Раздел 2

Методы контроля качества воды

Физическое состояние, химический и газовый состав воды оказывают заметное влияние на здоровье. Питьевая вода плохого качества, мутная, необычного вкуса и запаха не способна возбуждать деятельность желудочно-кишечного тракта. Как недостаток, так и избыток минеральных солей в воде приводит к различным обменным заболеваниям. Имеется также много сведений о негативном влиянии на организм животных нитратов, которые чаще всего попадают в водоемы с полей, куда вносились минеральные удобрения.

ЗАПАХ. Чистая вода запаха не имеет. Выраженность запаха определяют в баллах.

Запах естественного происхождения может быть ароматическим, болотным, гнилостным, землистым, плесневелым, рыбным, сероводородным, травянистым, неопределенным, а искусственного - хлорным, бензинным, феноловым и т.д.

Приборы и оборудование: Колбы нa 100 мл с широким горлом.

Реактивы: Фильтровальная бумага, смоченная уксуснокислым свинцом.

Ход определения:

1.В 3 колбы налить по 50 мл воды из разные источников при температуре 20-40°С, закрыть пробкой и хорошо встряхнуть. Затем сосуды открыть и определить запах, используя таблицу 3. При наличии неприятного запаха в горлышко колбы опустить полоску фильтровальной бумаги, смоченной уксуснокислым свинцом, которая в присутствии сероводорода должна почернеть.

ВКУС. Различают следующий вкус воды: соленый, горький, сладкий, кислый. Остальные вкусовые ощущения называются привкусами (металлический и т.п.).

Приборы и оборудование: Колбы, спиртовки.

Реактивы: Раствор маргацевокислого калия.

Ход определения:

1.Воду прокипятить в течение 5 минут, остудить до 20-25°С. Набрать в рот около 15 мл воды, не проглатывая, затем прополоскать рот раствором марганцовокислого калия. Интенсивность вкуса определить по 5 бальной шкале, используя таблицу 3.

Таблица 3

Определение запаха или вкуса воды

Выраженность запаха или вкуса	Описательно	Баллами
Запах или вкус вовсе не ощущаются	нет	0
Запах или вкус, обычно не замечаемые, но обнаруживаемые опытным наблюдателем	очень слабые	1
Запах или вкус, если обратить на них внимание, обнаруживаются потребителем воды	слабые	2
Запах или вкус, легко замечаемые и вызывающие неодобрительные отзывы о воде	заметные	3
Запах или вкус, обращающие на себя внимание	отчетливые	4
Запах или вкус настолько сильные, что вода не пригодна для питья	очень сильные	5

ЦВЕТ. Цвет воды является показателем некоторых ее химических и биологических особенностей. Большое влияние на цвет воды оказывают растворенные или взвешенные в ней органические вещества. В естественном состоянии вода имеет зеленовато-голубой цвет. При большом содержании взвешенных частиц цвет воды следует определять после отстаивания или фильтрования. Высота столбика воды при определении цвета должна быть не менее 10 см.

Приборы и оборудование: Колбы на 1000 мл, пробирки из бесцветного стекла, штативы, аналитические весы.

Реактивы: Двухромовокислый калий, сернокислый кобальт, серная кислота плотностью 1.84.

Приготовление стандартного раствора: а) 0.0875 г двухромовокислого калия, 2 г сернокислого кобальта и 1 мл серной кислоты растворить в 1 л дистиллированной воды. б) 1 мл серной кислоты растворить в 1 л дистиллированной воды.

Ход определения:

1.В пробирку из бесцветного стекла налить дистиллированную воду, а в другую - исследуемую и сравнить при рассмотрении на белом фоне. Вода может быть бесцветной, светло-желтой, интенсивно желтой, бурой и т.д. Описать цвет исследуемой воды словами.

2.Изготовить шкалу цветности, смешивая растворы «а» и «б» в пропорциях, указанных в таблице 4.

3.Определить цвет в градусах цветности 3 проб воды, взятых из разных источников, путем их сравнения с хромово-кобальтовой шкалой.

Таблица 4

Хромово-кобальтовая шкала цветности

Раствор «а», мл	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.8	1.0	1.2
Раствор «б», мл	9.9	9.8	9.7	9.6	9.5	9.4	9.2	9.0	8.8
Градус цветности	5	10	15	20	25	30	40	50	60

ПРОЗРАЧНОСТЬ. Как в полевых, так и в лабораторных условиях для определения прозрачности воды можно использовать проволочное кольцо или шрифт Снеллена.

Приборы и оборудование: Цилиндры объемом 500 мл, проволочные кольца диаметром 1.5 см из проволоки толщиной один миллиметр.

Ход определения:

1.Кольцо погружать в воду до тех пор, пока его контуры сделаются невидимыми. Затем кольцо медленно поднимать до его полной видимости. Замерить глубину погружения кольца и перевести ее в показатели по шрифту Снеллена (таблица 5).

Таблица 5

Определение прозрачности воды (в см)

По кольцу	По Снеллену	По кольцу	По Снеллену
2	0.5	22	16
4	2	24	17
6	3	26	18
8	5	28	19
10 12	6	30	21
12	8	32	23
15	10	34	25
17	12	38	28
20	14	41	30

2.Измерить высоту водяного столба, через который виден специальный шрифт (шрифт Снеллена).

Шрифт Снеллена: 54178309

3.Сравнить результаты.

ОКИСЛЯЕМОСТЬ. Под окисляемостью понимают способность находящихся в воде органических веществ окисляться атомарным кислородом. Величина окисляемости выражается количеством кислорода в мг, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 литре воды Чем больше окисляемость воды, тем выше содержание в ней органических веществ.

Приборы и оборудование: Пробирки, штативы

Реактивы: Серная кислота в разведении 1 к 3, 0.01 н. раствор марганцовокислого калия.

Приготовление 0.01 н. раствора маргацевокислого калия: в 1 литре дистиллированной воды растворить 0.34 г химически чистого маргацевокислого калия.

Ход определения:

1.В пробирку налить 10 мл исследуемой воды, добавить 10 капель (0.5 мл) разведенной серной кислоты и 20 капель (1 мл) 0.01 н. раствора марганцовокислого калия. После перемешивания содержимое пробирки оставить при температуре выше 20°С на 20 минут или при температуре 10-20°С на 40 минут. Окисляемость в мг/л О₂ определить по таблице 6.

Таблица 6

Определение окисляемости воды

Окраска при наблюдении сбоку	Окисляемость, мг/л О2
Ярко-лилово-розовая	1
Лилово-розовая	2
Слабо-лилово-розовая	4
Бледно-лилово-розовая	6
Бледно-розовая	8
Розово-желтая	10
Желтая	16 и выше

ХЛОРИДЫ Содержание хлоридов в питьевой воде не должно превышать 350 мг/л.

Приборы и оборудование: Пробирки, штативы

Реактивы: Азотная кислота в разведении 1 к 3, 10% раствор азотнокислого серебра.

Ход определения:

1.В 3 пробирки налить пробы воды из разных источников, добавить по 2-3 капли азотной кислоты и по 3 капли азотнокислого серебра. Раствор встряхнуть и по объему выпавшего осадка определить содержание хлоридов (таблица 7).

АКТИВНАЯ РЕАКЦИЯ (рН) воды Чистая вода обладает нейтральной реакцией.

Приборы и оборудование: Пробирки, штативы.

Реактивы: Универсальный индикатор, лакмусовые бумажки.

Приготовление универсального индикатора: смешать 0,1% спиртовые растворы - метилового красного 5 мл, диметиламиноазобензола 15 мл, бромтимолового синего 20 мл, фенолфталеина 20 мл и тимолфталеина 20 мл.

Таблица 7

Приближенное определение хлоридов в воде

Осадок или муть	Количество хлоридов, мг/л
Опалесценция или слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, оседают не сразу	50-100
Белый, объемистый осадок	более 100

Ход определения:

1.В пробирку с 3-5 мл воды добавить 2-3 капли универсального индикатора и сравнить полученный цвет с эталоном. При отсутствии эталона следует учитывать, что красно-розовая окраска соответствует рН 2, красно-оранжевая - оранжевая - 4, желто-оранжевая 5, лимонно-желтая - 6, желто-зеленая - 7, зеленая - 8, сине-зеленая 9 и фиолетовая 10.

2.Индикаторную бумажку смочить воде и цвет сравнить с бумажной шкалой.

КИСЛОРОД. От уровня содержания растворенного кислорода зависит санитарно-гигиеническое качество поверхностных вод, особенно водоемов, предназначенных для рыбоводных целей. Содержание кислорода в воде ниже, чем в воздухе и подвержено большим колебаниям. Кислород поступает в воду из атмосферы, а также в результате процесса фотосинтеза, происходящего в водных растениях. Дня карпа оптимальная концентрация кислорода составляет 4-6 мг/л, для форели 7-10 мг/л. Снижение содержания кислорода ниже нормы ведет к снижению темпа роста рыбы и даже к ее гибели.

Приборы и оборудование: Пробирки, штативы.

Реактивы: Раствор хлористого марганца, раствор едкого натра.

Приготовление растворов: 1) 49.4 г хлористого марганца растворить в дистиллированной воде с доведением объема до 100 мл. 2) 50 г едкого натра растворить в дистиллированной воде с доведением объема до 100 мл.

Ход определения:

1.В пробирку налить доверху воды, стараясь сделать это таким образом, чтобы вода не смешивалась с воздухом. В исследуемую воду добавить 4 капли раствора хлористого марганца, другой пипеткой - 4 капли едкого натра. Пробирку закрыть так, чтобы под ней не было слоя воздуха и содержимое перемешать, переворачивая пробирку. Количество кислорода определить по цвету осадка, руководствуясь таблицей 8.

Таблица 8

Приближенное определение кислорода в воде

Цвет осадка	Количество кислорода, мг/л
Кремовый	0.7
Серовато-желтый	3.0
Светло-коричневый	5.7
Серовато-коричневый	8.6
Темно-серовато-коричневый	11.4

СВОБОДНАЯ УГЛЕКИСЛОТА. Углекислота в водоемах содержится как в виде растворенного газа, так и в виде ионов. Основными источниками углекислоты являются различные биохимические процессы, протекающие в воде и в грунтах.

Приборы и оборудование: Склянки емкостью 200 мл, бюретки на 25 и 50 мл, пипетки на 1 и 20 мл.

Реактивы: 0.1 н. раствор едкого натра, 1% спиртовой раствор фенолфталеина.

Ход определения:

1.В склянку налить 100 мл воды, стараясь не допустить ее перемешивания с воздухом, добавить 2-3 капли раствора фенолфталеина и титровать до появления не исчезающего в течение 2 минут слабо-розового окрашивания. Содержание углекислоты в мг/л определить по формуле:

Х=(А*2.2*1000)/100, где

Х - содержание свободной углекислоты, мг/л;

А - количество раствора едкого натра, пошедшего на титрование;

1000 - пересчет на литры;

100 - объем исследуемой жидкости;

2.2 - количество углекислоты в мг, соответствующее 1 мл раствора едкого натра.

ЩЕЛОЧНОСТЬ воды обусловлена присутствием металлов, связанных со слабыми кислотами - бикарбонатами, карбонатами и гидроокисями. Высокая щелочность наблюдается в сточных водах.

Приборы и оборудование: Бюретки, колбы на 120 мл, мерный цилиндр на 100 мл.

Реактивы: 0.1 н. раствор соляной кислоты, индикатор метилоранж.

Приготовление 0.1 н. раствора соляной кислоты: 8.2 мл концентрированной химически чистой соляной кислоты плотностью 1.19 довести до объема 1 л дистиллированной водой.

Ход определения:

1.В колбу налить 100 мл исследуемой воды, добавить 3-4 капли метилоранжа и титровать раствором соляной кислоты до перехода окраски из желтой в слаборозовую. Рассчитать щелочность по формуле:

Х=А*1.04 где

Х - щелочность воды в мг/экв-л.

А - количество 0.1 н. раствора соляной кислоты.

1.04 - поправка на углекислоту, которая увеличивает щелочность на 4%.

ЖЕСТКОСТЬ. Различают устранимую, общую и постоянную жесткость воды. Устранимой (бикарбонатной) считается жесткость, исчезающая после кипячения в течение 1 часа. Зависит она от содержания двууглекислых солей кальция и магния (карбонатов и гидрокарбонатов). Общая жесткость обусловлена сульфатами. Постоянная жесткость равна разнице между общей и устранимой жесткостью.

Жесткость воды измеряется в мг/экв-л или градусах жесткости. Один градус равен 10 мг окиси кальция или 2.8 мг/экв-л. При жесткости менее 10 градусов вода считается мягкой, от 10 до 18 градусов - умеренной жесткости и свыше 18 - жесткой.

Приборы и оборудование: Пробирки, штативы, спиртовки.

Реактивы: 0.1 н. раствор соляной кислоты, метилоранж.

Ход определения:

1.В колбу налить 100 мл воды, добавить 2 капли метилоранжа и титровать до перехода желтой окраски в слабо­розовую. Рассчитать устранимую жесткость формуле:

Х=(А*1000*0.1)/100, где

Х - устранимая жесткость, мг/экв-л;

А - количество раствора 0.1 н. соляной кислоты;

0.1 - нормальность раствора соляной кислоты.

2.После определения устранимой жесткости в колбу с оттитрованной водой добавить 20 мл щелочной смеси и кипятить в течение 5 минут.

Приготовление щелочной смеси: взять равное количество 0.1 н. раствора едкого натрия (4 г на 1 литр дистиллированной воды) и 0.1 н. соды (5.3 г на 1 литр дистиллированной воды). Под влиянием щелочи кальций и магний выпадают в осадок, образуя углекислый кальций и гидрат окиси магния.

3. Жидкость охладить до 20°С, перенести в мерную колбу на 200 мл и довести до метки дистиллированной водой. После перемешивания отфильтровать в чистую колбу 100 мл жидкости, добавить 3 капли индикатора метилоранжа и титровать до слабо-розового окрашивания 0.1 н. соляной кислотой. Умножить израсходованный раствор соляной кислоты на 2, т.к. жидкость после кипячения разводилась в 2 раза, вычесть полученный результат из 20 и получить количество раствора соляной кислоты, пошедшей на осаждение солей кальция и магния. Умножением количества соляной кислоты на 2.8 найти общую жесткость воды.

4.Вычислить постоянную жесткость как разницу между общей и карбонатной (устранимой) жесткостью воды.

АЗОТ АММИАКА. Наличие в воде аммиака может свидетельствовать о попадании в воду отходов из животноводческих помещений.

Приборы и оборудование: Пробирки.

Реактивы: 50% раствор сегнетовой соли, реактив Несслера.

Ход определения:

1.В пробирку налить 10 мл исследуемой воды, добавить 0.2-0.3 мл 50% раствора сегнетовой соли, хорошо перемешать, затем внести 0.2 мл реактива Несслера.

2.Определить содержание аммиака в воде, используя таблицу 9.

Таблица 9

Приближенное определение аммиака в воде

Окрашивание воды при просмотре сбоку	Окрашивание при просмотре сверху вниз	Содержание аммиака, мг/л
Нет	Нет	меньше 0.05
Нет	Едва заметное, слабо­желтоватое	0.1
Едва заметное, слабо-желтоватое	Слабо-желтое	0.2
Очень слабо-желтое	Желтоватое	0.4
Слабо-желтоватое	Светло-желтое	0.8
Светло-желтое	Желтое	2.0
Желтое	Интенсивно буровато-желтое	4.0
Мутноватое, резко-желтое	Бурое, раствор мутный	8.0
Интенсивно-бурое, раствор мутный	Бурое, раствор мутный	20.0

АЗОТ НИТРИТОВ. В чистой воде нитриты отсутствуют. Содержание азота нитритов в количестве сотых, тем более десятых долей мг/л является нежелательным.

Приборы и оборудование: Пробирки.

Реактивы: Серная кислота в разведении 1 к 3, 3% раствор йодистого калия, 0.2% раствор крахмала.

Ход определения:

1.В пробирку налить 10 мл исследуемой воды, добавить 2 капли серной кислоты, 3 капли раствора йодистого калия и 3 капли крахмала. Содержимое пробирки встряхнуть. Синее окрашивание указывает на присутствие в воде солей азотистой кислоты.

АЗОТ НИТРАТОВ.

Приборы и оборудование: Фарфоровые чашки.

Реактивы: Дифениламин, концентрированная серная кислота.

Ход определения:

1.В фарфоровую чашку поместить 2 мл исследуемой воды (не должна содержать нитритов!) добавить кристаллик дифениламина и 2 мл серной кислоты. Темно-синее окрашивание указывает на содержание в воде нитратов.

СУЛЬФАТЫ. Содержание сульфатов в воде не должно превышать 500 мг/л.

Приборы и оборудование: Пробирки.

Реактивы: 10 % раствор хлорида бария, 25% раствор соляной кислоты.

Ход определения:

1.В пробирку налить 5 мл исследуемой воды, добавить 3 капли хлорида бария и 3 капли соляной кислоты. По объему выпавшего осадка (не взбалтывая) определить содержание сульфатов (таблица 10).

Таблица 10

Приближенное определение сульфатов в воде

Характер осадка	Количество сульфатов, мг/л
Слабая муть через несколько минут	1-10
Слабая муть сразу	10-100
Сильная муть	100-150
Большой осадок, быстро оседающий на дно	500

Содержание сульфатов в воде можно определить по методу А.В.Озерова. Для этого в стаканчик диаметром 28 мм с плоским дном налить 10 мл исследуемой воды. Мутную воду следует предварительно профильтровать. К воде добавить 2 капли 25% соляной кислоты и 5 капель 10% раствора хлористого бария. Тщательно размешать воду стеклянной палочкой и поставить стаканчик на таблицу со специальными типографскими шрифтами. Числю напротив самого мелкого различимого шрифта соответствует количеству сульфатов в мг/л.