Лабораторная работа №1 (Эбд и др.)

Анализ загрязненности природных вод

Цель работы. Определить физические, физико-химические свойства воды, определяющие ее качество.

1. Общие сведения

Природные воды представляют собой сложные системы, содержащие растворенные вещества в виде ионов и молекул, минеральные и органические соединения в форме коллоидов, суспензий и эмульсий.

Для использования воды из рек, ручьев, озер и других источников в питьевых и промышленных целях ее сначала необходимо подвергнуть очистке и привести в соответствие с требованиями существующих стандартов на питьевую воду. Эта подготовка воды осуществляется с помощью целого ряда физических и химических процессов.

Химический состав природных вод представлен в основном ионами К⁺, Na⁺, Са²⁺, Mg²⁺, SO₄^2–, НСО₃^‾, CO₃²‾,Сl^‾, железа, алюминия, кремнекислоты и органических веществ. Кроме того, имеются соединения азота (NH₄⁺, NO₃^‾, NO₂^‾). Эти компоненты присутствуют во всех природных водах, и их содержание составляет 90-95 % общего количества ионов.

Органические вещества присутствуют в виде эмульсий минеральных масел и нефтепродуктов, попадающих в водоемы со сточными водами, а также в виде гумусовых соединений и микроорганизмов, придающих воде цветность.

Качество природных вод зависит от состава и количества растворенных и взвешенных веществ, микроорганизмов, гидробионтов, а также от температуры, кислотности и других физико-химических показателей. Под влиянием климатических и других условий химический состав природных вод изменяется и приобретает характерные черты, для различных видов природных вод: атмосферные осадки, реки, озера, подземные воды.

Изучение загрязнения воды является одной из основных проблем химии окружающей среды. Оценка качества воды может производиться по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям.

Под качеством природной воды понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01–77), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Для оценки качества воды принята система нормирования на основе предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных загрязняющих веществ в мг/л. Загрязняющие вещества подразделяются на группы по лимитирующе­му показателю вредности (общесанитарный, санитарно-токсикологический, органолептический), особо выделяется рыбохозяйственный показатель вред­ности. Концентрации веществ регламентируют, исходя из предельно допу­стимых значений концентраций этих веществ:

где С_i – концентрация i-го вещества; ПДК_i – предельно допустимая концентрация i-го вещества; n – число суммируемых веществ.

ПДК вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения, как правило, меньше, чем в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения.

Требования к качеству воды зависят от цели ее использования. Так питьевая вода должна соответствовать стан­дартным требованиям: полная безвредность, приятные органолептические свой­ства, бактериальная безо­пасность, жесткость не более 7 ммоль/л. К воде, приме­няемой для промыш­ленных целей, предъявляются менее жесткие требования. В табл. 1 при­ведены требования, предъявляемые к качеству питьевых вод «Санитарные пра­вила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (СПиН № 4630-88).

Таблица 1

Требования, предъявляемые к качеству воды

Показатели	Цели водопользования
	Хозяйственно-питьевые нужды населения	Коммунально-бытовые нужды населения
Взвешенные вещества	При сбросе сточных вод и др. работах на водном объ­екте содер­жание взвешенных веществ в контрольном растворе не должно увеличиваться по сравнению с ес­тественными условиями более чем на:
	0,25 г/м3	0,75 г/м3
Плавающие при­меси (вещества)	На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефте­продуктов, масел, жиров и скопления др. примесей.
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике
	20 см	10 см
Запах и привкусы	Вода не должна приобретать запахи интенсивности > 1 балла, обнаруживаемые:
	непосредственно, при хлорировании и др. спо­собах обработки	непосредственно
Температура	Летняя температура воды после сброса не должна пре­вышаться более чем на 3 оС по сравнению со среднеме­сячной температурой воды са­мого жаркого месяца за последние 10 лет.
Водородный по­казатель (рН)	Не должен выходить за пределы 6,5-8,5.
Минерализация	Не более 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350мг/л, сульфатов 500 мг/л, же­леза не более 0,3 мг/л, общая жесткость 7 ммоль/л	Нормируется по показателю "прив­куса"
Растворенный кислород	Не должен быть менее мг/л в любой период года
	3 мг О2/л	6 мг О2/л
Химическое потребление кислорода ХПК	Не должно превышать
	15 мг О2/л	30 мг О2/л
Химические ве­ще­ства	Не должны содержаться в концентрациях, превышаю­щих норма­тивы

Ряд показателей позволят судить об общей загрязненности воды, степени загрязнения биологически окисляемыми веществами. К ним относятся: органолептические (цвет, вкус, запах, прозрачность, мутность); оптические; плотность; pH; температура; электропроводность; щелочность; кислотность; жесткость; содержание солей, общего азота, взвешенных веществ и т. д.

Качество воды в природном источнике и в воде после очистки определяется по данным анализа.