Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы.

1. Что понимается под СПАВ?

2. Какие группы поверхностно-активных веществ выделяют?

3. Чем опасны СПАВ при накапливании в природных водоемах?

4. На чем основан метод определения неионогенных СПАВ?

5. В чем опасность загрязнения природных вод нефтепродуктами?

6. Какие химические вещества понимают под нефтепродуктами при их определении?

7. Как попадает нефть и нефтепродукты в водоемы?

8. В чем опасность загрязнения вод фенолами для гидробионтов и человека?

РАБОТА 11.

«Определение органолептических показателей природных и сточных вод».

Цель работы: определение показателей качества воды по интенсивности их восприятия органами чувств человека (органолептических показателей), сравнительная характеристика вод различного происхождения.

Качественная оценка органолептических показателей (запах, цветность, вкус, привкус, прозрачность, образование осадков) проводится по интенсивности их восприятия органами чувств человека. Органолептическая оценка дает много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро, без каких-либо аналитических приборов или сложных приспособлений. Проведение точных органолептических измерений регламентируется международными стандартами ИСО 6658, ИСО 8589 и др., определяющими методы и правила проведения органолептической оценки качества воды, требования к квалификации дегустаторов.

С химической точки зрения природную воду можно рассматривать как многокомпонентную систему, состоящую из дисперсионной среды Н₂0 и частиц примесей различной степени дисперсности. Эта система может быть гомогенной (истинные растворы) или гетерогенной (взвеси, коллоидные системы). Многие показатели качества воды определяются химической природой и степенью дисперсности содержащихся в воде частиц.

Природные воды

Взвеси в природных водах - двухфазные дисперсные системы, дисперсная фаза представлена частицами, размеры которых составляют 10"⁵ - Ю"⁴ см и более ( от тонких взвесей до крупных частиц природного или антропогенного происхождения). Образованием взвесей обусловливается поглощение и рассеяние света при прохождении через слой воды, образование осадка при хранении воды. Наличие взвесей определяет мутность воды. Количественно мутность воды характеризуется такими нормируемыми органолептическими показателями, как наличие осадка, наличие взвешенных веществ, прозрачность воды.

Коллоидные системы в природных водах (гидрофильные и гидрофобные) -растворенные ВМС, детергенты с размерами коллоидных частиц 10° - 10" см. Частицы коллоидных систем в зависимости от условий могут терять агрегативную устойчивость и, как следствие, образовывать осадки. Кроме того, наличие в воде примесей ПАВ (природного или техногенного происхождения) обусловливает возможность образования двухфазной дисперсной системы - пены. Пенистость - органолептический показатель качества воды. Пенистостью считают способность воды сохранять искусственно созданную пену.

Молекулярные растворы в природных водах образуют некоторые атмосферные газы (кислород, азот), а также органические вещества- неэлектролиты, попадающие в воду из природных или техногенных источников. Частицы растворенных веществ имеют размеры порядка 10^-6 – 10^-7 см. Растворы органических веществ (неэлектролитов) в воде могут обусловливать нормируемые органолептические показатели качества воды - запах, цветность, вкус и привкус.

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих веществ с характерным запахом, которые легко испаряются, переходят из объема воды в атмосферу, воздействуя на органы чувств человека. Практически все органические вещества имеют запах и передают его воде. Запах по характеру подразделяют на две группы, описывая его субъективными ощущениями наблюдателя:

• запах естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, растительности, почв и др.) - землистый, гнилостный, плесневый, торфяной, травянистый и др.;

• запах искусственного происхождения (обусловлен, как правило, химическим загрязнением воды)- нефтепродуктов, хлорный, уксусный, фенольный, спиртовой и др.

Интенсивность запаха оценивается по условной пятибалльной шкале (Таблица 1.2.) на основании ощущения аналитика.

Таблица 1.1.

Классификация запахов

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

Таблица 1.2.

Шкала оценки интенсивности запаха воды.

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Баллы оценки
Нет	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при нагревании воды	1
Слабая	Запах замечается, если обратить на это внимание	2
Заметная	Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению	5

Интенсивность запаха можно определить количественно, как степень разбавления анализируемой воды (с запахом) чистой водой (не имеющей запаха) до полного исчезновения первоначального запаха. Пороговое число запаха N определяется из соотношения:

(1.1)

В качестве чистой воды без запаха можно использовать дистиллированную воду. Если определение проводится в полевых условиях, то чистую воду можно получить обработкой природной воды активированным углем с последующим фильтрованием. На обработку 1 л воды требуется минимальное количество угля 1 г.

Цветность. Природные воды, в особенности воды поверхностных водоемов, могут иметь определенную окраску - цветность. Специально очищенная вода (и некоторые другие воды) бесцветна. Природные воды, в особенности воды поверхностных водоемов, могут иметь определенную окраску. Цветность - естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться химическим составом вещества, образующего дно водоема, характером водной растительности, наличием в водосборном бассейне торфяников, болот и др. Цветность воды может изменяться в результате сброса неочищенных (или условно чистых) промышленных сточных вод.

Вкус и привкус. В качестве органолептического показателя, различают 4 вкуса природной воды: соленый, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считают привкусами: солоноватый, горьковатый, хлорный, металлический и т.д. Характер вкуса или привкуса воды оценивается по условной пятибалльной шкале (Таблица 1.2.) на основании ощущения аналитика. Вкус и привкус воды определяются только в том случае, если исследуется питьевая вода, не содержащая веществ, опасных для здоровья эксперта.

Таблица 1.3.

Оценка интенсивности вкуса и привкуса воды

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Баллы оценки
Нет	Вкус и привкус не ощущается	0
Очень слабая	Вкус и привкус сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечается, если обратить на это внимание	2
Заметная	Вкус и привкус легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Вкус и привкус обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению	5

Ионные растворы с размерами частиц растворенных веществ 10^-7 см и менее в природной воде образуются при растворении солей, кислот, оснований. Наличие в воде электролитов, диссоциирующих на ионы, часто определяет вкус и привкус воды, водородный показатель рН, кислотность и щелочность воды, минеральный состав, характер химического загрязнения. Ряд показателей качества воды так или иначе связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных (неорганических) веществ.

ЗАДАНИЕ 1. Определение запаха природных вод.

Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и оборудование:

плоскодонная коническая колба объемом 250 -г- 500 мл, водяная баня, термометр (50 -100 С), пробы воды различного происхождения:

• проба №1 - вода из проточного водоема (0,5 л),

• проба №2 - вода из водопровода (0,5 л),

• проба №3 - вода из открытого колодца или пруда (0,5 л).

Метод измерения. Метод основан на улавливании экспертом-аналитиком запаха воды при комнатной температуре и/или при нагревании воды до температуры 60 ⁰С.

Требования безопасности. Следует определять запах, не наклоняясь над сосудом и не вдыхая пары полной грудью, а направляя пары к себе движением руки. Не допускать нагрева воды в водяной бане выше 60 - 65 ⁰С.

Подготовка к выполнению измерений заключается в отборе проб анализируемых вод. Из водопровода и колодца отбирают простые пробы путем однократного отбора всего требуемого количества воды. Из проточного водоема отбирают смешанную пробу.

Выполнение измерений. Для определения запаха воды плоскодонную коническую колбу объемом 250 - 500 мл заполнить исследуемой водой на 1/3 объема, закрыть пробкой. Далее вращательным движением руки взболтать содержимое колбы при закрытой пробке. Пробку открыть и сразу же определить запах, осторожно вдыхая воздух (выполнять правила техники безопасности такие же, как при определении запаха химических веществ). Если запах не обнаруживается явно, не отчетливый, то определение повторить, нагрев предварительно колбу с водой на водяной бане до 60 ⁰С (При нагревании пробка должна быть приоткрыта). Далее интенсивность запаха оценивает по пятибалльной шкале (таблица 1.1).

Измерения повторить для всех проб, результаты внести в таблицу:

Проба воды	Характер запаха	Интенсивность запаха	Балл
Проба № 1
Проба № 2
Проба № 3

ЗАДАНИЕ 2. Определение цветности природных вод.

Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и оборудование:

пробирка или мерный цилиндр с плоским дном (стекло пробирки или цилиндра не должно иметь окраски), лист белой бумаги, штатив, линейка, карандаш или фломастер, пробы воды различного происхождения:

• проба №1 - вода из слабопроточного водоема (0,5 л),

• проба №2 - вода из водопровода (0,5 л),

• проба №3 - вода из проточного водоема (0,5 л).

Метод измерения. Метод основан на определении экспертом-аналитиком цвета воды на белом фоне при толщине слоя 10 см

Требования безопасности. Требуется осторожное обращение со стеклом во избежание порезов.

Подготовка к выполнению измерений. Измерить высоту 10 см от дна мерного цилиндра, нанести метку фломастером или специальным карандашом.

Выполнение измерений. Исследуемую воду налить в цилиндр до метки. Стекло цилиндра не должно иметь окраски. Цилиндр должен быть достаточно освещен. Рассмотреть воду сверху, на белом фоне. Отметить цвет воды: слабо-желтоватая, светло желтоватая, желтая, интенсивно желтая, коричневатая, краснокоричневатая, другая (указать цвет или оттенок).

Измерения повторить для всех проб, результаты внести в таблицу:

Проба воды	Место отбора пробы	Цвет воды
Проба № 1
Проба № 2
Проба № 3

ЗАДАНИЕ 3. Определение интенсивности окраски природной воды в градусах цветности.

Цветность - это природное свойство воды, обусловленное наличием гуминовых веществ которые придают ей окраску от желтоватого до коричневого цвета. Гуминовые вещества образуются при разрушении органических соединений в почве вымываются из нее и поступают в открытые водоемы. Поэтому цветность свойственна воде открытых водоемов и резко увеличивается в паводковый период Цветность воды определяется в градусах. Вода, имеющая цветность 20°С, считаете бесцветной. Вода, не подвергающаяся перед подачей потребителю обесцвечивайте должна иметь цветность не выше 20°С.

Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и оборудование:

1) фотоколориметр; 2) цилиндр на 100 мл; 2) мерные колбы на 1 л; 3 дистиллированная вода; 4) стандартный раствор №1:0,0875 г бихромата калия, 2 сульфата кобальта и 1 мл серной кислоты с пл. 1,84 г/мл растворяют j дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. Раствор соответствует цветности 500 °С; 5) раствор № 2: 1 мл концентрированной доводят дистиллированной водой до 1 л.

• проба №1 - вода из слабопроточного водоема (0,5 л),

• проба №2 - вода из водопровода (0,5 л),

• проба №3 - вода из проточного водоема (0,5 л).

Метод измерения. Фотометрическое определение цветности.

Требования безопасности. Требуется осторожное обращение со стеклом во избежание порезов.

Выполнение измерений.

Готовят шкалу цветности. Для приготовления шкалы цветности смешивают растворы № 1 и № 2 в колбах на 100 мл в соотношениях представленных в таблице: