Вода - является неотъемлемой частью нашей жизни, второй по важности, после кислорода, соединением, благодаря которому человек существует. Без воды живой организм может прожить 3-4 дня, после чего наступает обезвоживание. У воды нет запаха, ярко выраженного вкуса, цвета и калорий, как же тогда определить качество питьевой воды? В данной статье мы расскажем, как узнать, какую воду мы пьем - полезную или опасную для здоровья.

По утвержденным государственным стандартам (СанПину, ГОСТу) качество воды определяет содержание в ней биологических и химических компонентов, а также ее органолептические свойства. Химические показатели воды заключаются в содержании следующих веществ: алюминий, бор, барий, нитраты, свинец, ртуть, цинк, цианиды, рН (водородный показатель), нефтепродукты, ПАВ, жесткость и многих других. Биологические показатели воды состоят из наличия различных микробов и бактерий.

Вода, пригодная для питья, делится на 3 основные категории: первую, высшую, воду централизованного водоснабжения. Все эти категории воды безопасны и безвредны для здоровья человека. Вода центрального водоснабжения - это обычная вода из-под крана, которая есть дома у каждого. Вода первой категории (а также высшей) добыта из подземных родниковых или артезианских источников. Такая вода защищена от любых химических и биологических загрязнений. Более того, вода высшей категории обогащена солями и минералами, поэтому после ее использования может оставаться осадок.

«На глаз» определить свойства воды почти невозможно. Чистоту воды мы можем определить по ее эстетичным свойствам - если нет запаха и вкуса, то воду можно пить.

Повышенное содержание солей кальция легко определить по накипи в чайнике, а излишнее содержание железа покажет специфический вкус воды. Остальные вредные вещества (ПАВ- поверхностно-активные вещества) определить в воде очень трудно.

В домашних условиях проверить качество воды можно следующим способом: налейте определенное количество воды в прозрачную ёмкость (отлично подойдет аквариум), и дайте ей постоять 1-2 дня. Воду низкого качества Вы определите сразу, на белом фоне вода будет мутного зеленого цвета. Через 2 дня на дно емкости выпадет осадок, на стенках будет налёт, на поверхности воды могут появиться маслянистые разводы.

Чтобы узнать, что же за воду мы пьем, ее нужно проверить на состав. Поэтому только проведение анализа воды в соответствии с ГОСТом качества даст Вам уверенность, что вода безопасна для здоровья.

Где же можно провести анализ воды? В санитарно-эпидемиологической станции или в специализированных независимых лабораториях (они находятся в научных учреждениях). При обращении в ту или иную организацию, обязательно убедитесь, что данная лаборатория аккредитована и ее методики исследования соответствуют Госстандарту Российской Федерации.

Анализ воды может быть произведен 3 способами:

• сокращенным (базовым);
• полным;
• специфическим (зависит от определенных потребностей заказчика).

Стоимость исследования будет зависеть от выбора лаборатории и вида проведенного анализа.

Если вы живете в сельской местности и пользуетесь водой из каких-либо местных водоемов (колодцы, реки, озера, подземные источники), то вам необходимо выяснить, пригодна ли эта вода для питья.

Одновременно вы проделаете общественно полезную работу для окружающего вас населения.

Природная вода, в зависимости от места ее нахождения, бывает атмосферная, морская, речная, колодезная, вода минеральных источников и т. д.

Вода, проникающая в почву, называется почвенной. Она растворяет перегной и поэтому бывает богата органи­ческими веществами.

Почвенная вода для питья негодна, так как в ней имеется много, бактерий, среди которых находятся болезнетворные.

Все виды природной воды в той или иной мере содержат различное количество солей, а поэтому их вкус различен.

При помощи кипячения воду можно освободить от газов, солей и других примесей, но не полностью. Даже перегнанная (дистиллированная) вода не свободна от растворимых в ней газов. Только химически чистая вода не имеет никаких примесей.

Вода в зависимости от содержания солей может быть мягкая или жесткая.

На практике используют различные методы определения качества воды :

1. Определение прозрачности воды.

На стенку цилиндра наклейте узкую полоску миллиметровой бумаги. Цилиндр установите на печатный текст и начинайте вливать дистиллированную воду, следя за тем, чтобы можно было читать сверху через воду напечатанное. Воду вливайте до тех пор, пока можно различать шрифт. Отметьте, на какой высоте исчезла видимость шрифта. Затем налейте еще некоторое количество воды и начинайте через сифон спускать воду до тех пор, пока не появится четкая видимость букв и цифр. Снова отметьте уровень воды в сантиметрах и сравните с высотой уровня в первом случае. При правильном проведении опыта и нормальном зрении обе величины должны совпадать.

Степень прозрачности определяется высотой жидкости в сантиметрах.

После того как будет установлена прозрачность дистиллированной воды, приступите к определению прозрачности испытуемой воды. Для этого удалите из цилиндра дистиллированную воду и налейте в нее испытуемую воду, предварительно ее взболтав. Наблюдайте, как было уже указано выше, и установите прозрачность данной воды.

2. Определение цвета воды.

Для определения цвета воды существует несколько способов: а) более упрощенный, при помощи сравнения с дистиллированной водой, или б) более сложный, колориметрический, который является более точным.

В одну пробирку налейте дистиллированную воду, в другую испытуемую. Обе пробирки поставьте рядом и сзади приложите лист чистой белой бумаги.

Сравнивая окраску воды в пробирках, установите цвет испытуемой воды.

Вода может иметь различные оттенки: розоватый, желтоватый, зеленоватый и т. д.

Чаще всего вода в открытых водоемах и колодцах имеет желтоватый цвет от примесей железа.

3. Определение взвешенных частиц в воде.

В мерную литровую колбу налейте до черты испытуемую воду, некоторое время ее взбалтывайте, затем фильтруйте через бумажный фильтр, предварительно высушенный и взвешенный на точных весах. После этого фильтр выньте из воронки и просушите в сушильном шкафу при температуре 105-110 °C в течение 30 минут, затем фильтр перенесите в эксикатор, где он остынет в течение 20 минут, после чего его быстро взвесьте.

Количество взвешенных частиц в миллиграммах на литр воды определите по разности веса фильтра до опыта и со взвешенными веществами.

4. Определение запаха и вкуса воды.

Нормальная вода не имеет запаха и приятна на вкус. Если вода имеет запах тухлых яиц, то в ней содержится сероводород, особенно это заметно бывает при нагревании. Если вода имеет затхлый или гнилостный запах, это означает, что в ней содержится много разложившихся органических веществ.

Наличие в воде сероводорода можно определить химическим путем при помощи йодометрии, которая заключается в том, что йод, являясь окислителем, вступает во взаимодействие с сероводородом и, отнимая от иона серы два электрона, восстанавливается до иона I — . Сера же, отдав свои электроны, выделяется в свободном состоянии.

I 2 + Н 2 S = 2HI + S.

В растворе получается йодистый водород.

Возьмите 50 мл испытуемой воды и прибавьте к ней по каплям раствора йода (можете использовать йодную настойку).

Если в испытуемой воде имеется сероводород, то жидкость не окрасится от прибавления йода в коричневый цвет, а начнет мутнеть от взвешенных частиц серы.

5. Определение щелочности или кислотности воды.

Вода может содержать кислоту или щелочь, но чаще всего бывает нейтральна.

Щелочность воды можете определить при помощи 2-процентного спиртового раствора фенолфталеина.

Возьмите в пробирку до половины ее объема испытуемой воды и прилейте несколько капель раствора фенолфталеина. Если жидкость окрасится в розовый цвет, то вода имеет щелочную реакцию.

Кислотность определяется при помощи 1-процентного раствора метилового оранжевого. В пробирку с 10 мл испытуемой воды прилейте несколько капель водного раствора метилового оранжевого.

Если цвет индикатора изменится из оранжевого в красный, вода содержит кислоту.

При желании можно провести количественное определение щелочи или кислоты при помощи титрования. Определение щелочности ведите 0,01 n раствором НС1, а кислоты - 0,01 n раствором едкого натра.

6. Определение жесткости воды.

Жесткой водой называют воду, содержащую главным образом кальциевые и магниевые соли. В такой воде плохо развариваются овощи, мыло не мылится, после кипячения воды на стенках сосудов образуются большие отложения накипи. Происхождение жесткой воды объясняется тем, что вода, проходя через слои, богатые солями кальция и магния, растворяет последние и насыщается ими.

Различают три вида жесткости: временную, или карбонатную, постоянную, или некарбонатную, и общую. При временной жесткости в воде находятся бикарбонаты кальция и магния, которые при кипячении осаждаются:

Са(НСО 3) 2 = СаСО 3 + СO 2 + Н 2 O

Присутствие в воде сернокислых, хлористых и азотнокислых солей характеризует постоянную жесткость. Наличие в воде тех и других (карбонатных и некарбонатных) солей вызывает общую жесткость.

Сначала определите временную жесткость воды. Для этого профильтруйте 100 мл воды, затем прибавьте в нее 2-3 капли раствора индикатора метилового оранжевого и титруйте 0,1 n раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в оранжево-красную.

Допустим, что на титрование 100 мл воды пошло 0,5 мл 0,1 n раствора соляной кислоты, то на 1 л идет 5 мл.

H k = (n∙0,0028∙10000)/20,04 = 1,4 n.

где H k – карбонатная жеткостть, n – количество мл 0,1 n раствора HCl, исрасходованного на титрование, 0,0028 – титр соляной кислоты на оксид кальция в мг/л воды, 20,04 – коэффициент для пересчета мг-эквивалент жесткости.

Так как Вы затратили 5 мл 0,1 n раствора HCl, то n = 0,5 мл, а жескость воды равна 5∙1,4 7 мг-екв.

При титровании происходит следующая реакция:

Са(НСО 3) 2 + 2НС1 = СаСl 2 + 2Н 2 O + 2СO 2 .

Мg(НСО 3) 2 + 2НС1 = МgСl 2 + 2Н 2 O + 2СO 2 .

Для определения временной жесткости в градусах необходимо число миллилитров израсходованной кислоты умножить на 2,8 В. В данном случае 0,5 мл∙2,8 = 1,4 градуса в 100 мл воды, а в 1 л 14 градусов, что составляет 10 мг. 14 = 140 мг Са. (1 градус жесткости соответствует в 1 л воды 10 мг Са.)

Для определения постоянной жесткости воды приготовьте децинормальные растворы едкого натра и углекислого натрия, отмерьте по 12,5 мл каждого и слейте вместе. Можно сразу приготовить смесь, взяв 2 г едкого натра и 2,75 г карбоната натрия на 1 л дистиллированной воды. Полученную смесь (25 мл) прилейте к 100 мл испытуемой воды и выпарьте досуха на водяной бане, после чего остаток обработайте дистиллированной водой, свободной от СО 2 , для чего дистиллированную воду кипятите в течение 5 минут. Жидкость отфильтруйте от осадка и последний промойте, а жидкость опять отфильтруйте. Оба фильтрата слейте вместе и титруйте 0,1 n раствором НС1 в присутствии индикатора метилового оранжевого.

По числу миллилитров израсходованной кислоты можно определить количество находившихся в остатке щелочей. Допустим, что на титрование израсходовано 11 мл 0,1 n раствора НС1. Следовательно, на осаждение сульфата кальция и сульфата магния израсходовано 25 мл - 11 мл = 14 мл раствора карбоната натрия и едкого натра, что соответствует согласно формуле Н 0 = 1,4(m-n) = 4,2 мг-экв.

Подставьте данные в формулу и вы получите: НС1 = 1,4 -(14-11) = 4,2 мг-экв или в 1 л содержится 20,04∙4,2 = 84,168 мг кальция.

Определение общей жесткости проводится несколько иначе: возьмите по 12,5 мл децинормального раствора едкого натра и углекислого натрия и кипятите в течение 3 минут с момента закипания жидкости. Полученную жидкость в охлажденном состоянии слейте в мерную колбу емкостью 200 мл. Сосуд, где была жидкость, сполосните дистиллированной водой и влейте ее в мерную колбу, затем в колбу влейте дистиллированную воду до метки. Взболтайте жидкость в колбе и фильтруйте через обыкновенный фильтр. Первые 30-40 мл вылейте, а из остального фильтрата возьмите 100 мл, которые титруйте в присутствии индикатора метилового оранжевого 0,1 n НС1 до перехода окраски из желтой в оранжево-красную. Количество затраченных мл 0,1 n раствора НС1 (11 мл) умножьте на 2, произведение вычтите из 25 (количество смеси NaОН и Na 2 СO 3), остаток умножьте на 2,8. Получите градусы общей жесткости. (25 мл ‒ 11∙2)-2,8 = 8,4 градуса. 10 мг∙8,4 = 84 мг Са.

Природные воды по своей жесткости классифицируются следующим образом:

Мг-экв Са и Мg В градусах

Очень мягкая 0,5-1,5 1-3

Мягкая 1,5-3 3-6

Средняя 3-6 6-12

Жесткая 6-10 12-20

Очень жесткая Более 10 Более 20

Для борьбы с жесткостью воды прибегают к специальной очистке при помощи различных щелочей и солей.

Очистить воду от углекислых солей кальция и магния можно кипячением или химическим путем при помощи осаждения следующими реактивами: Са(ОН) 2 , NаОН, Na 2 СO 3 , Nа 2 НРO 4 , ВаСO 3 и т. д.

Существует несколько способов смягчения воды. Наиболее распространенным способом следует считать содово-известковый способ:

Са(НCO 3) 2 + Са(ОН) 2 = 2СаС0 3 ↓ + 2Н 2 O.

Мg(НСO 3) 2 + Са(ОН) 2 = СаСO 3 + МgСO 3 + 2Н 2 O.

Бикарбонат кальция находится в растворе, при прибавлении извести он переходит в карбонат кальция, и последний выпадает в осадок. Бикарбонат магния под действием щелочи переходит в углекислый магний, выпадающий в осадок. После фильтрования вода становится мягкой.

Другой способ удаления жесткости воды при помощи едкого натра:

Са(НСО 3) 2 + 2NaОН = СаСО 3 ↓ + Na 2 СО 3 + 2Н 2 О.

Мg(НСО 3) 2 + 2NaОН = МgСО 3 + Na 2 СО 3 + 2Н 2 O.

Для смягчения воды применяют также фосфорнокислые соли натрия -тринатрийфосфат и динатрийфосфат:

СаSO 4 + Nа 2 НРО 4 = СаНРO 4 + Nа 2 SO 4 .

Са(НСО 3) 2 + Na 2 НРO 4 = СаНРO 4 + 2NаНСO 3 .

7. Опреление железа в воде.

В воде могут быть закисные или окисные соли железа. Сначала определите наличие окисных соединений. Для этой цели используйте следующие реактивы: роданистый калий или роданистый аммоний, или железисто-синеродистый калий. В пробирку налейте испытуемой воды до половины ее объема и прилейте несколько капель 5-процентного раствора роданистого калия или аммония. Если жидкость окрасится в красный цвет, то можно быть уверенным, что в воде имеются окисные соединения железа. Соли закисного железа не дают красного окрашивания с роданистыми соединениями. Если в школе нет роданистого калия или аммония, можно использовать другой реактив - железистосинеродистый калий (желтая кровяная соль). 5-процентный раствор железистосинеродистого калия по каплям прилейте в испытуемую воду. Появление синей окраски указывает на присутствие солей окисного железа. Соли окисного железа при взаимодействии с железистосинеродистым калием дают берлинскую лазурь.

Можете также использовать основную уксуснокислую соль натрия, приливая ее в кипящую воду; при наличии в ней солей окисного железа выпадает красно-бурый осадок.

Если в воде отсутствуют соли окисного железа, а есть соли закисного железа, то для их определения существует весьма чувствительный реактив - железосинеродистый калий (красная кровяная соль), дающий синий осадок турнбулевой сини.

Для перевода закисного железа в окисное поступают следующим образом: в воду прибавляют серную или соляную кислоту и нагревают ее до кипения, затем по каплям прибавляют концентрированную азотную кислоту.

Если в воде находится железо, то раствор становится буро-желтым, что указывает на наличие окисного железа.

8. Определение органических соединений в воде.

Вода, проходя через почву, растворяет некоторые органические соединения. Для их определения применяют марганцовокислый калий.

В пробирку с испытуемой водой прилейте немного раствора марганцовокислого калия и нагрейте до кипения. При наличии органических веществ в воде появляется темно-коричневый осадок диоксида марганца.

Дать приближенные сведения о том, что течет из водопроводного крана, может несложный анализ воды в домашних условиях, который можно провести, используя поручные средства. Но какую «гремучую смесь» на самом деле пьет человек? Можно ли достоверно узнать качество потребляемой воды? Около 76% людей ежедневно контактируют с ядом, который течет из крана в их квартирах. Факт легко докажет простой анализ воды в домашних условиях при помощи органов чувств. Концентрированный тяжелыми металлами, сероводородом, железом, различными химическими соединениями и солями «реактив» медленно отравляет организм. Не лабораторный анализ воды дома не покажет всей плачевности картины, но достаточно убедительно продемонстрируют серьезность ситуации. Провести недорогое по стоимости профессиональное исследование воды поможет наша компания.

Зачем проводить предварительные анализы воды дома?

Магистральные трубы (соединяют водозаборную станцию с квартирами в домах) уже давным-давно стали непригодными к эксплуатации. Они коррозируют, разгерметизируются, ржавеют, обрастают бактериальными колониями. Все это смывается водой в стакан, из которого мы пьем. Согласно исследованиям питьевая вода в 69% многоквартирных домов непригодна даже для хозяйственно-бытовых нужд.

Требует проверки и колодезная вода, вода из скважин. Экологическая обстановка в стране оставляет желать лучшего. Почва, а значит, и грунтовые воды засоряются выбросами, отходами, количество свалок растет. Все это сказывается на качестве того, что мы пьем. Чтобы обезопасить себя, достаточно знать, как проверить качество воды в домашних условиях, используя примитивные методы исследования. Если в ходе проверки вы заметили ухудшение показателей, то мы рекомендуем заказать профессиональный анализ. Наши специалисты, получив результаты, предложат и наиболее эффективные способы по защите вашего здоровья.

Какой тест воды в домашних условиях можно провести?

Определить пригодность образца для питья можно, сделав тест воды в домашних условиях - проверяем:

1. Привкус и аромат образца при 20 0 С.
   Нагреть 1 литр водопроводной воды до 20 0 С. Чистая жидкость не имеет привкуса и запаха. Даже малейшие отклонения делают ее непригодной.
2. Запах и вкус образца при 60 0 С.
   Если проверка воды в домашних условиях по 1 пункту дала результат «чистая», стоит нагреть образец до 60 0 С (температура, при которой вкус и запах сильнее выражены). Оценить по критериям: не должна горчить, быть соленой (солоноватый привкус могут иметь образцы из естественных источников), кислой, давать металлический привкус, щипать (присутствие щелочи). Наличие запаха говорит о присутствии в составе микроорганизмов, хлора, аммиака, продуктов жизнедеятельности бактерий.
3. Цветность образца.
   Наши специалисты определяют ее с помощью сравнения образца с эталоном качества. Чистая вода должна иметь цветность ниже 20 по платиново-кобальтовой шкале. Потому проверка воды на дому не позволит точно определить результат (нет эталона для сравнения), но заставит задуматься. Необходимо налить водопроводную (скважинную, колодезную) воду в прозрачную и чистую емкость, изучить ее на свету. Чтобы заметить даже легкий окрас, необходимо за емкостью расположить чистый белый лист. Если тестируется жидкость из природных источников (скважина, колодец), то незначительный оттенок допускаются. Водопроводная же вода не должна иметь оттенка. В обычном стакане проверить качество воды в домашних условиях будет сложно. Нужен тонкостенный цилиндр или специальная емкость.
4. Прозрачность образца.
   Стоит сделать небольшое отступление. Образцы, взятые из грунтовых вод (скважина, колодец), обычно мутноваты, поскольку насыщены оксидом железа, солями. Их прозрачность в лаборатории проверяется специальным устройством - колориметром. Но вот водопроводная вода, которую можно безопасно пить, должна иметь 100% прозрачность. Чтобы проверка качества воды в домашних условиях на прозрачность дала приблизительно достоверные результаты, необходимо взять чистую, тонкостенную емкость из стекла, наполнить ее до половины и рассмотреть на свет, изменяя углы просмотра.
5. Жесткость образца.
   Наличие в жидкости магния и кальция, их солей обуславливают ее жесткость. В ней очень плохо пенится стиральный порошок, мылится мыло, дольше готовятся овощи, ей требуется больше времени для вскипания, поскольку плотность ее выше. Но самый главный критерий - осадок на стенках чайника или сосуда, в котором кипел образец. На степень жесткости проверить воду в домашних условиях очень легко - нужно «прокипятить» образец и оценить количество осадка.

Приобретая дачный участок или дом вблизи водоема, мы рекомендуем протестировать и качество воды в поверхностных источниках. Делая анализ, пить воду из таких источников нельзя. Велика вероятность заболеть инфекционными заболеваниями. В этом случае лучше заказать химическое, бактериологическое и микробиологическое исследование образца в нашей лаборатории. Мы предлагаем низкие цены и высокий уровень обслуживания.

Как правильно проверить воду дома: правила взятия проб

Если проводится определение качества воды в домашних условиях самими владельцами квартиры, тогда соблюдать правила ее отбора не нужно, поскольку посредством органов чувств определить химический, микробиологический и бактериологический состав невозможно. Но если вы решили заказать лабораторный анализ, тогда сбор материала стоит проводить, соблюдая определенные правила:

• Набирать воду в стерильный плотный пакет или емкость. Их можно купить в нашей компании;
• Протереть кран и вентиль 96% спиртом. Руки необходимо тоже обработать;
• Перед сбором воды спустить ее (полная мощность струи) в течение 10-15 минут;
• Собрать не менее 0,5 л воды, но лучше до 2 л;
• Горлышко емкость или пакет не должны при заборе касаться посторонних предметов: крана, раковины, ведра и так далее. Лучше надеть стерильные перчатки.

Решив проверить воду дома (кран, скважина, колодец, водоем) и в лаборатории, помним: микробиологический анализ достоверен, если исследование проведено через 2 часа после взятия пробы, а вот химический и бактериологический можно провести через 1-2 дня. Образец необходимо держать в темном месте при температуре не выше +8 0 С. Чтобы не испортить пробу, лучше ее взятие доверить нашим специалистам. Позвоните нам, если у вас есть вопросы, или вы нуждаетесь в профессиональной консультации по вопросам очистки воды в квартире или частном доме.

« ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ»

ВВЕДЕНИЕ.

В различных аналитических лабораториях нашей страны специалисты ежегодно выполняют не менее 100 млн. анализов качества воды, причем 23 % определений заключается в оценке их органолептических свойств, 21 % - мутности и концентра­ции взвешенных веществ, 21 % составляет определение общих показателей - жесткости, солесодержания, ХПК, БПК, 29 % - определение неорганических веществ, 4 % - определение отдельных органических веществ. Значительное количество анализов выполняют санитарно-эпидемиологические службы.

Результаты анализов показы­вают, что в химическом отношении опасной для здоровья яв­ляются каждая четвертая проба, в бактериальном - каждая пятая. Необходимо отметить также, что стоимость комплекс­ного анализа качества питьевой воды за рубежом составляет около 1100 долларов.

По нормативам качества, определяющим наличие и до­пустимые концентрации примесей, воды различают как питье­вую, природные воды (водоемов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения) и сточные воды (нормативно-очищенные, стоки неизвестного происхождения, ливневые).

Иногда выделяют также различные виды источников водопотребления, например, водопровод , колодцы, артезианские скважины, подземные источники и поверхностные источники и др. Подобное выделение проводится в тех случаях, когда не­обходимо учесть специфику источника, либо когда можно ожидать какие-либо характерные способы загрязнения воды, а также пути распространения загрязнений.

Нормативы качества воды различных источников - пре­дельно-допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) и ориентировочно-безопасные уровни воздействия (ОБУВ) - содержатся в нормативно-технической литературе, составляющей водно-санитарное законодательство. К ним, в частности, относятся Государствен­ные стандарты - ГОСТ 2874, ГОСТ 24902, ГОСТ 17.1.3.03, различные перечни, нормы, ОБУВ, санитарные правила и нор­мы охраны поверхностных вод от загрязнений сточными вода­ми СНиП № 000 и др.

Среди нормативов качества воды устанавливаются ли­митирующие показатели вредности - органолептические, санитарно-токсикологические или общесанитарные. Лимити­рующий показатель вредности - это признак, характеризую­щийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде.

К органолептическим лимитирующим показателям от­носятся нормативы для тех веществ, которые вызывают не­удовлетворительную органолептическую оценку (по вкусу, за­паху, цвету, пенистости) при концентрациях, находящихся в пределах допустимых значений. Так, ПДК для фенола, уста­навливаемая по наличию запаха, составляет 0,001 мг/л при ус­ловии хлорирования воды, и 0,1 мг/л - в отсутствии хлориро­вания. К органолептическим лимитирующим показателям относят также ПДК для имеющих окраску соединений хрома (VI) и хрома (Ш); имеющих запах и характерный привкус ке­росина и хлорофоса; образующего пену сульфолана и т. п.

Ли­митирующие общесанитарные показатели устанавливаются в виде нормативов для относительно малотоксичных и неток­сичных соединений - например, уксусной кислоты, ацетона , дибутилфталата и т. п.

Для остальных (основной массы) вред­ных веществ установлены лимитирующие санитарно-токсикологические показатели вредности.

НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Водоснабжение и канализация" href="/text/category/vodosnabzhenie_i_kanalizatciya/" rel="bookmark">водоснабжения . Контроль качества»

1.1. Температура

Температура является важной гидрологической характе­ристикой водоема, показателем возможного теплового загряз­нения. Тепловое загрязнение водоема происходит обычно в ре­зультате использования воды для отвода избыточного тепла и сбрасывания воды с повышенной температурой в водоем. При тепловом загрязнении происходит повышение температуры воды в водоеме по сравнению с естественными значениями температур в тех же точках в соответствующие периоды сезона.

Основные источники промышленных тепловых загряз­нений - теплые воды электростанций (прежде всего атомных) и крупных промышленных предприятий, образующиеся в ре­зультате отведения тепла от нагретых агрегатов и машин. Электростанции часто сбрасывают в водоемы воду, имеющую температуру на 8-12 °С больше, чем забираемая из того же во­доема вода. Тепловое загрязнение опасно тем, что вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности и ускорение естественных жизненных циклов водных организмов, измене­ние скоростей химических и биохимических реакций, проте­кающих в водоеме. В условиях теплового загрязнения значи­тельно изменяются кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения водоема, изменяется интенсивность фотосинтеза и др. В результате этого нарушается, часто необ­ратимо, природный баланс водоема, складываются особые эко­логические условия, негативно сказывающиеся на животном и растительном сообществе, в частности:

Подогретая вода дезориентирует водные организмы, соз­дает условия для истощения пищевых ресурсов;

Усиливаются температурные различия по вертикальным слоям, особенно в холодный сезон, по «вывернутому» типу, противоположному тому, который складывается в результате естественного распределения температур воды;

При повышении температуры воды, уменьшается кон­центрация растворенного кислорода, что усугубляет ки­слородный режим, особенно в зонах сброса коммуналь­но-бытовых стоков;

При повышенной температуре многие водные организмы, и в частности рыбы, находятся в состоянии стресса, что снижает их естественный иммунитет;

Происходит массовое размножение сине-зеленых водо­рослей;

Образуются тепловые барьеры на путях миграций рыбы;

Уменьшается видовое разнообразие растительного и жи­вотного «населения» водоемов и др.

Специалисты установили: чтобы не допустить необрати­мых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных (теплых) вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за послед­ние 10 лет.

2. Органолептические показатели

Любое знакомство со свойствами воды, сознаем мы это или нет, начинается с определения органолептических показа­телей, т. е. таких, для определения которых мы пользуемся на­шими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом), Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. К органолептическим характеристи­кам относятся цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус и привкус, пенистость.

2.1. Цветность

Цветность - естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплекс­ных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной рас­тительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водо­сборном бассейне болот и торфяников и др. Цветность воды определяется визуально или фотомет­рически, сравнивая окраску пробы с окраской условной 100-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K2Cr2О7 и сульфата кобальта CoS04. Для воды поверхностных водоемов этот показатель допускается не более 20 градусов по шкале цветности.

2.2. Запах

http://pandia.ru/text/78/462/images/image004_74.gif" height="117">

Искусственного происхождения

Естественного происхождения

ЗАПАХ

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахну­щих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все органические ве­щества (в особенности жидкие) имеют запах и передают его воде. Обычно запах определяют при нормальной (20 °С) и при повышенной (60 °С) температуре воды.

Запах по характеру подразделяют на две группы, описы­вая его субъективно по своим ощущениям:

1) естественного происхождения (от живущих и отмерших ор­ганизмов, от влияния почв, водной растительности и т. п.);

2) искусственного происхождения . Такие запахи обычно зна­чительно изменяются при обработке воды.

Характер и интенсивность запаха

Интенсивность запаха оценивают по 5-балльной шкале , приведенной в табл. 5 (ГОСТ 3351).

Таблица для определения характера и интенсивности запаха

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка ин­тенсивности запаха
	Запах не ощущается
Очень слабая	Запах сразу не ощущается, но обнару­живается при тщательном исследовании (при нагревании воды)
Слабая	Запах замечается, если обратить на это внимание
Заметная	Запах легко замечается и вызывает не­одобрительный отзыв о воде
Отчетливая	Запах обращает на себя внимание и за­ставляет воздержаться от питья
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Можно количественно определить интенсивность запаха как степень разбавления анализируемой воды водой, лишенной запаха. При этом определяют «пороговое число» запаха.

2.3. Вкус и привкус

Оценку вкуса воды проводят питьевой природной во­дой при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Раз­личают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий . Осталь­ные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т. п.).

Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 6 (ГОСТ 3351). При определении вкуса и привкуса воду не проглатывать!

Таблица для определения характера и интенсивности вкуса и привкуса

Интенсив­ность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка ин­тенсивности вкуса и прив­куса
	Вкус и привкус не ощущаются
Очень слабая	Вкус и привкус сразу не ощущаются по­требителем, но обнаруживаются при тща­тельном тестировании
	Вкус и привкус замечаются, если обратить на это внимание
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызы­вают неодобрительный отзыв о воде
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внима­ние и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

Для питьевой воды допускаются значения показателей вкус и привкус не более 2 баллов.

2.4. Мутность

Мутность воды обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей - нерастворимых или кол­лоидных частиц различного происхождения.

Мутность воды обусловливает и некоторые другие ха­рактеристики воды - такие как:

Наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим, измеря­ясь в миллиметрах;

- взвешенные вещества, или грубодисперсные приме­си - определяются гравиметрически после фильтрования про­бы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно малоинформативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод;

- прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который на белой бумаге можно различать стандартный шрифт см. раздел «Прозрачность».

Мутность воды

Мутность не заметна (отсутствует)

Слабо опалесцирующая

Опалесцирующая

Слабо мутная

Мутная

Очень мутная

2.5. Прозрачность

Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлено ее цветом и мутностью, т. е. содержанием в ней различных ок­рашенных и минеральных веществ. Прозрачность воды часто определяют наряду с мутностью, особенно в тех случаях, когда вода имеет незначительные окраску и мутность, которые за­труднительно обнаружить.

2.6. Пенистость

Пенистостью считается способность воды сохранять ис­кусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствия таких ве­ществ, как детергенты (поверхностно-активные вещества) при­родного и искусственного происхождения и др. Пенистость определяют, в основном, при анализе сточ­ных и загрязненных природных вод.

3. Водородный показатель (рН)

Водородный показатель (рН) представляет собой отрица­тельный логарифм концентрации водородных ионов в раство­ре: рН= - lg.

Для всего живого в воде (за исключением некоторых ки­слотоустойчивых бактерий) минимально возможная величина рН=5; дождь, имеющий рН < 5,5, считается кислотным дождем.

В питьевой воде допускается рН 6,0-9,0; в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользова­ния - 6,5-8,5. Величина рН природной воды определятся, как правило, соотношением концентраций гидрокарбонат-анионов и свободного СО2;. Пониженное значение рН характерно для болотных вод за счет повышенного содержания гуминовых и других природных кислот.

Измерение рН при контроле качества природной и пить­евой воды проводится практически повсеместно.

4. Щелочность и кислотность

Щелочность обусловлена присутствием в воде веществ, содержащих гидроксо-анион, а также веществ, реагирующих с сильными кислотами (соляной, серной). К таким соединениям относятся:

1) сильные щелочи (КОН, NaOH) и летучие основания (на­пример, NНз x Н2О), а также анионы, обуславливающие высокую щелочность в результате гидролиза в водном растворе при рН>8,4 (S2-, P043-, SiOз2- и др.);

2) слабые основания и анионы летучих и нелетучих слабых кислот (НСОз-; СОз2-, Н2Р04-; НРО42-, СНзСОО-, HS-, анионы гуминовых кислот и др.).

Щелочность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно исполь­зуют соляную кислоту с концентрацией 0,05 или 0,1 г-экв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора.

При нейтрализации сильных щелочей до значений рН 8,0-8,2 в качестве индикатора используют фенолфталеин. Определяемая таким образом величина называется свободной щелочностью.

При нейтрализации слабых оснований и анионов летучих и нелетучих слабых кислот до значений рН 4,2-4,5 в качестве индикатора используют метиловый оранжевый. Определяемая таким об­разом величина называется общей щелочностью . При рН 4,5 проба воды имеет нулевую щелочность.

Соединения первой группы из приведенных выше опреде­ляются по фенолфталеину, второй - по метилоранжу. Щелоч­ность природных вод в силу их контакта с атмосферным возду­хом и известняками, обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов , которые вносят значительный вклад в минерализацию воды. Мы уделим этим компонентам достаточно внимания, рассмотрев подробно в разделе «Карбонаты и гидрокарбонаты». Соединения первой группы могут содержаться также в сточных и загрязненных по­верхностных водах.

Аналогично щелочности, иногда, главным образом при анализе сточных и технологических вод, определяют кислот­ность воды.

Кислотность воды обусловлена содержанием в воде ве­ществ, реагирующих с гидроксо-анионами. К таким соедине­ниям относятся:

1) сильные кислоты: соляная (НС l ), азотная (Н N Оз), сер­ная ( H 2 S 04);

2) слабые кислоты: уксусная (СНзСООН); сернистая (Н2 S Оз); угольная (Н2СОз); сероводородная ( H 2 S ) и т. п.;

3) катионы слабых оснований: аммоний ( NH 4 + ) катионы органических аммонийных соединений.

Кислотность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной щелочи (обычно исполь­зуют растворы КОН или NaOH с концентрацией 0,05 или 0,1 г-экв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора. Анало­гично показателю щелочности, различают свободную и общую кислотность. Свободная кислотность определяется при титро­вании сильных кислот до значений рН 4,3-4,5 в присутствии в качестве инди­катора метилового оранжевого. В этом диапазоне оттитровываются НС l , HNO з, H 2 SO 4 НзР O 4 .

Естественная кислотность обусловлена содержанием слабых органических кислот природного происхождения (на­пример, гуминовых кислот). Загрязнения, придающие воде по­вышенную кислотность, возникают при кислотных дождях, при попадании в водоемы не прошедших нейтрализацию сточ­ных вод промышленных предприятий и др.

Общая кислотность обусловлена содержанием катионов слабых оснований, определяется при титровании до значений рН 8,2-8,4 в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора. В этом диапазоне оттитровываются слабые кисло­ты - органические, угольная, сероводородная, катионы сла­бых оснований.

5. Минеральный состав

Минеральный состав воды интересен тем, что отражает результат взаимодействия воды как физической фазы и среды жизни с другими фазами (средами): твердой, т. е. береговыми и подстилающими, а также почвообразующими минералами и породами; газообразной (с воздушной средой) и содержащейся в ней влагой и минеральными компонентами. Кроме того, ми­неральный состав воды обусловлен целым рядом протекающих в разных средах физико-химических и физических процессов - растворения и кристаллизации, пептизации и коагуляции, седиментации, испарения и конденсации и др. Большое влия­ние на минеральный состав воды поверхностных водоемов оказывают протекающие в атмосфере и в других средах хи­мические реакции с участием соединений азота, углерода, кислорода, серы и др.

Ряд показателей качества воды, так или иначе, связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных веществ. Содержащиеся в воде минеральные со­ли вносят разный вклад в общее солесодержание, которое мо­жет быть рассчитано суммированием концентраций каждой из солей. Пресной считается вода, имеющая общее солесодержа­ние не более 1 г/л. Можно выделить две группы минеральных солей, обычно встречающихся в природных водах.

Основные компоненты минерального состава воды

Компонент минерального состава воды	Предельно-допустимая кон­центрация (ПДК) 15
ГРУППА 1
1. Катионы:
Кальций (Са2+)
Натрий (Na+)
Магний (Mg2+)
2. Анионы:
Гидрокарбонат (НСОз-)
Сульфат (S042-)
Хлорид (Сl-)
Карбонат (СОз2-)
ГРУППА 2
/. Катионы
Аммоний (NH4+)
Тяжелые металлы	0,001 ммоль/л
Железо общее (сумма Fе2+иFе3+)
2.Анионы
Нитрат (NOз-)
Ортофосфат (РО43-)
Нитрит (N02-)

Как видно из табл. 8, основной вклад в минеральный состав вносят соли 1-й группы), и образуют так называемые «глав­ные ионы»), которые определяют в первую очередь. К ним от­носятся хлориды, карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты. Со­ответствующими катионами для названных анионов являются калий, натрий, кальций, магний. Соли 2-й группы также необ­ходимо учитывать при оценке качества воды, т. к. на каждую из них установлено значение ПДК, хотя они вносят незначитель­ный вклад в солесодержание природных вод.

Минерализация

Суммарное содержание всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ; обычно выражается в мг/дм 3 (до 1000 мг/дм 3) и ‰ (более 1000 мг/дм 3).

Многие производства, сельское хозяйство, предприятия питьевого водоснабжения предъявляют определенные требования к качеству вод, в частности, к минерализации, так как воды, содержащие большое количество солей, отрицательно влияют на растительные и животные организмы, технологию производства и качество продукции, вызывают образование накипи на стенках котлов, коррозию, засоление почв.

Классификация природных вод по минерализации .

	Минерализация, г/дм 3
Ультрапресные	< 0.2
Пресные	0.2 - 0.5
Воды с относительно повышенной минерализацией	0.5 - 1.0
Солоноватые	1.0 - 3.0
Соленые	3 - 10
Воды повышенной солености	10 - 35
Рассолы	> 35

Электропроводность

Электропроводность - это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных солей и температуры. Природные воды представляют в основном растворы смесей сильных электролитов. Минеральную часть воды составляют ионы Na + , K + , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2- , HCO 3 - . Этими ионами и обуславливается электропроводность природных вод. Присутствие других ионов, например, Fe 3+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Al 3+ , NO 3 - , HPO 4 -, H 2 PO 4 - не сильно влияет на электропроводность, если эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах (например, ниже выпусков производственных или хозяйственно-бытовых сточных вод). По значениям электропроводности природной воды можно приближенно судить о минерализации воды с помощью предварительно установленных зависимостей.

Затруднения, возникающие при оценке суммарного содержания минеральных веществ (минерализации) по удельной электропроводности связаны с:

1. неодинаковой удельной электропроводимостью растворов различных солей;

2. повышением электропроводимости с увеличением температуры.

Величина удельной электропроводности служит приблизительным показателем их суммарной концентрации электролитов, главным образом, неорганических, и используется в программах наблюдений за состоянием водной среды для оценки минерализации вод. Удельная электропроводность - удобный суммарный индикаторный показатель антропогенного воздействия.

Температура

Температура воды в водоеме является результатом нескольких одновременно протекающих процессов, таких как солнечная радиация, испарение, теплообмен с атмосферой, перенос тепла течениями, турбулентным перемешиванием вод и др. Обычно прогревание воды происходит сверху вниз. Годовой и суточный ход температуры воды на поверхности и глубинах определяется количеством тепла, поступающего на поверхность, а также интенсивностью и глубиной перемешивания. Суточные колебания температуры могут составлять несколько градусов и обычно проникают на небольшую глубину. На мелководье амплитуда колебаний температуры воды близка к перепаду температуры воздуха.

Температура воды - важнейший фактор, влияющий на протекающие в водоеме физические, химические, биохимические и биологические процессы, от которого в значительной мере зависят кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения. Значения температуры используют для вычисления степени насыщения воды кислородом, различных форм щелочности, состояния карбонатно-кальциевой системы, при многих гидрохимических, гидробиологических, особенно лимнологических исследованиях, при изучении тепловых загрязнений.

Взвешенные вещества (грубодисперсные примеси)

Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и с режимом стока и зависит от таяния снега, пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п.

Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, растворенные компоненты поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.

Определение количества взвешенных частиц важно проводить при контроле процессов биологической и физико-химической обработки сточных вод и при оценке состояния природных водоемов.

Грубодисперсные примеси определяют гравиметрическим методом после их отделения путем фильтрования через фильтр "синяя лента" (преимущественно для проб с прозрачностью менее 10 см).

Органолептические наблюдения

Метод определения состояния водного объекта путем непосредственного осмотра его. При органолептических наблюдениях особое внимание обращают на явления, необычные для данного водоема или водотока и часто свидетельствующие о его загрязнении: гибель рыбы и других водных организмов, растений, выделение пузырьков газа из донных отложений, появление повышенной мутности, посторонних окрасок, запаха, цветения воды, нефтяной пленки и пр.

Запах

Свойство воды вызывать у человека и животных специфическое раздражение слизистой оболочки носовых ходов. Запах воды характеризуется видами запаха и интенсивностью запаха . Интенсивность запаха воды измеряется в баллах. Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

На запах воды оказывают влияние состав веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д.

Сокращение	классификация запаха	примеры или возможный источник происхождения запаха
А	ароматный или пряный	камфара, гвоздика, лаванда, лимон
Ае	огуречный	Senura
B	бальзамический или цветочный	герань, ирис, ваниль
Bg	гераниевый	Asterionella
Bn	настурциевый	Aphanizomaenon
	сладковатый	Coelosphaerium
	фиалковый	Mallomonas
C	химический	промышленные сточные воды или химическая обработка
Со	хлорный	свободный хлор
Ch	углеводородный	стоки нефтеочистительных заводов
Сm	лекарственный	фенолы и иодоформ
D	неприятный или сильно выраженный неприятный	сероводород
Df	рыбный	Uroglenopis and Dinobryon
Dp	навозный	Anabaena
Dз	гнилостный	застоявшиеся сточные воды
Е	землистый	сырая земля
G	торфяной	торф
	травянистый	лежалая трава
М	затхлый	преющая солома
Mm	плесневый	сырой подвал
V	овощной	корни овощей

Определение интенсивности запаха воды

интенсивность запаха, балл	характеристика	появление запаха
0	никакого запаха	отсутствие ощутимого запаха
I	очень слабый	запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом
II	слабый	запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание
III	заметный	запах, легко обнаруживаемый, может быть причиной того, что вода неприятна для питья
IV	отчетливый	запах, обращающий на себя внимание; может заставить воздержаться от питья
V	очень сильный	запах, настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Мутность

Мутность природных вод вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения. Качественное определение проводят описательно: слабая опалесценция, опалесценция, слабая, заметная и сильная муть.

Мутность воды определяют турбидиметрически (по ослаблению проходящего через пробу света). Турбидиметрическое определение предназначено для вод, имеющих переменчивый состав и форму тонкодисперсных примесей. Без предварительного фильтрования пробы турбидиметрически будут определяться не только коллоидные, но и более грубодисперсные частицы.

Цветность

Показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений; выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами.

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Cточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды.

Различают "истинный цвет", обусловленный только растворенными веществами, и "кажущийся" цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц, соотношения между которыми в значительной мере определяются величиной pH.

Высокая цветность воды ухудшает ее органолептические свойства и оказывает отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в воде, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых веществ.

Прозрачность

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

Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (как правило, шрифт средней жирности высотой 3.5 мм). Результаты выражаются в сантиметрах с указанием способа измерения.

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

Определение прозрачности воды - обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Увеличение количества грубодисперсных примесей и мутности характерно для загрязненных и эвтрофных водоемов.

Водородный показатель рН

CO 2 + H 2 0 <---> H + + HCO 3 - <---> 2 H + + CO 3 2-

Для удобства выражения содержания водородных ионов была введена величина, представляющая собой логарифм их концентрации, взятый с обратным знаком:
pH = - lg .
Для поверхностных вод, содержащих небольшие количества диоксида углерода, характерна щелочная реакция. Изменения pH тесно связаны с процессами фотосинтеза (из-за потребления CO 2 водной растительностью). Источником ионов водорода являются также гумусовые кислоты, присутствующие в почвах. Гидролиз солей тяжелых металлов играет роль в тех случаях, когда в воду попадают значительные количества сульфатов железа, алюминия, меди и других металлов:

Fe 2+ + 2H 2 O --> Fe(OH) 2 + 2H +

Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Концентрация ионов водорода подвержена сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6.8-7.4, летом 7.4-8.2. pH природных вод определяется в некоторой степени геологией водосборного бассейна. В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования, воды водных объектов в зонах рекреации, а также воды водоемов рыбохозяйственного назначения величина pH не должна выходить за пределы интервала значений 6.5-8.5.

pH воды - один из важнейших показателей качества вод. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. От величины pH зависит развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.

В водоеме можно выделить несколько этапов процесса их закисления:

1. на первом этапе рН практически не меняется (ионы бикарбоната успевают полностью нейтрализовать ионы Н +). Так продолжается до тех пор, пока общая щелочность в водоеме не упадет примерно в 10 раз до величины менее 0.1 моль/дм 3 .

2. на второй стадии закисления водоема рН воды обычно не поднимается выше 5.5 в течение всего года. О таких водоемах говорят как об умеренно кислых. На этом этапе закисления происходят значительные изменения в видовом составе живых организмов.

3. на третьем этапе закисления рН водоемов стабилизируется на значениях рН<5 (обычно рН=4.5), даже если атмосферные осадки имеют более высокие значения рН. Это связано с присутствием гумусовых веществ и соединений алюминия в водоемах и почвенном слое.

Природные воды в зависимости от рН рационально делить на семь групп:

сильнокислые воды	рН < 3	результат гидролиза солей тяжелых металлов (шахтные и рудничные воды)
кислые воды	рН = 3...5	поступление в воду угольной кислоты, фульвокислот и других органических кислот в результате разложения органических веществ
слабокислые воды	рН = 5...6.5	присутствие гумусовых кислот в почве и болотных водах (воды лесной зоны)
нейтральные воды	рН = 6.5...7.5	наличие в водах Ca(HCO 3) 2 , Mg(HCO 3) 2
слабощелочные воды	рН = 7.5...8.5	то же
щелочные воды	рН = 8.5...9.5	присутствие Na 2 CO 3 или NaHCO 3
сильнощелочные воды	рН > 9.5	то же

Окислительно-восстановительный потенциал (Eh)

Мера химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах. Значения окислительно-восстановительных потенциалов выражаются в вольтах (милливольтах). Окислительно-восстановительный потенциал любой обратимой системы определяется по формуле
Eh = E 0 + (0.0581/n) lg(Ox/Red) при t = 20°С
где Eh — окислительно-восстановительный потенциал среды;
E 0 — нормальный окислительно-восстановительный потенциал, при
котором концентрации окисленной и восстановленной форм равны
между собой;
Ox — концентрация окисленной формы;
Red — концентрация восстановленной формы;
n — число электронов, принимающих участие в процессе.

Изучение редокс-потенциала позволяет выявить природные среды, в которых возможно существование химических элементов с переменной валентностью в определенной форме, а также выделить условия, при которых возможна миграция металлов.

Различают несколько основных типов геохимических обстановок в природных водах:

1. oкислительную - характеризуемую значениями Еh > + (100 - 150) мВ, присутствием свобоного кислорода, а также целого рядаэлементов в высшей форме своей валентности (Fe 3+ , Mo 6+ , As 5- , V 5+ , U 6+ , Sr 4+ , Cu 2+ , Pb 2+);

2. переходную окислительно-восстановительную - определяемую величинами Еh + (100-0) мВ, неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием сероводорода и кислорода. В этих условиях протекает как слабое окисление, так и слабое восстановление целого ряда металлов;

3. восстановиельную - характеризуемую значениями Еh < 0. В подземных водах присутствуют металлы низких степеней валентности (Fe 2+ , Mn 2+ , Mo 4+ , V 4+ , U 4+), а также сероводород.

Еh и рН взаимосвязаны.

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, вступающих в реакцию с гидроксил-ионами. Расход гидроксида отражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4.5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4.5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин <4.5, называется свободной.

Щелочность

Под щелочностью природных или очищенных вод понимают способность некоторых их компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Щелочность обусловлена наличием в воде анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов, силикатов, боратов, сульфитов, гидросульфитов, сульфидов, гидросульфидов, анионов гуминовых кислот, фосфатов) - их сумма называется общей щелочностью . Ввиду незначительной концентрации трех последних ионов общая щелочность воды обычно определяется только анионами угольной кислоты (карбонатная щелочность). Анионы, гидролизуясь, образуют гидроксильные ионы:

CO 3 2- + H 2 O <---> HCO 3 - + OH - ;
HCO 3 - + H 2 O <---> H 2 CO 3 + OH - .

Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для нейтрализации 1 дм 3 воды. Щелочность большинства природных вод определяется только гидрокарбонатами кальция и магния, pH этих вод не превышает 8.3.

Определение щелочности полезно при дозировании химических веществ, необходимых при обработке вод для водоснабжения, а также при реагентной очистке некоторых сточных вод. Определение щелочности при избыточных концентрациях щелочноземельных металлов важно при установлении пригодности воды для ирригации. Вместе со значениями рН щелочность воды служит для расчета содержания карбонатов и баланса угольной кислоты в воде.

Степень насыщения кислородом

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания. Зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености. Вычисляется по формуле

M = (a *101308*100)/NP ,

где М — степень насыщения воды кислородом, %;
а — концентрация кислорода, мг/дм 3 ;
Р — атмосферное давление в данной местности, Па.
N — нормальная концентрация кислорода при данной температуре,
минерализации (солености) и общем давлении 101308 Па.

Жесткость

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью . Общая жесткость подразделяется на карбонатную , обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН>8.3) солей кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой . Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости обычно выражают в мг-экв/дм 3 .

В естественных условиях ионы кальция, магния и других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с карбонатными минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Обычно преобладает (до 70%) жесткость, обусловленная ионами кальция; однако, в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки и сотни мг-экв/дм 3). Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения.

Окисляемость: перманганатная и бихроматная (ХПК)

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая. Наиболее высокая степень окисления достигается методами бихроматной и иодатной окисляемости воды.

Выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 дм 3 воды.

Состав органических веществ в природных водах формируется под влиянием многих факторов. К числу важнейших относятся внутриводоемные биохимические процессы продуцирования и трансформации, поступления из других водных объектов, с поверхностным и подземным стоком, с атмосферными осадками, с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Образующиеся в водоеме и поступающие в него извне органические вещества весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам, в том числе по устойчивости к действию разных окислителей. Соотношение содержащихся в воде легко - и трудноокисляемых веществ в значительной мере влияет на окисляемость воды в условиях того или иного метода ее определения.

В поверхностных водах органические вещества находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Последние в рутинном анализе отдельно не учитываются, поэтому различают окисляемость фильтрованных (растворенное органическое вещество) и нефильтрованных (общее содержание органических веществ) проб.

Величины окисляемости природных вод изменяются в пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов в литре в зависимости от общей биологической продуктивности водоемов, степени загрязненности органическими веществами и соединениями биогенных элементов, а также от влияния органических веществ естественного происхождения, поступающих из болот, торфяников и т.п. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли миллиграмма на 1 дм 3), исключение представляют воды нефтяных месторождений и грунтовые воды, питающиеся за счет болот. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О/дм 3 , реки равнинные — 5-12 мг О /дм 3 , реки с болотным питанием — десятки миллиграммов на 1 дм 3 .

Окисляемость незагрязненных поверхностных вод проявляет довольно отчетливую физико-географическую зональность.

Физико-географическая зональность природных вод

Окисляемость	мгО/л	Зона
Очень малая	0 - 2	Высокогорье
Малая	2 - 5	Горные районы
Средняя	5 - 10	Зоны широколиственных лесов, степи, полупустыни и пустыни, а также тундра
Повышенная	15 - 20	Северная и южная тайга

Окисляемость подвержена закономерным сезонным колебаниям. Их характер определяется, с одной стороны, гидрологическим режимом и зависящим от него поступлением органических веществ с водосбора и, с другой,- гидробиологическим режимом.

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как характеристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных малозагрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость ; в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК) .

В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержания органического вещества в пробе, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.

Для вычисления концентрации углерода, содержащегося в органических веществах значение ХПК (мг/дм 3) умножается на 0.375 (коэффициент, равный отношению количества вещества эквивалента углерода к количеству вещества эквивалента кислорода).

Биохимическое потребление кислорода (БПК)

Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. К легкоокисляющимся ("биологически мягким") веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, анионоактивные ПАВ и др. Медленно разрушаются "биологически жесткие" вещества гидрохинон, сульфонол, неионогенные ПАВ и др.

БПК 5

В лабораторных условиях наряду с БПК полн. определяется БПК 5 - биохимическая потребность в кислороде за 5 суток.

Сезонные изменения зависят в основном от изменения температуры и от исходной концентрации растворенного кислорода. Влияние температуры сказывается через ее воздействие на скорость процесса потребления, которая увеличивается в 2-3 раза при повышении температуры на 10 o C. Влияние начальной концентрации кислорода на процесс биохимического потребления кислорода связано с тем, что значительная часть микроорганизмов имеет свой кислородный оптимум для развития в целом и для физиологической и биохимической активности.

Суточные колебания величин БПК 5 также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2.5 мг/дм 3 в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК 5 в зависимости от степени загрязненности водоемов.

Величины БПК 5 в водоемах с различной степенью загрязненности .

Степень загрязнения (классы водоемов)	БПК 5
Очень чистые	0.5 - 1.0
Чистые	1.1 - 1.9
Умеренно загрязненные	2.0 - 2.9
Загрязненные	3.0 - 3.9
Грязные	4.0 - 10.0
Очень грязные	> 10.0

Для водоемов, загрязненных преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами, БПК 5 составляет обычно около 70% БПК полн. .

Определение БПК 5 в поверхностных водах используется с целью оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды. Необходимо использовать величины БПК 5 при контролировании эффективности работы очистных сооружений.

БПК полн.

Полным биохимическим потреблением кислорода (БПК полн.) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации. Количество кислорода, расходуемое для окисления аммонийного азота до нитритов и нитратов, при определении БПК не учитывается.

Для бытовых сточных вод (без существенной примеси производственных) определяют БПК 20 , считая что эта величина близка к БПК полн.