Взвешенные вещества
Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Взвешенные вещества попадают в открытые водоемы вместе с талыми или дождевыми водами, в результате размыва русел рек, со сточными водами. В больших водоемах мутность воды увеличивается около берегов вследствие взмучивания осадка при сильном ветре. Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, тем самым уменьшая проникновение в нее света, что в свою очередь снижает фотосинтез водных растений и аэрацию водной среды. Взвешенные вещества влияют на температуру и состав растворенных компонентов поверхностных вод, они способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воздействие на жизнедеятельность водных организмов. На взвешенных частицах могут сорбироваться различные загрязняющие вещества; оседая на дно, они могут стать источником вторичного загрязнения воды.
Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и режимом стока, зависит от пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п.
Концентрация взвешенных веществ в поверхностных водотоках может достигать значительных величин – до 3000-10000 мг/дм3, обычное содержание 100-1500 мг/дм3.
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения содержание взвешенных веществ в результате спуска сточных вод не должно увеличиваться соответственно более, чем на 0,25 мг/дм3 и 0,75 мг/дм3.
Определение концентрации растворенных веществ
Метод измерения массовой концентрации растворенных веществ основан на выпаривании досуха 5-1000см3 профильтрованной пробы воды в предварительно прокаленной и взвешенной фарфоровой чашке, высушивании сухого остатка в течение 3-х часов при температуре 105ОС и взвешивании его на аналитических весах. Масса сухого остатка должна находиться в пределах 50-500мг, в ином случае для анализа берут больший объем воды.
Масса сухого остатка или концентрация растворенных веществ характеризует суммарное содержание минеральных веществ в воде; обычно выражается в мг/дм3 (до 1000 мг/дм3) и ‰ (промилле или тысячная доля при минерализации более 1000 мг/дм3). ПДК – не более 1000 мг/дм3.
Вода с большим содержанием солей отрицательно влияет на растительные и животные организмы, технологию производства и качество продукции, вызывает образование накипи на стенках котлов, коррозию, засоление почв.
Жесткость воды
Жесткость воды — это совокупность свойств воды, обусловленных наличием в ней многозарядных катионов, прежде всего катионов Са2+ и Мg2+. Различают общую, временную и постоянную жесткость воды.
Общая жесткость складывается из гидрокарбонатной (временной или устранимой) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая — наличием водорастворимых сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и гидрофосфатов этих металлов. Количественно общая жесткость воды выражается суммарным числом миллимолей эквивалентов ионов Са2+ и Мg2+, содержащихся в 1 л воды (ммоль экв/дм3). Для определения жесткости воды используют титриметрический (комплексонометрический) метод.
В естественных условиях ионы кальция, магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с карбонатными минералами и других процессов растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.
Гидрокарбонатная жесткость легко устраняется кипячением воды, и поэтому ее называют временной жесткостью: гидрокарбонаты кальция и магния при кипячении превращаются в карбонаты кальция и магния и оседают на стенках сосуда в виде накипи
Са(НСО3)2
СаСО3
+ CO2
+
Н2О,
Mg(НСО3)2 MgСО3 + CO2 + Н2О
Гидрокарбонатную жесткость можно устранить, добавляя гашеную известь
Са(НСО3)2 + Са(OН)2 2СаСО3 + 2Н2О
Mg(НСО3)2 + 2Са(OН)2 Mg(OH)2 + 2СаСО3 + 2Н2О.
Постоянную жесткость устранить кипячением не удается. В этом случае для удаления ионов Са2+ и Мg2+ в воду добавляют карбонат или фосфат натрия. При этом будут протекать реакции:
СаCl2 + Na2СО3 СаСО3 + 2NaCl,
3СаCl2 + 2Na3PО4 Са3(PО4)2 + 6NaCl.
В настоящее время для устранения жесткости воды широко применяют ионообменные смолы - иониты, с помощью которых можно осуществить полное обессоливание воды.
Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с общей жесткостью менее 2 ммоль экв/дм3 считается мягкой, от 2 до 10 – средней жесткости, более 10 ммоль экв/дм3 – жесткой. Гидрокарбонатная жесткость составляет до 70–80% от общей жесткости.
Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды. Вода с жесткостью свыше 10 ммоль экв/дм3 имеет горьковатый вкус и оказывает действие на органы пищеварения, оказывает влияние на почки, способствует появлению дерматитов. В жесткой воде плохо развариваются мясо и овощи. Для питьевых целей рекомендуется вода средней жесткости. Жесткая вода не дает пены с мылом, так как содержащиеся в мыле растворимые натриевые соли жирных кислот переходят в нерастворимые кальциевые соли тех же кислот. На стенках паровых котлов при кипячении жесткой воды образуется накипь, которая затрудняет нагревание воды, вызывает увеличение расхода топлива, ускоряет изнашивание котлов. Для хозяйственных и промышленных целей рекомендуется мягкая вода.