АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ОБЩИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД

 

       Ранее уже отмечалось, какие компоненты являются объектом экоаналитического контроля в объектах окружающей среды. Применительно к мониторингу различных вод этот перечень требует дальнейшего структурирования. Выделяют 5 групп объектов:

       1. Органолептические показатели:

       – мутность;

       – привкус и запах;

       – температура;

       – цветность;

       – жесткость;

       – рН;

    – неорганические компоненты, влияющие на органолептические

показатели – Al³⁺, NH⁴⁺, Fe(II, III), O2, Mn, Cu, Na, H2S, SO4^2–, Cl^–, Zn;

    – органические компоненты, влияющие на органолептические показатели – 1, 2- и 1, 4-дихлорбензолы, дихлорфенол, монохлорбензол, трихлорбензол, ксилол, стиролы, толуол, этилбензол.

       2. Санитарные (микробиологические) показатели:

       – кишечная палочка;

       – энтерококки;

       – патогенные энтеробактерии;

       – энтеровирусы, аденовирусы, антигены ротавирусов, вируса гепатита А;

       – кишечные гельминты;

       – число патогенных микроорганизмов в 1 л воды.

       3. Радиационные показатели:

       – суммарная α -активность;

       – суммарная β -активность;

       – для подземных источников: радон-222, радий-226, радий-228, уран

(суммарная активность природной смеси изотопов).

       4. Токсикологические показатели (наиболее обширная группа):

       – неорганические (барий бериллий, бор, ванадий, вольфрам, кадмий, кобольт, литий, марганец, медь, молибден, мышьяк, никель, нитраты, нитриты, ртуть общая, роданиды, свинец, селен, сурьма, таллий, теллур, уран, гексацианоферраты, фториды, хром, цианиды).

       – органические (бензол, акриламид, винилхлорид, ксилолы, хлорбензолы, хлорфенолы, нефтепродукты, ПАВы, четыреххлористый углерод, толуол, уксусная кислота, пестициды, бенз(а)пирен);

       – вещества, которые образуются при дезинфекции воды или применяемые для этого вещества. Сюда относят хлоруксусные кислоты, галогенуглеводороды, галогенамины и др. (BrO3^–, бромдихлорметан, бромоформ, дибромацетонитрил, ди- и три-хлорамины, дихлоруксусная кислота, дихлорфенол, тригалогенметан, Cl2, I2, ClO^–, хлорциан и другие). Санитарно-химические показатели качества питьевой воды, предназначенной для употребления населением, регулирует документ ДСанПиН 2.2.4-171-10 (приложение 2).

       В целом список приоритетных загрязнителей воды в Евросоюзе

включает 132 загрязнителя.

       5. Вещества, не оказывающие влияния на здоровье при обычно

встречающихся концентрациях (асбест, олово, серебро).

       Контроль за состоянием водных ресурсов осуществляют проведением физико-химических и биологических исследований и сопоставления результатов анализа с нормируемыми уровнями допустимых содержаний (ПДК, ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия, ОДУ – ориентировочно допустимый уровень). При поиске и сопоставлении ПДК для вод различного типа у аналитиков порой возникает много проблем и вопросов. Для каждого типа воды ПДК разрабатывают с учетом различных требований. В результате различных требований к каждому типу вод ПДК меди (0, 5 мг/л), цинка (2 мг/л) и стронция (2 мг/л) для сточной воды ниже, чем для водопроводной (соответственно 1, 5 и 7 мг/л). Вызывает удивление, что для питьевой воды установлена ПДК на фосфор элементный (0, 0001 мг/л), хотя известно о неустойчивости его в воде. Многие вещества по разному называются в разных документах или нормируются разные их производные. Например, 3, 5-ксиленол – 1-гидроксидиметилбензол; дихлорфеноксиуксусная кислота натриевая соль – дихлорфеноксиэтановая кислота.

       Контроль качества питьевой воды допускается проводить только по стандартизованным или аттестованным методикам. Прежде всего это – ГОСТы. Кроме ГОСТов разработано достаточно большое количество методик, действующих в ранге РД (руководящий документ), ПНД (природоохранный нормативный документ), МУК (методические указания).

       К методикам анализа предъявляются достаточно жесткие требования: нижний предел определения должен составлять не более 0, 5 ПДК контролируемого вещества; методика должна содержать метрологические характеристики и соответствующие им нормативы контроля. Нормируемые в воде показатели можно разделить на несколько групп (табл. 4.2).

 

 

Таблица 2. Методы определения показателей качества воды

 

    Определение неорганических компонентов и общих химических показателей качества воды редко вызывает затруднения с точки зрения методического обеспечения. В то же время методических проблем при анализе воды достаточно много, что объясняется широким спектром присутствующих в воде веществ, особенно в природной и сточной. В

течение нескольких лет ведется дискуссии о длине волны, при которой следует измерять оптическую плотность при определении цветности природных вод; до сих пор во многих лабораториях при определении ионов аммония в природной воде с высоким содержанием гумусовых веществ используют метод с реактивом Несслера без предварительной отгонки аммиака, хотя известно, что для анализа таких вод следует применять индофенольный метод; при определении нефтепродуктов методом ИК-спектроскопии в сточных водах предприятий пищевой промышленности порой получают завышенные результаты анализа и т.д. В случае питьевой воды тоже есть проблемы, часто связанные с невысокой чувствительностью применяемых методик, значительными величинами результатов холостого опыта вследствие использования недостаточно чистых реактивов.

       Многие ионы металлов определяют различными спектральными методами – атомно-абсорбционной спектрометрией с электротермической атомизацией (ЭТ ААС) и атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС), ртуть – методом «холодного пара». Применение пламенной атомно-абсорбционной и пламенной

атомно-эмиссионной спектрометрии (фотометрии пламени), а также масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) не оформлено национальными ГОСТАми, поэтому используются в ранге РД и ПНД. Для примера рассмотрим методики определения отдельных регламентируемых как в природной, так и в питьевой воде металлов, которые обычно определяются практически в каждой лаборатории.

       Для определения Fe, Cu, Mn, Cr, Al можно пользоваться спектрофотометрическими методиками ( в отдельных случаях с предварительной экстракцией). Конечно, эти методики достаточно трудоемки, но для их выполнения не требуется дорогостоящее оборудование и высококвалифицированный персонал, что позволяет использовать их в небольших аналитических лабораториях. Однако для определения Ba, Be, B, V, Mo, As, Se фотометрические методы анализа чрезвычайно трудоемки и не всегда обеспечивают требуемые пределы определения, поэтому в этих случаях необходимы высокочувствительные спектральные методы анализа – ЭТ ААС, ИСП-МС.

       Для определения анионов также можно успешно применять классические методы, хотя в больших лабораториях все чаще пользуются методами ионной хроматографии и капиллярного электрофореза в силу их высокой производительности и селективности (табл. 4.4).

Таблица 4.4. Соотношение пределов определения и предельно- допустимых концентраций анионов

 

       Значительно больше проблем возникает при определении органических соединений как из-за их разнообразия, так и вследствие низких уровней нормируемых содержаний. Последнее обстоятельство требует наличия в лаборатории современного дорогостоящего оборудования, высокого уровня подготовки специалистов, обслуживающих эти приборы, хорошей методической базы. Так, в лабораториях, выполняющих серийные анализы проб воды на 50-100 органических соединений, обычно работают более десяти газовых и жидкостных хроматографов. Метод хромато-масс-спектрометрии, широко применяющийся в зарубежных странах, до сих пор редко используется в лабораториях, занимающихся анализом воды, в силу высокой стоимости оборудования.

       Особое место занимает вода, расфасованная в емкости. Требования к качеству воды высшей категории, расфасованной в емкости, по отдельным показателям значительно жестче, чем для питьевой воды. В России, где введены в действие санитарно- эпидемиологические правила и нормативы «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1116-02», отсутствуют специальные нормативы и требования к питьевым бутилированным водам.

Надежных аттестованных методик с нижним пределом определения меньше ПДК для некоторых показателей (например, иодиды, формальдегид) не существует, что затрудняет практическое обеспечение СанПиНа.

       Большое значение при выполнении анализов воды придается процедурам контроля качества анализов. Сложность обусловлена тем, что в случае анализа водных объектов большинство химических веществ неустойчивы в течение длительного промежутка времени. Поэтому для построения контрольных карт приходится использовать стандартные растворы, а не контрольные образцы, да и сами стандартные растворы часто необходимо готовить в день выполнения анализа.

       Особой специфической областью экоаналитической химии является анализ сточных вод, особенно прошедших очистку. Здесь особенно важны метрологические характеристики тех методов, которые аналитик выбирает для определения того или иного компонента. Ограничительные нормативные значения показателей качества вод выражаются, как правило, без допустимого интервала. Концентрация данного компонента не должна превышать регламентируемое значение. Стоимость же очистки сточных вод возрастает примерно в шесть раз при увеличении ее глубины по БПК с 85 до 95%, по нитрат-иону с 75 до 85%, по иону аммония с 76 до 95%. Следовательно, результаты анализа должны давать возможность достоверно оценивать каждые 1-2% примеси в уже существенно очищенной воде. Это важно потому, что напрямую связано с размером штрафных санкций.                                                                                                  Еще одна проблема, касающаяся анализа очищенных сточных вод, –разработка экспрессных методов предварительного концентрирования, невызывающих изменения компонентного состава исследуемого объекта. Это касается, в первую очередь, органических компонентов, приемы концентрирования неорганических веществ разработаны существенно лучше.

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: