Технологии очистки

Направления деятельности

Применяемое оборудование

Задать вопрос специалисту

Традиционно показатели качества воды подразделяют на физические (температура, цветность, вкус, запах, мутность и т.д.), химические (водородный показатель воды pH, щелочность, жесткость, окисляемость, общая минерализация (сухой остаток) и т.д.) и санитарно-бактериологические (общая бактериальная загрязненность воды, коли-индекс, содержание в воде токсичных и радиоактивных компонентов и др.).

Для определения, насколько вода соответствует требуемым нормам, документально устанавливаются численные значения показателей качества воды, с которыми производится сравнение измеренных показателей.

Нормативно-техническая литература, составляющая водно-санитарное законодательство, предъявляет конкретные требования к качеству воды - в зависимости от ее назначения. К таким документам относятся ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода», «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения», СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества», СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».

Согласно требованиям СанПин питьевая вода должна быть безвредной по своему химическому составу, безопасной в радиационном и эпидемиологическом отношении, а также обладать приятным вкусом и запахом. Поэтому для сохранения собственного здоровья так важно знать, что за воду вы пьете. Для этого ее надо сдать на анализ – проверить, насколько вода соответствует требованиям санитарных норм и правил.

Рассмотрим подробно параметры, по которым оценивается качество воды.

Физические показатели качества воды

Температура воды поверхностных источников определяется температурой воздуха, его влажностью, скоростью и характером движения воды (а также рядом других факторов). В зависимости от времени года она может претерпевать значительные изменения (от 0,1 до 30º С). Для подземных источников температура воды отличается большей стабильностью (8-12 º С).

Оптимальная температура воды для питьевых целей составляет 7-11 ºС.

Стоит отметить, что этот параметр воды имеет большое значение для некоторых производств (например, для систем охлаждения и конденсации пара).

Мутность – показатель содержания в воде различных взвешенных веществ (минерального происхождения – частиц глины, песка, ила; неорганического происхождения – карбонатов различных металлов, гидроокиси железа; органического происхождения - планктона, водорослей и др.). Попадание взвешенных веществ в воду происходит вследствие размыва берегов и дна реки, поступления их с талыми, дождевыми и сточными водами.

Подземные источники имеют, как правило, небольшую мутность воды за счет наличия в ней взвеси гидрооксида железа. Для поверхностных вод мутность чаще обуславливается присутствием зоо- и фитопланктона, илистых или глинистых частиц; ее величина колеблется в течение года.

Мутность воды обычно выражается в миллиграммах на литр (мг/л); ее величина для питьевой воды по нормам СанПиН 2.1.4.559-96 не должна превышать 1,5 мг/л. Для ряда производств пищевой, медицинской, химической, электронной промышленности используется вода такого же или более высокого качества. В то же время во многих производственных процессах допустимо использование воды с повышенным содержанием взвешенных веществ.

Цветность воды - показатель, характеризующий интенсивность окраски воды. Он измеряется в градусах по платиново-кобальтовой шкале, при этом исследуемая проба воды сравнивается по окраске с эталонными растворами. Цветность воды обуславливается присутствием в ней примесей как органической, так и неорганической природы. Сильно влияет на эту характеристику наличие в воде вымываемых из почвы органических веществ (гуминовых и фульвовых кислот, в основном); железа и других металлов; техногенных загрязнений из промышленных сточных вод. Требование СанПиН 2.1.4.559-96 – цветность питьевой воды должна быть не более 20º. Отдельные виды промышленности ужесточают требования к величине цветности воды.

Запах и привкус воды – эта характеристика определяется органолептически (с помощью органов чувств), поэтому она достаточно субъективна.

Запахи и привкус, которыми может обладать вода, появляются за счет присутствия в ней растворенных газов, органических веществ, минеральных солей, химических техногенных загрязнений. Интенсивность запахов и привкусов определяются по пятибалльной шкале или по «порогу разбавления» испытуемой пробы воды дистиллированной водой. При этом устанавливается кратность разбавления, необходимая для исчезновения запаха или привкуса. Определение запаха и вкуса происходит с помощью непосредственного дегустирования при комнатной температуре, а также при температуре 60º С, вызывающей их усиление. Питьевая вода при 60º С не должна иметь привкус и запах более 2-х баллов (требования ГОСТ 2874-82).

В соответствии с 5-ти бальной шкалой: при 0 баллов - запах и привкус не обнаруживается;

при 1 балле вода имеет очень слабые запах или привкус, обнаруживаемые только опытным исследователем;

при 2-х баллах имеются слабые запах или привкус, очевидные и для неспециалиста;

при 3-х баллах легко обнаруживаются заметные запах или привкус (что и является причиной жалоб на качество воды);

при 4-х баллах различаются отчётливые запах или привкус, могущие заставить воздержаться от употребления воды;

при 5-ти баллах вода имеет такие сильные запах или привкус, что становится совершенно непригодной для питья.

Вкус воды обусловлен наличием в ней растворенных веществ, придающий ей определенный привкус, который может быть солоноватым, горьковатым, сладковатым и кисловатым. Природные воды имеют, как правило, только солоноватый и горьковатый привкус. Причем солоноватый привкус появляется у воды, содержащей хлорид натрия, а горьковатый привкус дает избыток сульфата магния. Вода с большим количеством растворённой углекислоты (т.н. минеральные воды) имеет кислый вкус. Вода с чернильным или железистым привкусом насыщена солями железа и марганца; вяжущий привкус ей придает сульфат кальция, перманганат калия; щелочной привкус вызывается содержанием в воде соды, поташи, щелочи. Привкус может иметь естественное происхождение (присутствие марганца, железа, метана, сероводорода и т.д.) и искусственное происхождение (при сбросе промышленных стоков). Требования СанПиН 2.1.4.559-9 к питьевой воде - привкус не более 2 баллов.

Запахи воде придают различные живущие и отмершие организмы, растительные остатки, специфические веществами, выделяемые некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствие в воде растворенных газов, таких как хлор, аммиак, сероводород, меркаптаны или органических и хлорорганических загрязнений. Запахи бывают природного (естественного) и искусственного происхождения. К первым относятся такие запахи, как древесный, ароматический, землистый, болотный, плесневый, гнилостный, травянистый, рыбный, неопределённый и сероводородный и др. Запахи искусственного происхождения получают свое название по определяющим их веществам: камфорный, фенольный, хлорный, смолистый, аптечный, хлор-фенольный, запах нефтепродуктов и т. д.

Требования СанПиН 2.1.4.559-9 к питьевой воде - запах не более 2 баллов.

Химические показатели качества воды

Общая минерализация (сухой остаток). Общая минерализация - количественный показатель растворенных в 1 л воды веществ (неорганических солей, органических веществ - кроме газов). Этот показатель также называют общим солесодержанием. Его характеристикой является сухой остаток, получаемый в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивании задержанного остатка до постоянной массы. Российскими нормативами допускается минерализация воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей, не более 1000 - 1500 мг/л. Сухой остаток для питьевой воды не должен превышать 1000 мг/л.

Активная реакция воды (степень её кислотности или щёлочности) определяется соотношением существующих в ней кислых (водородных) и щелочных (гидроксильных) ионов. При ее характеристике пользуются рН – водородным и гидроксильным показателями, определяющими, соответственно, кислотность и щелочность воды. Величина водородного показателя pH равна отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов в воде. При равном количестве кислотных и щелочных ионов, реакция воды нейтральная, а значение pH=7. При рН<7,0 вода имеет кислую реакцию; при рН>7,0 – щелочную. Нормы СанПиН 2.1.4.559-96 требуют, чтобы значение рН питьевой воды находилось в пределах 6,0...9,0. Большинство природных источников имеют значение рН в указанных пределах. Однако может вызвать существенное изменение значения рН. Правильная оценка качества воды и точный выбор способа ее очистки предполагает знание рН воды источников в различные периоды года. Вода с низкими значениями рН оказывает сильное коррозирующее воздействие на сталь и бетон.

Часто качество воды описывается через такой термин, как жесткость. Требования к качеству воды по показателю жесткости в России и Европе очень сильно различаются: 7 мг-экв/л (по российским нормам) и 1 мг-экв/л (директива Совета ЕС). Повышенная жесткость представляет собой самую распространенную проблему качества воды.

Жесткость воды – показатель, характеризующий содержание в воде солей жесткости (главным образом, кальция и магния). Он измеряется в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Различают такие понятия как карбонатная (временная) жесткость, некарбонатная (постоянная) жесткость и общая жесткость воды.

Карбонатная жесткость (устранимая) – показатель наличия в воде гидрокарбоната кальция и магния. При кипячении воды происходит его разложение с образованием малорастворимых солей и углекислого газа.

Некарбонатная или постоянная жесткость определяется содержанием в воде некарбонатных солей кальция и магния - сульфатов, хлоридов, нитратов. При кипячении воды они не выпадают в осадок и остаются в растворе.

Общая жесткость – суммарная величина содержания в воде солей кальция и магния; представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости.

В зависимости от величины жесткости вода характеризуется как:

Величина жесткости воды значительно варьирует в зависимости от того, какие типы пород и почв слагают бассейн водосбора; от погодных условий и сезона года. Так, в поверхностных источниках вода, как правило, относительно мягкая (3...6 мг-экв/л) и зависит от расположения - чем южнее, тем выше жесткость воды. Жесткость подземных вод меняется в зависимости от глубины и расположения горизонта водоносного слоя и величины годового объема осадков. В слое известняка жесткость воды обычно составляет 6 мг-экв/л и более.

Жесткость питьевой воды (по нормам СанПиН 2.1.4.559-96) не должна превышать 7,0 мг-экв/л.

Жесткая вода из-за избытка кальция обладает неприятным вкусом. Опасность постоянного употребления воды с повышенной жесткостью - в снижении моторики желудка, накоплении солей в организме, риске заболевания суставов (артриты, полиартриты) и образования камней в почках и желчных путях. Правда, очень мягкая вода также не полезна. Мягкая вода, обладающая большой активностью, способна вымывать кальций из костей, что ведет к их ломкости; развитию рахита у детей. Еще одним неприятным свойством мягкой воды является ее способность при прохождении через пищеварительный тракт вымывать также полезные органические вещества, в том числе и полезные бактерии. Оптимальный вариант - вода жесткостью 1,5-2 мг-экв/л.

Уже общеизвестно, что нежелательно использовать жесткую воду для хозяйственных целей. Такие последствия, как налет на сантехнических приборах и арматуре, образование накипи в водонагревательных системах и приборах – очевидны! Образование осадка кальциевых и магниевых солей жирных кислот при хозяйственно-бытовом использовании жесткой воды приводит к значительному росту расхода моющих средств и замедлению процесса приготовления пищи, что проблемно для пищевой промышленности. В ряде случаев использование жесткой воды в производственных целях (в текстильной бумажной промышленности, на предприятиях искусственного волокна, для питания паровых котлов и др.) запрещается из-за нежелательных последствий.

Использование жесткой воды уменьшает срок службы водонагревательной техники (бойлеров, батарей центрального водоснабжения и др.). Отложение солей жесткости (гидрокарбонатов Ca и Mg) на внутренних стенках труб, накипные отложения в водонагревательных и охлаждающих системах уменьшают проходное сечение, снижают теплоотдачу. В системах оборотного водоснабжения не допускается использовать воду с высокой карбонатной жесткостью.

Щёлочность воды . Общая щёлочность воды – это сумма содержащихся в ней гидратов и анионов слабых кислот (кремниевой, угольной, фосфорной и т.д.). При характеристике подземных вод в подавляющем большинстве случаев используют гидрокарбонатную щёлочность, то есть содержание в воде гидрокарбонатов. Формы щелочности: бикарбонатная, карбонатная и гидратная. Определение щелочности (мг-экв/л) производится в целях контроля качества питьевой воды; для определения пригодности воды для полива; для расчета содержания карбонатов, для последующей очистки сточных вод.

ПДК по щелочности 0,5 - 6,5 ммоль / дм3.

Хлориды – их присутствие наблюдается практически во всех водах. Их наличие в воде объясняется вымыванием из горных пород хлорида натрия (поваренной соли), очень распространённой на Земле соли. Значительное количество хлоридов натрия содержится в морской воде, а также в воде некоторых озер и подземных источников.

В зависимости от стандарта ПДК хлоридов в питьевой воде равняется 300...350 мг/л.

Повышенное содержание хлоридов с одновременным присутствием в воде нитритов, нитратов и аммиака встречается в случае загрязнённости источника бытовыми сточными водами.

Сульфаты наличествуют в подземных водах, как результат растворения гипса, имеющегося в пластах. При избыточном содержании сульфатов в воде у человека возникает расстройство желудочно-кишечного тракта (эти соли обладают слабящим эффектом).

ПДК сульфатов в питьевой воде составляет 500 мг/л.

Содержание кремниевых кислот . Кремниевые кислоты различной формы (от коллоидной до ионодисперсной) встречаются в воде подземных и поверхностных источников. Кремний имеет малую растворимость, и его содержание в воде, как правило, невелико. Попадание кремния в воду происходит также с промышленными стоками предприятий, осуществляющих производство керамики, цемента, стекольных изделий, силикатных красок.

ПДК кремния составляет 10 мг/л. Использование воды, содержащей кремниевые кислоты, запрещено для питания котлов высокого давления – из-за образования силикатной накипи на стенках.

Фосфатов в воде обычно немного, поэтому их повышенное содержание сигналит о возможном загрязнении промышленными стоками или стоками с сельскохозяйственных полей. При повышенном содержании фосфатов усиленно развиваются сине-зелёные водоросли, выделяющие токсины в воду при отмирании.

ПДК соединений фосфора в питьевой воде - 3,5 мг/л.

Фториды и йодиды . Фториды и йодиды имеют некоторую схожесть. Недостаток или избыток этих элементов в организме человека приводит к серьёзным заболеваниям. Например, недостаток (избыток) йода провоцирует заболевания щитовидной железы ("зоб"), развивающиеся, когда суточный рацион йода менее 0,003 мг или более 0,01 мг. Фториды содержатся в минералах - солях фтора. Содержание фтора в питьевой воде для сохранения здоровья человека должно находиться в пределах 0,7 - 1,5 мг/л (зависит от климата).

Поверхностные источники имеют, преимущественно, низкое содержание фтора (0,3-0,4 мг/л). Содержание фтора в поверхностных водах повышается следствие сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или при контакте вод с почвами, насыщенными соединениями фтора. Так, артезианские и минеральные воды, контактирующие со фторсодержащими водовмещающими породами, имеют максимальную концентрацию фтора 5-27 мг/л и более. Важной характеристикой для здоровья человека является количество фтора в его суточном рационе. Обычно содержание фтора в суточном рационе составляет от 0,54 до 1,6 мг фтора (усреднено - 0,81 мг). Стоит отметить, что в организм человека с пищевыми продуктами поступает в 4-6 раз меньше фтора, чем с питьевой водой, имеющей оптимальное его содержание (1 мг/л).

При повышенном содержании фтора в воде (более 1,5 мг/л) появляется опасность развития у населения эндемического флюороза (т.н. "пятнистой эмали зубов"), рахита и малокровия. Эти заболевания сопровождаются характерным поражением зубов, нарушением процессов окостенения скелета, истощением организма. Поэтому в питьевой воде содержание фтора лимитируется. Фактом является и то, некоторое содержание фтора в воде необходимо для снижения уровня заболеваний, определяемых последствиями одонтогенной инфекции (сердечно-сосудистая патология, ревматизм, заболевания почек и др.). При употреблении воды с содержанием фтора менее 0,5 мг/л развивается кариес зубов, поэтому в таких случаях врачи рекомендуют пользоваться фторсодержащей зубной пастой. Фтор лучше усваивается организмом из воды. Исходя из вышеизложенного, оптимальной дозой фтора в питьевой воде является величина 0,7...1,2 мг/л.

ПДК фтора - 1,5 мг/л.

Окисляемость перманганатная – параметр, обусловленный присутствием в воде органических веществ; отчасти он может сигнализировать о загрязнённости источника сточными водами. В зависимости от того, какой окислитель используется при , различается окисляемость перманганатная и окисляемость бихроматная (или ХПК - химическая потребность в кислороде). Перманганатная окисляемость является характеристикой содержания легкоокисляемой органики, бихроматная - общего содержания органических веществ в воде. Количественное значение этих показателей и их соотношение позволяет косвенно судить о природе присутствующих в воде органических веществ, а также о способах и эффективности очистки воды.

По требованиям СанПиН: величина перманганатной окисляемости воды не должна превышать 5,0 мг О 2 /л. Вода с перманганатной окисляемостью менее 5 мг О 2 /л считается чистой, более 5 мг О 2 /л - грязной.

В истинно растворённом виде (двухвалентное железо Fe2+). Содержится обычно в артезианских скважинах (отсутствует растворенный кислород). Вода прозрачная бесцветная. Если содержание такого железа в ней высокое, то при отстаивании или нагреве вода становится желтовато-бурой;

В нерастворённом виде (трёхвалентное железо Fe3+) содержится в поверхностных источниках водоснабжения. Вода прозрачная - с коричневато-бурым осадком или ярко выраженными хлопьями;

В коллоидном состоянии или виде тонкодисперсной взвеси. Вода мутная, окрашенная, желтовато-коричневая опалесцирующая. Коллоидные частицы, находясь во взвешенном состоянии, не выпадают в осадок даже при длительном отстаивании;

В виде так называемой железоорганики - солей железа и гуминовых и фульвокислот. Вода прозрачная, желтовато-коричневая;

Железобактерии, образующие коричневую слизь на водопроводных трубах.

Содержание железа в поверхностных водах средней полосы России - от 0,1 до 1,0 мг/дм 3 железа; в подземных водах эта величина достигает 15-20 мг/дм 3 и более. Важно проведение анализа на содержание железа в сточных водах. Особенно «засоряют» водоемы железом сточные воды предприятий металлообрабатывающей, металлургической, лакокрасочной промышленности, текстильной, а также сельскохозяйственные стоки. На концентрацию железа в воде влияют величина рН и содержание кислорода в воде. В колодезной и скважинной воде железо может находиться в окисленной и в восстановленной форме, однако при отстаивании воды оно всегда окисляется и может выпадать в осадок.

СанПиН 2.1.4.559-96 допускают общее содержание железа не более 0,3 мг/л.

Считается, что железо не токсично для человеческого организма, но при длительном употреблении воды с избыточным содержанием железа может произойти отложение его соединений в тканях и органах человека. Вода, загрязненная железом, имеет неприятный вкус, приносит неудобства в быту. На ряде промышленных предприятий, использующих воду для промывки продукта при его изготовлении, например, в текстильной промышленности, даже небольшое содержание железа в воде значительно снижает качество продукции.

Марганец встречается в воде в аналогичных модификациях. Марганец – это металл, активизирующий ряд ферментов, участвующий в процессах дыхания, фотосинтеза, влияющий на кроветворение и минеральный обмен. При недостатке марганца в почве у растений наблюдаются хлорозы, некрозы, пятнистости. Поэтому почвы, бедные марганцем (карбонатные и переизвесткованные), обогащаются марганцевыми удобрениями. Для животных недостаток этого элемента в кормах приводит к замедлению роста и развития, нарушению минерального обмена, развитию анемии. Человек страдает как от недостатка, так и от переизбытка марганца.

Нормы СанПиН 2.1.4.559-96 допускают содержание марганца в питьевой воде не более 0,1 мг/л.

Переизбыток марганца в воде может вызвать заболевание костной системы человека. Такая вода имеет неприятный металлический привкус. Ее длительное употребление приводит к отложению марганца в печени. Присутствие в воде марганца и железа способствует образованию железистых и марганцевых бактерий, продукты жизнедеятельности которых в трубах и теплообменных аппаратах вызывают уменьшение их сечения, иногда и полную их закупорку. Вода, используемая в пищевой, текстильной промышленности, при производстве пластмасс и др., должна содержать строго ограниченное количество железа и марганца.

Также переизбыток марганца приводит к окрашиванию белья при стирке, образованию черных пятен на сантехнике и посуде.

Натрий и калий - попадание этих элементов в подземные воды происходит в процессе растворения коренных пород. Основной источник натрия в природных водах - залежи поваренной соли NaCl, возникшие в местах нахождения древних морей. Калий в водах встречается реже – из-за его поглощения почвой и растениями.

Натрий играет важную биологическую роль для большинства форм жизни на Земле, в том числе и для человека. Человеческий организм содержит примерно 100 г натрия. Ионами натрия выполняется задача активизации ферментативного обмена в организме человека.

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 ПДК натрия - 200 мг/л. Избыток натрия в воде и пище провоцирует у человека развитие гипертензии и гипертонии.

Калий способствует усилению выведения воды из организма. Это его свойство используется для облегчения функционирования сердечно-сосудистой системы при ее недостаточности, исчезновения или существенного уменьшения отеков. Недостаток калия в организме приводит к нарушениям функций нервно-мышечной (параличи и парезы) и сердечно-сосудистой систем и способствует депрессии, дискоординации движений, мышечной гипотонии, судорогам, артериальной гипотонии, изменениям на ЭКГ, нефритам, энтеритам и др. ПДК калия - 20 мг/л.

Медь, цинк, кадмий, мышьяк, свинец, никель, хром и ртуть – попадание этих элементов в источники водоснабжения происходит преимущественно с промышленными стоками. Рост содержания меди и цинка может также являться следствием коррозии оцинкованных и медных водопроводных труб в случае повышенного содержания агрессивной углекислоты.

По нормам СанПиН ПДК этих элементов составляет: для меди - 1,0 мг/л; цинка - 5,0 мг/л; свинца - 0,03 мг/л; кадмия - 0,001 мг/л; никеля - 0,1 мг/л (в странах ЕС - 0,05 мг/л), мышьяка - 0,05 мг/л; хрома Cr3+ - 0,5 мг/л, ртути - 0,0005 мг/л; хрома Cr4+ - 0,05 мг/л.

Все эти соединения - тяжёлые металлы, обладающие кумулятивным действием, то есть они имеют свойство накапливаться в организме.

Кадмий очень токсичен. Накопление кадмия в организме может приводить к таким заболеваниям, как анемия, поражение печени, почек и легких, кардиопатия, эмфизема легких, остеопороз, деформация скелета, гипертония. Избыток этого элемента провоцирует и усиливает дефицит Se и Zn. Симптомами кадмиевого отравления являются поражение центральной нервной системы, белок в моче, острые костные боли, дисфункция половых органов. Все химические формы кадмия представляют опасность.

Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета. В первую очередь его попадание в воду происходит в процессе водоподготовки - в составе коагулянтов и при сбросе сточных вод переработки бокситов.

В воде ПДК солей алюминия составляет 0,5 мг/л.

При избытке алюминия в воде происходит повреждение центральной нервной системы человека.

Бор и селен – присутствие этих элементов в некоторых природных водах обнаруживается в весьма незначительной концентрации. Необходимо помнить, что их повышенная концентрация приводит к серьёзному отравлению.

Кислород пребывает в воде в растворенном виде. В подземных водах растворенный кислород отсутствует. Его содержание в поверхностных водах зависит от температуры воды, а также определяется интенсивностью процессов обогащения или обеднения воды кислородом, достигая до 14 мг/л.

Даже значительное содержание кислорода и двуокиси углерода не ухудшает качество питьевой воды, способствуя, в то же время, росту коррозии металла. Повышение температуры воды, а также ее подвижность усиливают процесс коррозии. Повышенное содержание в воде агрессивной двуокиси углерода делает подверженными коррозии также стенки бетонных труб и резервуаров. Присутствие кислорода не допустимо в питательной воде паровых котлов среднего и высокого давления. Сероводород имеет свойство придавать воде характерный неприятный запах и вызывать коррозию металлических стенок котлов, баков и труб. Из-за этого не допускается присутствие сероводорода в воде хозяйственно-питьевого назначения и в воде для большинства производственных нужд.

Соединения азота. К азотосодержащим веществам относятся нитриты NO 2 - , нитраты NO 3 - и аммонийные соли NH 4 + , почти всегда присутствующие во всех водах, в том числе подземных. Их наличие свидетельствует о том, что в воде имеются органические вещества животного происхождения. Эти вещества образуются в результате распада органических примесей, преимущественно - мочевины и белков, которые попадают в воду с бытовыми сточными водами. Рассматриваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи.

Первый продукт распада - аммиак (аммонийный азот) , образуется в результате распада белков и является показателем свежего фекального загрязнения. Окисление ионов аммония до нитратов и нитритов в природной воде осуществляется бактериями Nitrobacter и Nitrosomonas. Нитриты - лучший показатель свежего фекального загрязнения воды, особенно если одновременно повышенно содержание аммиака и нитритов. Нитраты -показатель более давнего органического фекального загрязнения воды. Содержание нитратов вместе с аммиаком и нитритами недопустимо.

Таким образом, наличие, количество и соотношение в воде азотсодержащих соединений позволяет судить о том, как сильно и как давно вода заражена продуктами жизнедеятельности человека. При отсутствии в воде аммиака и, в то же время, наличии нитритов и особенно нитратов можно сделать вывод, что водоем подвергся загрязнению давно, и за это время произошло самоочищение воды. Если в водоеме присутствует аммиак и нет нитратов, значит, загрязнение воды органическими веществами случилось недавно. В питьевой воде не допускается содержание аммиака и нитритов.

ПДК в воде: аммоний - 2,0 мг/л; нитриты - 3,0 мг/л; нитраты - 45,0 мг/л.

Если концентрация иона аммония в воде превышает фоновые значения, значит, загрязнение произошло недавно, а источник загрязнения находится близко. Это могут быть животноводческие фермы, коммунальные очистные сооружения, скопления азотных удобрений, навоза, поселения, отстойники промышленных отходов и др.

При употреблении воды с повышенным содержанием нитратов и нитритов у человека нарушается окислительная функция крови.

Хлор вводится в питьевую воду при её . Обеззараживающее действие хлор проявляет, окисляя или хлорируя (замещая) молекулы веществ, входящие в состав цитоплазмы клеток бактерий, в результате чего бактерии гибнут. Чрезвычайно чувствительными к хлору являются возбудители дизентерии, брюшного тифа, холеры и паратифов. Сравнительно малые дозы хлора дезинфицируют даже сильно заражённую бактериями воду. Однако не происходит полной стерилизации воды из-за сохраняющих жизнеспособность отдельных хлоррезистентных особей.

Свободный хлор - вредное для здоровья человека вещество, поэтому в питьевой воде централизованного водоснабжения гигиеническими нормами СанПиН строго регламентируется содержание остаточного свободного хлора. СанПиН устанавливает верхнюю и минимально-допустимую границы содержания свободного остаточного хлора. Проблема в том, что, хотя воду и обеззараживают на станции водоочистки, на пути к потребителю она подвергается риску вторичного заражения. Например, в стальной подземной магистрали могут быть свищи, через которые в магистральную воду попадают почвенные загрязнения.

Поэтому нормы СанПиН 2.1.4.559-96 предусматривают содержание остаточного хлора в водопроводной воде не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л.

Хлор токсичен и является сильным аллергиком, поэтому хлорированная вода оказывает неблагоприятное воздействие на кожу и слизистые оболочки. Это и покраснения различных участков кожи, и проявления аллергического конъюктевита (отек век, жжение, слезотечение, болевые ощущения в области глаз). Хлор также вредно воздействует на дыхательную систему: в результате пребывания в бассейне с хлорированной водой в течение нескольких минут у 60% пловцов наблюдается проявление бронхоспазма.

Около 10% хлора, применяющегося при хлорировании воды, образуют хлорсодержащие соединения, такие как хлороформ, дихлорэтан, четырёххлористый углерод, тетрахлоэтилен, трихлорэтан. 70 - 90 % образующихся при водоподготовке хлорсодержащих веществ составляет хлороформ. Хлороформ способствует профессиональным хроническим отравлениям с преимущественным поражением печени и центральной нервной системы.

Также при хлорировании существует вероятность образования диоксинов, являющихся чрезвычайно токсичными соединениями. Высокая степень токсичности хлорированной воды многократно увеличивает риск развития онкологии. Так, американские эксперты считают хлорсодержащие вещества в питьевой воде косвенно или непосредственно виновными в 20 онкозаболеваниях на 1 млн. жителей.

Сероводород встречается в подземных водах и имеет преимущественно неорганическое происхождение.

В природе происходит постоянное образование этого газа при разложении белковых веществ. Он имеет характерный неприятный запах; провоцирует коррозию металлических стенок баков, котлов и труб; является общеклеточным и каталитическим ядом. При соединении с железом образует черный осадок сернистого железа FeS. Все вышесказанное является основанием для полного удаления сероводорода из воды хозяйственно-питьевого назначения (см. ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая").

Стоит отметить, что СанПиН 2.1.4.559-96 допускает присутствие сероводорода в воде до 0,003 мг/л. Вопрос – не опечатка ли это в нормативном документе?!

Микробиологические показатели. Общее микробное число (ОМЧ) определяется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно требованиям ГОСТ, в питьевой воде не должно содержаться более 100 бактерий в 1 мл.

Количество бактерий группы кишечной палочки представляет особую важность для санитарной оценки воды. Наличие в воде кишечной палочки - свидетельство загрязнении ее фекальными стоками и, как следствие, риска попадания в нее болезнетворных бактерий. Определение наличия патогенных бактерий при биологическом анализе воды затруднено, и бактериологические исследования сводятся к определению общего числа бактерий в 1 мл воды, растущих при 37ºС, и кишечной палочки - бактерии коли. Наличие последней сигнализирует о загрязнении воды выделениями людей, животных и т.п. Минимальный объем испытуемой воды, мл, приходящейся на одну кишечную палочку, называется колититром, а количество кишечных палочек в 1 л воды - коли-индексом. По ГОСТ 2874-82 допускается коли-индекс до 3, колититр - не менее 300, а общее число бактерий в 1 мл - до 100.

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 допустимо общее микробное число 50 КОЕ/мл, общие колиформные бактерии (ОКБ) КОЕ/100мл и термотолетарные колиформные бактерии (ТКБ) КОЕ/100мл - не допускаются.

Патогенные бактерии и вирусы, находящиеся в воде, могут вызвать заболевания дизентерией, брюшным тифом, парафитом, амебиазом, холерой, диареей, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, туберкулезом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, полиомиелитом, туляремией и др.

КомпанияWaterman предлагает Вам профессиональное решение задачи очистки воды от соединений, содержание которых в воде выше нормативного. Наши специалисты проконсультируют по возникшим вопросам и помогут в выборе и внедренииоптимальной схемы водоочистки, исходя из конкретных исходных данных.

Для суждения об эпидемиологической опасности воды используются бактериологические и химические показатели загрязнения.

Бактериологические показатели загрязнения воды. С эпидемиологической точки зрения при оценке воды имеют значение преимущественно патогенные микроорганизмы. Однако даже при современных достижениях микробиологической техники исследование воды на присутствие в ней патогенных микроорганизмов, а тем более вирусов является довольна трудоемким процессом. Поэтому оно не проводится при массовых анализах воды и осуществляется лишь при наличии эпидемиологических показаний, например при вспышках инфекционных заболеваний, в которых подозревается водный путь передачи.

В оценке качества воды в санитарной практике широко используются косвенные бактериологические показатели загрязнения воды. При этом считается, что чем менее вода загрязнена сапрофитами, тем менее опасна она в эпидемиологическом отношении.

Одним из показателей загрязнения воды сапрофитной микрофлорой является так называемое микробное число.

Микробное число - это количество колоний, вырастающих при посеве 1 мл воды на мясо-пептонный агар после 24 часов выращивания при температуре 37°.

Микробное число характеризует общую бактериальную обсемененность воды. При оценке качества воды по этому показателю пользуются данными наблюдений о том, что в воде незагрязненных и хорошо оборудованных артезианских скважин микробное число не превышает 10-30 в 1 мл, в воде незагрязненных шахтных колодцев - 300-400 в 1 мл, в воде сравнительно чистых открытых водоемов - 1000-1500 в 1 мл. При эффективной очистке и обеззараживании воды на водопроводе число не превышает 100 в 1 мл.

Еще большее значение имеет определение наличия в воде кишечной палочки, которая выделяется с испражнениями человека и животных. Поэтому присутствие в воде кишечной палочки сигнализирует о фекальном загрязнении и, следовательно, о возможном заражении воды патогенными микроорганизмами кишечной группы (брюшной тиф, паратиф, дизентерия и пр.).

Исследование воды на содержание кишечной палочки позволяет предвидеть возможность заражения воды патогенной микрофлорой в будущем и, следовательно, создает возможность путем своевременного проведения необходимых мероприятий предотвратить его.

Степень обсеменения воды кишечной палочкой выражается величиной коли-титра или коли-индекса.

Коли-титр представляет собой то наименьшее количество исследуемой воды, в котором при соответствующей методике обнаруживается (выращивается) кишечная палочка. Чем меньше (ниже) коли-титр, тем значительнее фекальное загрязнение воды.

Коли-индекс - количество кишечных палочек в 1 л воды.

В чистой воде артезианских скважин коли-титр обычно выше 500 (коли-индекс меньше 2), в незагрязненных и хорошо оборудованных колодцах коли-титр не ниже 100 (коли-индекс не более 10).

Ряд экспериментальных исследований показал, что кишечная палочка более устойчива к дезинфицирующим агентам, чем возбудители кишечных инфекций, туляремии, лептоспироза и бруцеллеза, и поэтому может служить не только показателем загрязнения воды, но и индикатором надежности ее обеззараживания, например на водопроводе.

Если после обеззараживания воды титр кишечной палочки поднимается до 300 (коли-индекс не более 3), то такую воду можно считать безопасной в отношении главнейших возбудителей заболеваний, распространяющихся водным путем.

Химические показатели загрязнения воды. К химическим показателям загрязнения воды относят органические вещества и продукты их распада: аммонийные соли, нитриты и нитраты. Кроме нитратов, названные соединения сами по себе в тех количествах, в которых они обычно встречаются в природных водах, не оказывают влияния на здоровье человека. Наличие их лишь может свидетельствовать о загрязнении почвы, через которую протекает вода, питающая водоисточник, и о том, что наряду с этими веществами в воду могли попасть патогенные микроорганизмы.

В отдельных случаях каждый из химических показателей может иметь другую природу, например органические вещества - растительное происхождение. Поэтому признать водоисточник загрязненным можно лишь при наличии следующих условий: 1) в воде присутствует не один, а несколько химических показателей загрязненности; 2) в воде одновременно обнаружены бактериальные показатели загрязненности, например кишечная палочка; 3) возможность загрязнения подтверждается санитарным обследованием водоисточника.

Показателем наличия органических веществ в воде служит окисляемость, выражаемая в миллиграммах кислорода, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Наименьшую окисляемость имеют артезианские воды - до 2 мг 02 на 1 л, в водах шахтных колодцев окисляемость достигает 3-4 мг 02 на 1 л, причем с увеличением цветности воды она возрастает. В воде открытых водоемов окисляемость может быть еще выше.

Повышение окисляемости воды сверх названных величин указывает на возможное загрязнение водоисточника.

Основным источником появления аммонийного азота и нитритов в природных водах является разложение белковых остатков, трупов животных, мочи, фекалий.

При свежем загрязнении отбросами в воде возрастает содержание аммонийных солей (превышает 0,1 мг/л). Являясь продуктом дальнейшего химического окисления аммонийных солей, нитриты в количестве превышающем 0,002 мг/л, также служат важным показателем загрязненности водоисточника. Необходимо учитывать, что в глубоких подземных водах возможно образование нитритов и аммонийных солей из нитратов при восстановительных процессах. Нитраты представляют собой конечный продукт окисления аммонийных солей. Наличие их в воде при отсутствии аммиака и нитритов указывает на сравнительно давнее попадание в воду азотсодержащих веществ, которые успели уже минерализоваться.

Некоторым показателем загрязненности водоисточника служат хлориды, поскольку они содержатся в моче и различных отбросах, но при этом необходимо учитывать, что присутствие больших количеств хлоридов в воде (больше 30-50 мг/л) может быть обусловлено и вымыванием хлористых солей из засолоненных почв.

Для правильной оценки происхождения хлоридов нужно учитывать oхарактер водоисточника, наличие хлоридов в воде соседних однотипных водоисточников, а также присутствие других показателей загрязнения воды.

3.4.3. Показатели качества водной среды

Для оценки качества вод, степени их чистоты или загрязнённости и возможности водопользования для тех или иных нужд применяются три группы показателей качества воды: физико-химические, биологические и органолептические (табл. 3.17).

К физико-химическим показателям качества воды относятся: содержание в ней солей, металлов, сухой остаток, жёсткость, кислотность.

Таблица 3.17

Характеристики качества вод

Биологические показатели качества характеризуют количество бактерий и микробов, количество органических примесей, биологический показатель качества (БПК).

Органолептические показатели качества воды – это её вкус, цвет, запах, прозрачность.

Показатели качества вод, используемых для разных нужд, имеют существенные различия.

3.4.3.1. Физико-химические показатели качества воды

Охарактеризуем более подробно физико-химические показатели качества воды.

Сухой остаток воды – это соли и вещества, которые остаются после её выпаривания. В воде источника и питьевой воде он не должен превышать 1 000 мг на литр. Более высокое содержание солей, если оно не обусловлено геологическими особенностями, даёт основание полагать, что соли поступают в водоём вместе с промышленными стоками.

Мутность определяют с помощью мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на основе дистиллированной воды. Мутность воды выражают в мг/л взвешенного вещества.

Жёсткость воды зависит от содержания солей кальция и магния, главным образом двууглекислых. Различают три вида жёсткости: общую, постоянную и устранимую.

Общая жёсткость воды – это жёсткость сырой воды, обусловленная содержанием всех соединений Са и Mg , независимо от того, с какими анионами они связаны.

Постоянная жёстк ость – это жёсткость воды после одночасового кипячения, зависящая от присутствия солей Са и Mg , не дающих осадка при кипячении (сульфаты и хлориды).

Устранимая жёсткость – это жёсткость воды, которая устраняется при кипячении, что связано с превращением бикарбонатов в нерастворимые соединения (монокарбокаты), которые выпадают в осадок.

Жёсткость измеряется в градусах или миллиграмм-эквивалентах.

За один градус жёсткости принимается количество солей Са и Mg эквивалентное 10 мг СаО , в одном литре воды:

1° жёсткости = 10 мг СаО в литре воды;

1 мг экв СаО – 28 мг/л СаО ;

1 мг экв СаО s 2,8° жёсткости.

Мягкой считается вода, имеющая жёсткость менее 10°, т.е. менее 100 мг СаО в 1 литре воды, умеренно жёсткой – от 10° до 20°, жёсткой – более 20°.

Очень жёсткая вода может оказывать на желудок человека послабляющее действие. Косвенное влияние жёсткой воды состоит в худшей усваиваемости организмом пищи: овощей, мяса, бобовых, которые плохо провариваются в жёсткой воде. При использовании жёсткой воды в промышленности происходит быстрое засорение труб осадками.

Важнейшим показателем качества воды является её кислотность или рН. Кислотность характеризует активность и определяется концентрацией ионов водорода. Чем меньше значение показателя, тем более кислой является вода.

Концентрация ионов водорода в дистиллированной воде при температуре 25 о С равна 1∙10 -7 моль/л.

pH равно десятичному логарифму величины обратной активности иона водорода и рассчитывается по формуле (3.17):

pH = - log V (H + ), (3.17)

где V (H + ) есть концентрация ионов водорода (моль/л).

рН атмосферной воды находится в пределах от 5 до 6 ед. рН . Под влиянием абсорбированных углекислого газа, окислов серы и азота (особенно в промышленных районах) атмосферная вода может становиться кислой и её рН понижается до 4 – 5 ед. рН . Для питьевой воды, как видно из табл.3.18, показатель рН находится в пределах от 6,5 до 8,5 ед. рН . Кислую реакцию вода приобретает при загрязнении её промышленными и другими сточными водами, содержащими кислоты и их соли.

Количество растворённого кислорода зависит от температуры воды и барометрического давления. В чистых открытых водоёмах при температуре + 5+15°С содержание кислорода составляет 3 – 6 мг/л, при сильном загрязнении оно снижается до нуля за счёт поглощения его водной фауной и загрязняющими воду органическими веществами.

Таблица 3.18

Шкала кислотности

Косвенными показателями является окисляемость воды, характеризуемая химической потребностью кислорода (ХПК ), и биологической потребностью кислорода (БПК ).

ХПК характеризует расход кислорода на окислительно-восстановительные процессы в воде, обусловленные её загрязнением химическими веществами (без учёта его расхода на биологические процессы, т.е. процессы, связанные с потреблением кислорода живыми организмами).

3.4.3.2. Биологические показатели качества воды

Биологические показатели качества воды можно разделить на прямые и косвенные. Прямые показатели – это общее число бактерий и количество кишечных палочек. Загрязнение микрофлорой характеризуется так называемый микробным числом, т.е. количеством бактерий в 1 мл воды.

Загрязнение кишечной палочкой выражается коли-индексом , определяющим количество кишечных палочек в 1 мл воды. Их значения для питьевой воды приведены в табл. 4.34. При эффективном обеззараживании в водопроводной воде микробное число не превышает 100 в 1 мл. В воде артезианских скважин оно не превышает 10-30, в воде незагрязнённых колодцев 300 – 400, а в воде сравнительно чистых водоёмов 1 000-1 500 в 1 мл. Коли-индекс после обеззараживания питьевой воды должен быть не более 3, в артезианских скважинах – менее 2, в колодцах – не более 10.

Окисляемость воды косвенно указывает на общее содержание в ней свежих органических веществ (мочевины, аминокислот и т.п.) и характеризуется биологической потребностью кислорода (БПК ).

С ростом концентрации органических веществ в воде окисляемость повышается. Для артезианских вод окисляемость не превышает 2 – 4 мг/л O 2 для открытых водоемов – 4 – 7 мг/л O 2 .

БПК характеризует загрязнение воды источника нестойкими органическими веществами. Существует способ учёта потребления кислорода за определённый срок хранения воды.

За критерий оценки биохимической потребности кислорода принимают величину уменьшения количества растворённого в воде кислорода в течение пяти суток при температуре + 20 °С (БПК 5 ).

В воде водоёмов с чистой водой за этот срок содержание кислорода уменьшается не более чем на 1 – 2 мг/л. В воде сильно загрязнённых источников через пять суток отмечается полное исчезновение кислорода.

Коэффициент накопления в гидробионтах К н определяют по формуле (3.18)

где С гидробионт – концентрация в гидробионтах; С вода – концентрация в воде.

При оценке состояния водных экосистем достаточно надёжными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества.

Из гидробиологических показателей качества в России нашёл наибольшее применение индекс сапробности водных объектов , который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне). Индекс сапробности определяют по формуле (3.19)

где s i – значение сапробности гидробионта, которое задаётся специальными таблицами, h i – относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); n – число выбранных индикаторных организмов.

3.4.3.3. Органолептические показатели качества воды

К основным органолептическим показателям воды относятся запах, вкус, прозрачность и цвет воды.

Запах воды определяется при обычной температуре и при нагревании до 60 °С. Качественно запах характеризуется как: «хлорный», «землистый», «болотный», «нефтяной», «ароматический», «непреодолимый» и т.п. Качественно запах оценивается по пятибалльной системе, которая является общепринятой также для обозначения запаха воздуха, вкуса и запаха воды и пищевых продуктов (табл. 3.19).

Таблица 3.19

Шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

	Интенсивность запаха и привкуса	Характеристика интенсивности
	Очень слабый Заметный (средний) Отчётливый (сильный) Очень сильный		Отсутствие ощущения запаха или привкуса Запах или привкус не поддающиеся охарактериз-ованию, но определяемые в лаборатории опытным путём Запах или привкус, не привлекающие внимания потребителя но обнаруживаемые, если обратить на них внимание Запах или привкус, легко обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде неодобрительно Запах и привкус, привлекающие внимание и делающие воду неприятной для питья Запах и привкус настолько сильны, что делают воду непригодной для питья

Вкус воды определяется только при уверенности, что она безопасна (отсутствуют ядовитые вещества и бактериальное загрязнение). Вкус характеризуют как: солоноватый, горький, кислый, сладкий. Говорят также, что вода имеет привкус: рыбный, металлический, неопределённый и т.д. Интенсивность привкуса оценивают в баллах. При определении привкуса и вкуса воды ею ополаскивают рот (примерно 10 мл) и не проглатывают.

Прозрачность воды определяют по печатному шрифту Снелла. Исследуемую воду взбалтывают и доверху наливают в бесцветный цилиндр, имеющий по высоте градуировку в сантиметрах и слабо-наклонный книзу отвод с краном. Дно цилиндра прозрачное. Шрифт подкладывают под дно цилиндра и пробуют различить буквы сквозь столб воды. Высота столба в сантиметрах указывает на степень прозрачности. Прозрачность воды характеризует наличие в ней взвешенных веществ и служит важным признаком её доброкачественности. Питьевая вода должна иметь прозрачность не менее 30 см.

По цвету вода определяется как бесцветная, слабо-жёлтая, буроватая и т.п. путём сравнения профильтрованной воды с равным объёмом дистиллированной окрашенной воды (не менее 40 мл).

Контрольные вопросы и задачи

1. Что представляет собой чистая вода и каковы её основные свойства?

2. Что такое загрязнение воды и каковы его последствия?

3. Какие показатели качества называются физико-химическими и каковы их значения для различных видов воды?

4. Что такое кислотность, окисляемость, жёсткость, растворённый кислород?

5. Как влияют на качество воды примеси металлов, солей, кислот, аммиака; фтор, органические вещества?

4. Что такое ХПК, БПК, БПК 5 ?

5. Что такое микробное число и коли-индекс?

6. Каковы основные органолептические показатели качества воды и как они определяются?

7. Как вы оцениваете вкус воды?

8. Какие запахи вы считаете приятными и какие неприятными?

9. Как вы оцениваете, какую часть мироощущения теряет человек, когда
перестаёт ощущать запахи?

10. Какую роль играют запахи в мире животных и растений?

11. Как определяется индекс сапробности?

12.Что такое индекс разнообразия и как он определяется?

Предыдущая

ПРЯМОЙ ЦИКЛ РАЗЛОЖЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

представлен неразложившимися веществами белковой природы, нередко животного происхождения, а также азотом, входящим в состав микроорганизмов, низких растений и неразложившихся остатков высших растений.

Вначале разложения образуется аммиак, затем под действием нитрифицирующих бактерий в присутствии достаточного количества кислорода аммиак окисляется до азотистой кислоты (NО 2 -) (нитриты) и далее ферменты другого микробного семейства окисляют азотистую кислоту в азотную (NО 3 -) (нитраты ).

При свежем загрязнении отбросами в воде вырастает содержание АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ , то есть ион аммония является 1. Индикатором недавнего загрязнения воды органическими веществами белковой природы. 2. Ион аммония может быть обнаружен в чистых водах, содержащих гумусовые вещества и в водах глубокого грунтового происхождения.

Обнаружение в воде НИТРИТОВ свидетельствует о недавнем загрязнении водоисточника органикой (содержание в воде нитритов должно быть не более 0,002 мг/л).

НИТРАТЫ - это конечный продукт окисления аммонийных соединений, наличие в воде при отсутствии ионов аммония и нитритов указывает на давнее загрязнение водоисточника. Содержание нитратов в воде шахтных колодцев должно быть 10 мг/л в питьевой воде централизованного водоснабжения до 45 мг/л).

Обнаружение в воде одновременного присутствия солей аммонийных, нитритов и нитратов свидетельствует о постоянном и длительном органическом загрязнении воды.

ХЛОРИДЫ - имеют исключительно широкое распространение в природе и встречаются во всех природных водах. Большое их количество в воде делает ее непригодной для питья из-за соленого вкуса. Кроме того, хлориды могут служить показателем возможного загрязнения водоисточника сточными водами, поэтому хлориды как санитарно-показательные вещества могут иметь значение в том случае, если анализы на их содержание проводятся неоднократно, на протяжении более или менее длительного времени. (ГОСТ "Вода питьевая не >> 350 мг/л).

СУЛЬФАТЫ - также являются важными показателями органического загрязнения воды, так как они всегда содержатся в хозяйственно бытовых сточных водах. (ГОСТ "Вода питьевая" не >> 500 мг/л).

ОКИСЛЯЕМОСТЬ - это количество кислорода в мг, расходуемого на окисление органических веществ, содержащихся в 1 литре воды.

РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОД

Подземные воды вследствие отсутствия соприкосновения с воздухом очень часто не содержат кислород. Степень насыщения поверхностных вод сильно колеблется. Вода считается чистой, если в ней содержится 90% кислорода от максимально возможного содержания при данной температуре, Средней чистоты - при 75-80%; Сомнительной - при 50-75%; Загрязненной - менее 50%.

Согласно "Правилам охраны поверхностных вод от загрязнений", содержание кислорода в воде в любой период года должно быть не менее 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 часов дня.

Вследствие значительных колебаний абсолютного содержания кислорода в природных водах более ценным показателем является величина потребления кислорода в течение некоторого срока хранения воды при определенной температуре (БИОХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ в течение 5 или 20 суток - БПК 5 - БПК 20).

Для его определения исследуемую воду путем энергичного встряхивания насыщают кислородом воздуха, определяют в ней исходное содержание кислорода и оставляют на 5 или 20 суток при температуре 20 0 С. После этого вновь определяют содержание кислорода. Чаще всего показатель БПК 5 используется для характеристики процессов самоочищения водоемов от загрязнения промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ, ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОЕМОВ

Основными источниками загрязнения водоемов являются:

1. промышленные и бытовые сточные воды (бытовые воды имеют высокую бактериальную и органическую загрязненность)

2. дренажные воды с орошаемых земель

3. сточные воды животноводческих комплексов (могут содержать патогенные бактерии и яйца гельминтов)

4. организованный (ливневая канализация) и неорганизованные поверхностный сток с территории населенных пунктов, с/х полей (использование различных химических препаратов - минеральных удобрений, пестицидов и т.д.)

5. молевой сплав леса;

6. водный транспорт (сточные воды 3-х видов: фекальные, хозяйственно-бытовые и воды, получаемые в машинных отделениях).

Кроме того, дополнительными источника заражения воды возбудителями кишечных инфекций могут стать: сточные воды больниц; массовые купания; стирка белья в небольшом водоеме.

Загрязнения, поступающие в водоемы:

1. нарушают нормальные условия жизнедеятельности биоценоза водоема;

2. способствуют изменению органолептических показателей воды (цветность, привкус, запах, прозрачность);

3. повышают бактериальную загрязненность водоемов. Употребление человеком воды, не подвергшейся методам очистки и обеззараживания, приводит к развитию: инфекционных заболеваний, а именно бактериальных, дизентерии, холеры, вирусных (вирусных гепатит), зоонозам (лептоспироз, туляремия), гельминтозам, а так же заражение человека простейшими (амеба, инфузория туфелька);

4. увеличивают количество химических веществ, превышение ПДК которых в питьевой воде способствует развитию хронических заболеваний (например, накопление в организме свинца, бериллия)

Поэтому к качеству питьевой воды предъявляют следующие гигиенические требования:

1. Вода должна быть эпидемиологически безопасной в отношении острых инфекционных заболеваний;

2. должна быть безвредной по химическому составу;

3. вода должна иметь благоприятные органолептические показатели должна быть приятной на вкус, не должна вызывать эстетическое неприятие.

Для снижения заболеваемости человека, связанной с водным фактором передачи необходимо:

выполнение природоохранного комплекса мероприятий (предприятия источники загрязнений) и контроль над его выполнением (контролирующие органы министерства природного хозяйства, ФС «Роспотребнадзор»);

применение методов улучшения качества питьевой воды (водоканал);

Природная воды имеет слабощелочную реакцию (6,0-9,0). Увеличение щелочности указывает на загрязнение ее или цветение водоема. Кислая реакция воды отмечается при наличии гуминовых веществ или проникновении промышленных сточных вод.

Жесткость. Жесткость воды зависит от химического состава почвы, через которую проходит вода, содержания в ней оксида углерода, степени загрязнения ее органическими веществами. Измеряется либо в мг-экв/л, либо в градусах. По степени жесткости вода бывает: мягкая (до 3мг-экв/л); средней жесткости (7мг=экв/Л); жесткая (14мг=экв/л); очень жесткая (свыше 14мг-ээкв/Л). Очень жесткая вода имеет неприятный вкус, может ухудшать течение почечнокаменной болезни.

Окисляемость воды – это количество кислорода в миллиграммах, которое расходуется на химическое окислении е органических и неорганических веществ, содержащихся в 1л воды. Повышенная окисляемость может указывать на загрязнение воды.

Сульфаты в количествах, превышающих 500мг/л, придают воде горьковато-соленноватый вкус, при концентрации 1000-1500мг/л неблагоприятно влияют на желудочную секрецию, могут вызвать диспепсические явления. Сульфаты могут быть показателем загрязнения поверхностных вод животными отбросами.

Повышенное содержание железа вызывает окрашивание, помутнение, придает воде запах сероводорода, неприятный чернильный привкус, а в сочетании мс гуминовыми соединениями – болотный привкус.

Аммиак в воде расценивается как показатель опасного в эпидемиологическом отношении свежего загрязнения воды органическими веществами животного происхождения. Показателем более давнего загрязнения являются соли азотистой кислоты – нитраты, которые представляют собой продуты окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации наличие в воде нитратов без аммиака си солей азотистой кислоты указывает на завершение процесса минерализации и при высоком их содержании в воде свидетельствуют о давнишнем загрязнении ее. Однако содержание в воде всех трех компонентов – аммиака, нитритов и нитратов – свидетельствует о незавершенности процесса минерализации и опасном в эпидемиологическом отношении загрязнении воды.

52. Методы улучшения качества воды .

I.Основные методы

1.Осветление и обесцвечивание (очистка): отстаивание, фильтрация, коагуляция.

2.Обеззараживание: кипячение, хлорирование, озонирование, облучение УФ-лучами, использование олигодинамического действия серебра, применение ультразвука, применение гамма-лучей.

II.Методы специальной обработки: дезодорация, дегазация, обезжелезивание, умягчение, опреснение, обесфторирование, фторирование, дезактивация.

На первом этапе очистки воды из открытого водоисточника проводится ее осветление и обесцвечивание. Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов (в основном гуминовых веществ) и достигается отстаиванием, фильтрацией. Эти процессы протекают медленно и эффективность обесцвечивания невелика. Стремление ускорить осаждение взвешенных частиц, ускорить процесс фильтрации привело к проведению предварительного коагулирования воды химическими веществами (коагулянтами), образующими гидроокиси с быстро оседающими хлопьями и ускоряющими осаждение взвешенных частиц.

В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий – Al2(SO4)3; хлорное железо – FeCl3; сернокислое железо – FeSO4 и др. Коагулянты при правильно произведенной обработке воды безвредны для организма, так как остаточные количества алюминия и железа весьма малы (алюминия - 1,5 мг/л, железа – 0,5 – 1,0 мг/л).

После коагуляции и отстаивания вода подвергается фильтрации на скорых или медленных фильтрах.

При любой схеме заключительным этапом обработки воды на очистном сооружении водопровода должно быть обеззараживание. Его задача – уничтожение патогенных микроорганизмов, т.е. обеспечение эпидемической безопасности воды. Обеззараживание может быть проведено химиче-скими и физическими (безреагентными) методами.

Кипячение является простым и надежным методом. Вегетативные микроорганизмы погибают при нагревании до 800С уже через 20 – 40 се-кунд, поэтому в момент закипания вода фактически обеззаражена.

Ультразвук применяется для обеззараживания бытовых сточных вод. Он эффективен в отношении всех микроорганизмов, включая споровые формы, а так же его применение не приводит к пенообразованию при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма – излучение – очень надежный и эффективный метод, мгновенно уничтожающий все виды микроорганизмов.

К реагентам, которые не изменяют химического состава воды при обеззараживании, относится озон.

В настоящее время основным методом, используемым для обеззараживания воды на водопроводных станциях в силу технико – экономических причин, является метод хлорирования.

Эффективность обеззараживания воды зависит от подобранной дозы хлора, времени контакта активного хлора с водой, температуры воды и от многих других факторов.

К модификациям хлорирования относят: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование.

Кондиционирование минерального состава воды можно разделить на удаление из воды солей или газов, находящихся в ней в избыточном количестве (умягчение, обессоливание и опреснение, обезжелезивание, дефторирование, дегазация, дезактивация и др.) и добавление минеральных веществ с целью улучшения органолептических и физиологических свойств воды (фторирование, частичная минерализация после опреснения и др.).

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяются таблетированные формы, содержащие хлор. Аквасепт, таблетки, содержащие 4 мг активного хлора мононатриевой соли дихлоризоциануровой кислоты. Пантоцид – препарат из группы органических хлораминов, растворимость – 15- 30 минут. Выделяет 3 мг активного хлора.