выполняется аттестованными методиками с учетом диапазона ожидаемых концентраций определяемого вещества и с заданной точностью;
ü определение выполняется специалистами надлежащей квалификации;
ü внешние условия в лаборатории (температура, освещенность, влажность, вибрация) отвечают установленным требованиям;
ü в лаборатории существует система внутреннего оперативного контроля качества результатов;
ü лаборатория периодически участвует во внешних сличительных проверках, проводимых центральным органом по аккредитации;
ü в лаборатории имеется постоянно обновляемая база нормативной документации, методические государственные стандарты «Вода питьевая», ГОСТы на все применяемые реактивы, лабораторное стекло, на приготовление растворов и реактивов, а также документы методического и организационно-установочного характера.
При выполнении работ по стандартизации и метрологическому обеспечению исследований в лаборатории соблюдаются все требования по правилам отбора, консервации, хранения и транспортировки проб; приготовление точных растворов, установление и проверка титров, соблюдение сроков и правил хранения; ведение документации по проведению исследований.
Для проведения лабораторных исследований качества питьевой воды допускаются метрологически аттестованные методики, утвержденные Госстандартом России или Минздравом России [30].
С целью получения объективной информации о качестве или безопасности контролируемого объекта в процессе эксплуатации, проводится оценивание соответствия качества воды нормативным гигиеническим требованиям. Основным критерием такой оценки является результат испытаний (), который выдается в виде
± D, D= ,
где: D - абсолютная погрешность результата испытаний
- относительная погрешность измерений.
Объект контроля признается качественным или безопасным если результат испытаний не более (не менее) норматива качества (безопасности), т.е. ПДК.
Результат испытаний и норматив качества (безопасности) в этом случае являются значимо различимыми. Алгоритм значимого различия двух величин, одну из которых задают в виде номинального значения (ПДК), а другую () получают с погрешностью (D), представляет собой следующие соотношения:
+ D≤ ПДК – для случая «не более»,
– D≥ ПДК – для случая «не менее».
Результат испытаний признается достоверным, если погрешность методики испытаний (МИ) DМИ удовлетворяет следующим соотношениям:
DМИ ≤ Dн
D ≤ DМИ,
где: Dн – норма погрешности результата испытаний.
Необходимыми и достаточными условиями выполнения соотношения D ≤ DМИ является выполнение следующих соотношений:
I. В условиях сходимости результатов параллельных испытаний Х1 и Х2
| Х1 - Х2| ≤ d,
где: Х1 и Х2 – результаты параллельных испытаний,
d – норматив сходимости результатов параллельных испытаний.
1. Определенный контроль сходимости проводят, если методика предусматривает проведение параллельных определений.
2. Внутренний оперативный контроль (ВОК) сходимости результатов анализа проводят при получении каждого результата предусматривающего проведение параллельных определений [5].
Пример : При определении хлоридов в питьевой воде
Х1 = 36,0 мг/л, Х2 = 37,0 мг/л, = 36,5 мг/л.
По таблице норматив сходимости результатов параллельных испытаний для данного метода d = 1,4 мг/л. В данном случае соотношение | Х1 - Х2| ≤ d соблюдается, т.е.
| 36,0 – 37,0| ≤ 1,4
1,0мг/л < 1,4мг/л,
таким образом результат испытаний питьевой воды при определении концентрации хлоридов = 36,5мг/л являются в условиях сходимости качественными. В протокол испытаний результат испытаний вносится в следующем виде:
+ D= 36,5мг/л + 1,4мг/л = 37,9 мг/л,
где D- абсолютная погрешность метода.
Если по таблице норматив сходимости результатов параллельных испытаний нет значения для d , то его можно рассчитать по следующей формуле :
d= .
Абсолютную погрешность метода D,т.е. ошибку метода можно рассчитать по формуле:
D = ,
где:- относительная погрешность при P= 0,95 и n = 2 вычисляется следующим образом: .
II. В условиях воспроизводимости результатов испытаний 1 и 2 оперативный контроль воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы, которую делят на две части и выдают двум аналитикам или одному и тому же аналитику, но через определенный промежуток времени, в течение которого условия проведения определения остаются стабильными и соответствующими условиям проведения первого контрольного определения [23]
|1-2| ≤ D
где 1 и 2 – результаты испытаний, каждый из которых рассчитан по соотношению = и получено в условиях воспроизводимости; D –норматив воспроизводимости результатов испытаний.
3. В условиях точности результатов испытаний|Х0 - |≤К,
где Х0 – значение определяемой величины (массовой концентрации) контролируемого показателя в неизвестной или «шифрованной» пробе, при исследовании в двух разных лабораториях,
К – показатель точности результатов испытаний .
К = DМИ для случая, когда погрешность «шифрованной» пробы существенно ниже DМИ.
При проведении внутрилабораторного контроля
К = .
При проведении внешнего контроля
К=.
В лаборатории производится полный химический анализ воды на 41 ингредиент в соответствии с Сан Пин 2. 1. 4. 1074 – 01 [20].
Глава 3 Обсуждение результатов
Исследовано качество воды, предназначенной для питьевых целей, в 5 водозаборах из закрытых скважин, снабжающих водой г. Нальчик и некоторые пригородные поселки: Кенже, Белая Речка (2), Кишпек.
Работа проводилась на базе химической лаборатории Нальчикской городской санитарно-эпидемиологической станции.
Исследования проводили по 13 показателям, в том числе органолептическим: запах, цветность, вкус и привкус, мутность, а также по химическому составу: определяли жесткость и общую минерализацию, железо общее, нитраты, сероводород, фтор и йод. Эти показатели выбраны нами из 38 обязательных для мониторинга, поскольку многолетние наблюдения показали их изменчивость во времени и в некоторых случаях превышение нормативов.
Доброкачественная питьевая вода должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным освежающим вкусом. Принято считать, что вода, содержащая много солей (минерализация) - не самая лучшая с позиций ее потребления. Однако и малая минерализация - ниже гигиенических нормативов, также не обеспечивает достаточного поступления в организм необходимых минеральных веществ.
Особое значение имеет присутствие в воде потенциально опасных загрязнений, например тяжелых металлов. Предварительное количественное определение таких токсикантов, как цинк, свинец, кадмий, хром, ртуть, молибден, марганец, никель, мышьяк, показало, что их содержание в исследуемых источниках ниже порога чувствительности метода.
Для определения интересующих компонентов использовали методики, соответствующие ГОСТ, приведенные в экспериментальной части.
Контроль качества питьевой воды осуществлялся в местах водозабора из источников водоснабжения перед поступлением ее в распределительную водопроводную сеть.
Отбор проб воды на Головном водозаборе проводился ежемесячно с февраля по декабрь 2004г. В пос. Белая Речка - раз в квартал, причем пробы отбирались как непосредственно из скважины, так и из верхнего резервуара насосной станции поселка. В пос. Кенже исследовали три скважины: 703, 704, 706 в апреле и мае 2005г. В сел. Кишпек исследовали разовые пробы воды 18.01.05г. в пяти скважинах (№№ 9-13).
Результаты анализа представлены в таблице3.1 и на диаграммах 1-3.
Для начала сравним качество воды в различных местах, а затем проанализируем сезонные изменения.
Головной водозабор (диаграмма 1)
В среднем в течение наблюдаемого периода по всем изученным показателям (за исключением фтора и йода) наблюдается соответствие требуемым нормативам. Однако содержание нитратов очень близко к значениям ПДК. По этому показателю данный объект лидирует среди прочих.
Пос. Кенже (таблица 3.1.)
В основном по всем показателям качество воды сходно с Головным водозабором, хотя в некоторых случаях пробы были мутными.
С. Кишпек (таблица 3.1.)
По органолептическим показателям вода этих источников аналогична водам Головного водозабора (скважина 210). Однако несколько отличается по химическому составу: несколько меньшими значениями жесткости и общей минерализации; почти в два раза меньше нитратов и фторид-ионов.
Пос. Белая Речка (диаграммы 2а-2в, 3а-3в)
Наблюдается несоответствие по 7 показателям: по всем органолептическим; высокое в сравнении с другими источниками содержание железа; особую опасность представляет присутствие сероводорода, который является чрезвычайно вредным загрязнителем и в норме не должен вообще обнаруживаться. Однако можно отметить очень низкие концентрации нитратов.
Качество питьевой воды из скважины поселка Белая Речка со свойственными ей специфическими свойствами, не отвечающими гигиеническим нормативам, связано с природно-географическими факторами.
Ниже гигиенического норматива наблюдается содержание фтора: при норме 0,7 - 1,5 мг/л наибольшая концентрация 0,29 мг/л на Головном водозаборе, а наименьшая - 0,06 мг/л на Кишпекском водозаборе. К сожалению, не обнаруживается гигиенически значимый показатель - йод.
Из диаграммы 1 видно, что в зимний и летний период жесткость, общая минерализация и концентрация фтора повышается, а в это же время концентрация нитратов уменьшается.
В весенний период наблюдается обратная картина: жесткость, общая минерализация и концентрация фтора падает, а концентрация нитратов повышается.
С конца августа по сентябрь наблюдается постепенное уменьшение концентрации определяемых показателей.
В осенний период происходит постепенное увеличение жесткости и общей минерализации и резкое увеличение концентраций нитрат и фторид-ионов NO3- и F-.
Поселок Белая Речка.
Из диаграммы 2а можно заметить, что с середины зимы до середины весны и в летний период происходит улучшение запаха, цвета и вкусовых качеств воды. А в весенний период, наоборот, происходит их ухудшение.
Из диаграммы 3а видно, что с увеличением цветности (с 22 до 70) воды с февраля по апрель происходит улучшение вкусовых качеств и запаха (с 3 до 1,5).
В летний период цветность воды остается неизменным, также происходит ухудшение вкусовых качеств воды с уменьшением запаха (с 2 до 1).
В весенний период продолжается улучшение вкусовых качеств воды (с 2,3 до 2), но появляется запах (1,5-2).
Из диаграммы 2б видно, что происходит падение мутности (с 3,6 до 0,3), содержания сероводорода (с 2 до 1,5) и концентрации железа (с 2,7 до 0,2).
В весенний период продолжается медленное падение железа (с 0,2 до 0,09), но происходит увеличение мутности (с0,3 до 4) и сероводорода (с 1,5 до 2).
В летний период происходит резкие спады мутности (с 4 до 0,55) и сероводорода (с 2 до 0,5) с медленным увеличением концентрации железа (с 0,09 до 0,3).
Из диаграммы 3б заметим, что с падением концентрации железа (с 1,4 до 0,3) и сероводорода (с 3 до 1,5) происходит увеличение мутности (с 0,48 до 2,3) на период с февраля по апрель.
Весной продолжается увеличение мутности (с 2,3 до 5), но здесь сероводород начинает повышаться (с 1,5 до 2). В этот период концентрация железа продолжает падать (с 0,3 до 0,1).
В летний период наблюдается падение мутности (с 5 до 2,6) и сероводорода (с 2 до 1) с увеличением концентрации железа (с 0,1 до 0,59).
Из диаграммы 2в видно, что с февраля происходит резкое увеличение жесткости, минерализации, постепенное увеличение концентрации нитратов, а концентрация фтора падает.
Весной происходит падение жесткости и минерализации, а в летний период повышается жесткость, а минерализация уменьшается. В этот же период происходит увеличение концентрации фтора. Концентрация нитратов увеличивается до лета, а с лета уменьшается.
Из диаграммы 3в видно, что с февраля по апрель наблюдается резкое повышение жесткости и концентрации фтора и постепенное увеличение концентрации нитратов, а в это же время наблюдается понижение общей минерализации.
В период весны происходит резкое уменьшение фтора и жесткости, а концентрация нитратов и общая минерализация повышается.
В летний период происходит резкое понижение общей минерализации и концентрации нитратов, а концентрация фтора повышается. Изменение жесткости происходит незначительно.
Из диаграммы 2а и 3а видно, что в обоих источниках за исследуемый период происходит совпадение значений запаха, а в случаях цветности и вкусовых качеств воды ни какой закономерности не наблюдается.
Из диаграмм 2б и 3б наблюдается закономерное уменьшение концентрации железа в зимне-весенний период, с последующим увеличением концентрации в летний период.
Уменьшение сероводорода происходит в зимне-летний период, с его увеличением в весенний период.
В случае общей минерализации и концентрации фтора никакой закономерности не наблюдается.
Концентрация нитратов возрастает в весенний период, с его уменьшением в летний период.
Таким образом, зависимости химического состава воды во всех скважинах от сезонных изменений не наблюдается.
Выводы
1. Изучено качество воды в 5 водозаборах в г. Нальчике и пригородных поселков: Кенже, Белая Речка, Кишпек. Исследования проводились по 13 показателям: как органолептическим методом, так и измерением химического состава.
2. Установлено, что в водозаборах: Головной, пос. Кенже и с. Кишпек в течение наблюдаемого периода почти по всем изученным показателям (за исключением фтора и йода) наблюдается соответствие требуемым нормативам.
3. Во всех источниках ниже гигиенического норматива находится содержание фтора.
4. Качество питьевой воды из скважины пос. Б. Речка не соответствует нормативам по 7 показателям: по всем органолептическим; высокое содержание железа, а также присутствие чрезвычайно опасного сероводорода. Это, вероятно, связано с природно-географическими факторами.
5. Сезонные наблюдения за изменением качества воды показали: благоприятные органолептические показатели остаются постоянными в таких источниках как Головной водозабор, а также с. Кенже и Кишпек. В пос. Б.Речка эти показатели резко различаются: наилучшие наблюдаются в весенне-летний период, а в осенне-зимний - эти показатели ухудшаются.
6. Не обнаружена зависимость химического состава воды от времени года.
Литература
1. Самарина В.С. Гидрохимия. Л. ЛГУ, 1977. – 359 с.
2. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л. Гидрометиздат. 1970.
3. Коротков А.И. Гидрохимический анализ при региональных геологических исследованиях. Л. Недра. 1983.
4. Исследование поверхностного и подземного стока. – Сб.ст. М.Наука. 1967.
5. Павлов А.Н. Геологический круговорот воды на Земле. Л. Недра. 1977.
6. Кульский Л.А., Накрочевская В.Ф. Химия воды. Киев. Выша шк.головное издательство. 1983. – 240 с.
7. Водная И.Ф. Химия воды и микробиология. Изд-во ВШ. М. 1964.
8. Брусиловский С.А. О миграционных формах элементов в природных водах. М.: Гидрохимия. Т.35. 1963.
9. Валяшко М.Г. Основы геохимии природных вод. Геохимия. №11. 1967.
10. Зайцев И.К. Гидрохимия СССР, Л.Недра. 1986. – 238 с.
11. Перельман А.И. Геохимия природных вод М. Наука. 1982.
12. Питьева К.Е. Гидрогеология. Формирование химического состава подземных вод. М.Изд-во МГУ. 1978.
13. Смирнов С.И. Вероятностно-статистические закономерности распределения химических элементов в природных водах. Гидрохимические материалы. М. Недра. 1963.
14. Воронков П.П. Формирование химического состава поверхностных вод Европейской территории СССР. – Гидрометиздат. Л. 1955.
15. Овчинников А.И. Гидрохимия. М. Недра. 1970.
16. Казанчев А.И. Гидрохимическая характристика высокогорных подземных вод КБАССР. Автореф. Новочеркасск. 1964.
17. Маслов Е.П. Керефов К.Н. Экономико-географический очерк Кабардино-Балкарии. Изд. Академии Наук СССР . М. 1957.
18. Белянкин Д.С. Природные ресурсы КБАССР. М. 1966.
19. Лурье П.М. Водные ресурсы и водный баланс Кавказа. СПб. Гидрометиздат. 2002.
20. Санитарно-эпидемиологичексие правила и нормативы СанПИН 2.1.4. 1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
21. Покровский В.А. Гигиена. М. 1998.
22. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде, водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Утв. Постановление Правительства РФ от 24.07.2000 г №554.
23. Государственный стандарт РФ ГОСТ 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества». М. -15 с.
24. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. М. 2002.
25. Государственный стандарт РФ ГОСТ 51593-2000. Вода питьевая. Отбор проб. М. -5 с.
26. Вода питьевая. Методы анализа .Сборник стандартов. М. 1998.
27. Руководящий документ 52.24.450-95.
28. Государственный стандарт Союза ССР. ГОСТ 4386-89.
29. Методические указания МУК 4.1.1090-02.
30. Государственный стандарт РФ ГОСТ РИСО 5725.6-2002. «Точность методов и результатов измерений. Использование значений точности на практике. М. – 42 с.
КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: «Проблемы водоснабжения России» Оглавление Введение Глава I Литературный обзор 1.1 Основные типы вод 1.2 Формирование химического состава подземных вод 1.1.1 Миграция элементов в
Проблемы экологического права Кыргызской Республики
Проектирование водоохранных зон поверхностных водных объектов - источников водоснабжения
Разработка предложений по очистке природного газа и переработки кислых газов с получением товарной продукции (серы) (на примере Карачаганакского месторождения)
Разработка программного модуля для нахождения оптимальных предельно-допустимых выбросов в атмосферу от группы источников
Разработка системы утилизации снега
Разработка элективного курса по теме: "Экологический мониторинг водных объектов"
Роль особо охраняемых объектов в сохранении биоразнообразия
Система государственного экологического контроля и повышения его эффективности
Снижение загрязнения окружающей среды при работе пассажирского вагонного депо Ростов с разработкой сбора и утилизации опасных отходов
Совершенствование деятельности администрации муниципального образования "Город Хабаровск" по организации сбора, вывоза, утилизации и переработке производственных отходов
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.