Лабораторная работа n 5 контроль качества питьевой воды потенциометрическим и фотометрическим методами

Цель работы:овладеть навыками работы с приборами потенциометрического и фотометрического анализа воды, изучить нормативные документы ;.и оценить качественные показатели питьевой воды.

1.Теоретическая часть

Возможность использования природных вод зависит от требований, предъявляемых каждым видом водопользования к качеству воды. Требования ккачеству Питьевой воды, подаваемой централизованными хозяйственно-питьевыми системами водоснабжения и водопроводами одновременно для питьевых, хозяйственных, технических и коммуникально-бытовых целей, регламентирует ГОСТ 287482.Питьевой называется вода, которая потребляется человеком непосредственно или косвенно, а также для приготовления напитков и других кулинарных целей.

Питьевая вода не должна содержать микроорганизмы л химические вещества в концентрациях, которые могут представлять:, вред для здоровья. Для общественного питьевого водоснабжения основное значение имеют свежесть, прозрачность и бесцветность воды, а также отсутствие неприятного запаха и вкуса. Поэтому государственный стандарт регламентирует бактериологические, токсикологические и органолептические(запах, привкус, цветность, мутность)показатели, воды Постоянный контроль, за качеством воды должен осуществляться в местах, .водозабора, в процессе ее обработки на очистных сооружениях, перед поступлением в водопроводную и распределительную сеть по бактериологическому и химическому составами по органолептическим показателям.

Оперативный контроль качества природной воды на водозаборах целесообразно вести при помощи передвижной микролаборатории, в состав которой входит комплект приборов, использующих потенциометрический и фотометрический методы анализа проб воды; монитор типа Аквамер 54/55и фотоэлектрокодориметр КФ77.

Монитор типа Аквамер 54/55предназначен для автоматического контроля качества воды по четырем важным показателям температура, водородный показатель, хлоридный показатель и растворенный кислород. Фотозлектрокодориметр КФ77 используют для оценки качества воды по двум показателям: мутность и цветность. Следовательно, эти показатели качества воды могут быть определены в полевых условиях;

Температура.Температура" воды является одной из важнейших характеристик, в значительной мере определяющей направления и тенденции изменения ее качества. Аквамер 54/55проводит постоянное измерение температуры воды при помощи термометра сопротивления с точностью до 0,1°С.

В водопроводных и насосных установках температуру определяют, погружая термометр в струю стекающей воды. Температурные пределы питьевой воды 7...12°С.

Водородный показатель (рН).Величина рН природной воды служит важным показателем кислотности иди щелочности и является результирующей величиной кислота основного взаимодействия ряда ее минеральных и органических компонентов. Величина концентрации ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. От нее зависят развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на различные сооружения и т.д.

Метод определения рН, используемый в Аквамере 54/55,основана измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода и исследуемым раствором, с одной стороны, и внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором кислот с другой. Так как внутренний стандартный раствор стеклянного электрода имеет постоянную активность ионов водорода, потенциал на внутренней поверхности мембраны не изменяется измеряемая разность потенциалов определяется потенциалом, возникающим на границе внешней поверхности электрода и исследуемого раствора.

Измерения рН производят относительно потенциала другого электрода, называемого электродам сравнения, потенциал которого практически не зависит от активности ионов водорода. Электродвижущая сила, возникающая в измерительных ячейках, составленных из индикаторного (стеклянного) электрода, электрода сравнения исследуемого раствора и растворов с постоянной активностью водородных ионов является функцией активности ионов водорода (рН) в исследуемом растворе и температуры.. Эта функция линейна в пределах измеряемых значений рН. В приборе имеется температурная компенсация, позволяющая устранять .ошибки, обусловленные различием температуры анализируемых проб воды. Аквамер 54/55позволяет проводить измерения с погрешностью 0,05единиц рН. , ,

Водородный показатель рН питьевой воды должен находиться в пределах 6,5-8,5.

Хлориды.Хлориды присутствуют в заметных количествах почти во всех природных водах. Диапазон их концентрации весьма широк вплоть до перенасыщения растворов легко растворимых солей, в частности, хлорида натрия.

Однако в большинстве вод рек, озер, водохранилищ их содержание невелико по сравнению с другими главными компонентами.

Хлориды один из наиболее устойчивых компонентов воды. Их содержание практически не изменяется при протекающих в водах физико-химических и биохимических процессах трансформации химического состава вод.

Значительное повышение концентрации хлоридов в поверхностных или грунтовых водах может быть связано с загрязнением промышленными и бытовыми сточными водами. Следует учитывать, что хлориды постоянный спутник фекалов и поэтому повышение их концентраций может служить одним из сигналов фекальных загрязнений.

Метод определения рС1, используемый в Аквамере 54/55,аналогичен описанному выше при .определении рН, только вместо стеклянного электрода применен хлорселективный электрод с хлоридноймембраной.

Содержание хлоридов (по рС1) в питьевой воде. не должно превышать 350мг/д (рС1 >2),

Растворенный кислород. Содержание кислорода в воде зависит от ряда физических, химических, биологических и микробиологических процессов. Соприкасающаяся с воздухом вода содержит кислород в концентрации, которая при равновесии определяется атмосферным давлением растворенных солей.

Отклонения концентрации кислорода от равновесной могут вызываться:

резким изменением барометрического давления, температуры воды, аэрацией воды в различных гидротехнических сооружениях;

физико-химическими и химическими процессами, например. Потреблением кислорода на химическое окисление вещества, поглощением кислорода при коррозии металлов и т.д.:

•биохимическими процессами, такими как аэробное биохимическое окисление органических веществ. дыхание водных организмов, продуцированный кислород в процессе фотосинтеза.

Содержание кислорода является важным показателем загрязненности водоема, его биологического состояния, доминирующих в нем процессов образования,деструкции органических веществ, интенсивности самоочищения. Весьма важное значение имеет изучение кислородного режима водоема при оценке условий обитания в нем ихтиофауны.

Концентрация кислорода в воде водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения должна быть не менее 4мг/д.

Датчиком на кислород в приборе Аквамер 54/55служит кислородоселективный электрод, изменяющий свое внутреннее сопротивление в зависимости от количества кислорода, диффундирущего на катод электрода через селективно пропускающую мембрану.

Мутность,мутной называют воду непрозрачную в проходящем свете; отдельные взвешенные частицы в ней не различию невооруженным взглядом и при отстаивании в течение 5...6 часов из раствора не выделяются. Мутность воды определяется содержанием взвешенных веществ, основными источниками которых являются: 1)поступление с поверхностным стоком; 2)размыв берегов и дна: 3)развитие фитопланктона и высшей водной растительности; "4)поступление с промышленными стоками; 5)эоловы наносы. Снизить мутность питьевой воды можно путем отстоя с последующим применением различных фильтров.

Метод определения мутности воды, использованный в данной лабораторной работе, основан на измерении величины оптической плотности исследуемой пробы воды и установлении концентрации взвешенных веществ по калибровочной кривой, построенной в координатах: оптическая плотность концентрация взвешенных веществ в мг/л. Для ее построения готовят в соответствии с требованиями гост 335174шкалу эталонных растворов на основе стандартной суспензии из каолина с содержанием 1мг в 1см³и дистиллированной воды. Оптическую плотность проб воды измеряют на фотоэлектроколориметре(зеленый светофильтр) в кюветах с толщиной слоя 5см.

Мутность питьевой воды по стандартной шкале не должна превышать 1,5мг/л.

Цветность.Окраска питьевой воды зависит от содержания органоминеральных и микооорганических примесей. Отклонение цветности питьевой, воды от стандартной, как правило, свидетельствует о наличии большого количества минеральных примесей и живых микроорганизмов.

ГОСТ 335174регламентирует оценку цветности исследуемой воды фотометрическим методом по калибровочной кривой, построенной в координатах: оптическая плотность пробы воды градусы цветности. Для построения калибровочной кривой (стандартной шкалы цветности) готовят шкалу эталонных растворов на основе двухромистого "калия, сернокислого кобальта, концентрированной серной кислоты и дистиллированной воды. Заданное в ГОСТ 335174соотношение указанных составляющих дает эталонные растворы различной цветности с соответствующей оптической плотностью, выраженной в градусах цветности. Оптическую плотность проб измеряют на фотоэлектроколориметре (синий светофильтр.; в кюветах с толщиной слоя воды. 5см.

Цветность питьевой воды по стандартной шкале не должна превышать 20градусов.

Водоемы и водотоки считаются, загрязненными, если показателисостава и свойств вода в них изменились под влиянием производственной;, и непроизводетвённой деятельности и стали полностью идентично непригодными для одного из видов водопользования.

Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества(например, по параметрам, изученным, в данной лабораторной работе) и приобретение свойств, вредных, для человека, флоры и фауны, в зависимости от вида водопользования.

Основными мероприятиями по охране поверхностных вод от загрязнения являются:

внедрение замкнутых водооборотов в промышленных узлах и на отдельных предприятиях; обеспечение надлежащего разбавления производственных и коммунально-бытовых стоков путем регулирования стока рек;

механическая очистка (коагулянта, нейтрализация и отстаивание сточных вод);

физико-химическая очистка (электростатический и полный обмен, сорбция и т.д.);

биологическая очистка сточных вод.

Основными мероприятиями по охране подземных вод являются:

профилактические (контроль и наблюдение за качество подземных вод, надежное в санитарном отношении устройство водозаборов подземных вод и т.п.);

локальные, т.е. ограничивающие продвижение загрязнений по водоносному пласту от очага загрязнения;

восстановительные, имеющие цель ликвидировать загрязнение водоносного горизонта и восстановить природное качество подземных вод.

Для того чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды, связанное с демографическим взрывом промышленным развитием, необходимо:

государственное планирование урбанизации и индустриализации с целью избежать избыточной концентрации городов и промышленности;

применение "более чистой технологии", т.е. промышленной технологии без сточных вод с ограниченными, насколько это возможно. Стоками. Необходимо учитывать затраты на очистку сточных вод и вред, наносимый окружающей среде;

внедрение технологии очистки сточных вод. Позволяющей регенерировать загрязняющее вещество, чтобы избежать возникновения проблем его удаления и вторично исподьзовать дочищенную воду.