Качество воды. Требования, предъявляемые к качеству воды

Свойства воды

Качество природных вод весьма разнообразно и представляет собой сложную, непрерывно изменяющуюся систему, которая содержит минеральные и органические вещества во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Показатели качества воды

Физические	Химические	Биологические и бактериологические
температура, содержание взвешенных веществ, цветность, запах, вкус и др.	жесткость, щелочность, активная реакция, окисляемость, солесодержание сухой остаток и др.	общее микробное число, колифаги и др.

Для определения качества природных вод производят соответствующие анализы в наиболее характерные для данного водоисточника периоды года.

Требования к качеству питьевой воды, правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения, регламентированы санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Выполнение требований санитарных правил гарантирует

• эпидемическую и радиационную безопасность,

• безвредность по химическому составу,

• благоприятные органолептические свойства питьевой воды.

Безвредность воды по химическому составу нормируется по

• обобщенным показателям (рН, общая минерализация, общая жесткость и др.),

• химическим веществам, наиболее часто встречающимся в природных водах, неорганическим (А1; Ва; Ре; Си; А$ и др.) и (органическим ДДТ; 2, 4 – Д и др.), остаточным количествам реагентов (хлор, озон, хлороформ и т.д.).

Органолептические свойства нормируются по

• запаху,

• привкусу,

• цветности,

• мутности.

Эпидемическая безопасность питьевой воды нормируется по микробиологическим и паразитологическим показателям (общее микробное число, общие колиформные бактерии, колифаги и др.).

Радиационная безопасность питьевой воды нормируется показателями общей а- и b-активности.

Ниже рассмотрен ряд показателей качества природных вод и значение этих показателей для некоторых потребителей.

Физические свойства воды

Температура воды поверхностных источников изменяется в весьма широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30 °С); подземных вод более стабильна (8–12 °С).

Оптимальная температура воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения принимается 7–11^оС. Для некоторых производств, в частности, для систем охлаждения и конденсации пара, температура воды имеет большое значение.

Мутность (прозрачность, содержание взвешенных веществ) характеризует наличие в воде частиц

• песка, глины,

• илистых частиц,

• планктона,

• водорослей и других механических примесей, которые попадают в нее в результате размыва дна и берегов реки, с дождевыми и талыми водами, со сточными водами и т.п.

Количество взвешенных веществ в воде выражается в миллиграммах на литр по каолину (мг/л) или единицах мутности по формазину (ЕМФ).

Воды мутностью

• до 50 мг/л относят к маломутным;

• 50–250 мг/л – средней мутности;

• 250–1500 мг/л – мутным,

• свыше 1500 мг/л – высокомутным.

В соответствии с СанПиН количество взвешенных веществ в питьевой воде не должно превышать 1,5 мг/л.

Количество взвешенных веществ, которое допускается в воде, используемой для производственных целей, зависит от характера производства. На многих производствах можно использовать воду с большим содержанием взвешенных веществ.

В то же время для некоторых производств химической, пищевой, электронной, медицинской и других отраслей промышленности требуется вода такого же или даже более высокого качества.

Цветность воды (ее окраска) выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Цветность воды обусловлена, в основном, содержанием высокомолекулярных гумусовых веществ, которые вымываются из почв, поступают из торфяных болот и образуются в результате жизнедеятельности и распада растительности в водоемах.

Вода с цветностью

до 35 град. считается малоцветной,

от 35 до 120 град. – средней цветности,

свыше 120 град. – высокой цветности.

Цветность питьевой воды не должна превышать 20 град.

Многие виды промышленности предъявляют гораздо более жесткие требования в отношении цветности используемой воды.

Запахи и привкусы воды обуславливаются присутствием в ней органических соединений. Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически по пятибалльной системе. В соответствии с СаНПиН привкусы и запахи, определяемые при 20 °С, не должны превышать 2-х баллов.

Химические свойства воды

К химические свойствам воды относятся

• жесткость,

• щелочность,

• активная реакция,

• окисляемость,

• солесодержание

• сухой остаток и др.

Общая минерализация (сухой остаток) – общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемым в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы.

В воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л, в особых случаях – 1500 мг/л.

Сухой остаток лимитируется также в воде, поступающей для питания паровых котлов, и в воде, используемой в ряде производств (синтетического каучука, искусственного волокна, кинопленки и др.).

Активная реакция. Вода, подаваемая хозяйственно – питьевым водопроводом, должна иметь показатель рН в пределах 6–9.

При низких значениях рН сильно возрастает ее корродирующее действие на сталь и бетон.

Жесткость воды обуславливается содержанием в ней солей

• кальция,

• магния.

Различают карбонатную жесткость, которая определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния – сульфаты, хлориды, нитраты.

Суммарная жесткость воды называется общей жесткостью.

Вода разных природных источников имеет различную жесткость.

Вода речная, за некоторыми исключениями, обладает относительно небольшой жесткостью.

Вода рек, прорезающих толщу известковых и гипсовых пород, часто отличается весьма большой жесткостью.

Жесткость речной воды, обычно, изменяется в течение года, снижаясь до минимального значения в период паводков.

Воды подземных источников имеют более значительную жесткость, чем поверхностные воды.

Общая жесткость воды, подаваемой водопроводами для хозяйственно – питьевых нужд, не должна превышать 7 ммоль/л, а в особых случаях, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы, не более 10 ммоль/л.

Во многих случаях использование жесткой воды для производственных целей (для питания паровых котлов, в некоторых отраслях текстильной и бумажной промышленности, на предприятиях искусственного волокна и др.) не допускается, так как это связано с рядом нежелательных последствий.

Не допускается использование воды с высокой карбонатной жесткостью в системах оборотного водоснабжения.

Содержание сульфатов и хлоридов. Сульфаты и хлориды кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости. Хлориды натрия содержатся в значительных количествах в воде морей, а также некоторых озер и подземных источников. Предельно допустимое содержание в воде сульфатов S0²₄ –500 мг/л и хлоридов С1 ^– – 350 мг/л.

Содержание кремниевых кислот. Кремниевые кислоты встречаются в воде как подземных, так и поверхностных источников в различной форме (от коллоидной до ионодисперсной). Воды, содержащие кремниевые кислоты, не могут быть использованы для питания котлов высокого давления, так как образуют силикатную накипь на стенках.

Содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в пределах 0,7–1,5 мг/л (в зависимости от климатических условий).

Содержание соединений железа. Железо довольно часто встречается в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухвалентного железа. Иногда железо содержится и в поверхностных водах в форме комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсной взвеси.

Содержащееся в водопроводной воде железо придает ей неприятный вкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. При использовании такой воды для стирки белья на нем остаются пятна. В воде, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, содержание железа допускается не более 0,3 мг/л.

При подаче подземных вод в водопроводную сеть по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы может быть допущено содержание железа до 1 мг/л.

На многих промышленных предприятиях, где вода употребляется для промывки продукта в процессе его изготовления, в частности, в текстильной промышленности, даже невысокое содержание железа в воде приводит к браку продукции.

Азотсодержащие соединения – нитраты N0^–₃, нитриты N0 ^–₂ и аммонийные соли NН⁺₄ являются продуктами распада органических примесей, поступающих в воду со сбрасываемыми сточными водами. Рассматриваемая группа ионов находится в тесной взаимосвязи.

При высоких концентрациях растворенного в воде кислорода все соединения азота окисляются (в результате деятельности бактерий) ионы N0^–₃; при низких концентрациях кислорода (и наличии органических примесей) они восстанавливаются в NН⁺₄. Поэтому по соотношению концентраций N0^–₃ и NH⁺₄ (концентрации N0^–₂, как промежуточного продукта окислительно-восстановительной реакции, обычно бывают очень низкими) часто можно судить о давности попадания органических примесей в воду.

Отсутствие в воде аммиака и, в то же время, наличие нитритов и, особенно, нитратов, т.е. соединений азотной кислоты, свидетельствуют о том, что загрязнение водоема произошло давно, и вода подверглась самоочищению. Наличие в воде аммиака и отсутствие нитратов указывают на недавнее загрязнение воды органическими веществами. Следовательно, в питьевой воде не должно быть аммиака, не допускаются соединения азотной кислоты (нитриты). В соответствии с СанПиН в питьевой воде допускается содержание нитратов (по N0₃) не более 45 мг/л.

Содержание газов. В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы:

• кислород 0₂ ;

• диоксид углерода (углекислый газ) С0₂ ;

• сероводород Н₂.S.

Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных количествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб, резервуаров, котлов. Процесс коррозии усиливается с повышением температуры воды, а также при ее движении.

При значительном содержании в воде агрессивной двуокиси углерода коррозии подвергаются также стенки бетонных труб и резервуаров. В питательной воде паровых котлов среднего и высокого давления присутствие кислорода не допускается.

Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие Н₂S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно-питьевых и для большинства производственных нужд.

Бактериальная загрязненность воды

В воде могут интенсивно развиваться многие формы вирусов и бактерий. Основными источниками поступления вирусов и бактерий в природные воды являются

• хозяйственно-фекальные сточные воды,

• атмосферные осадки с территорий водосбора и

• дренажные воды свалок и навозохранилищ.

Контроль бактериальных и вирусных загрязнений осуществляется по микробиологическим показателям

• общее микробное число (ОМЧ) – количество образующихся колоний бактерий в 1 мл (для питьевой воды не более 50),

• количество общих и термотолерантных колиформных бактерий (для питьевой воды – отсутствие в 100 мл), колифагов (в питьевой воде отсутствие бляшкообразующих единиц – БОЕ в 100 мл).

При обнаружении в повторной пробе воды вышеперечисленных загрязнений проводятся исследования на наличие патогенных бактерий и вирусов.

На большинстве производств бактериальное загрязнение воды не препятствует ее использованию для технических целей. Исключение составляют предприятия промышленности, для которых требуется вода питьевого качества.

Здесь перечислены лишь основные свойства воды природных источников. В практике использования природных вод для различных потребителей приходится встречаться еще с целым рядом ее специфических свойств. Например, питьевая вода, подаваемая водопроводом, не должна содержать:

• более 0,05 мг/л мышьяка;

• 1 мг/л меди;

• 5 мг/л цинка;

• 0,03 мг/л свинца;

• 0,5 мг/л алюминия и т.д.