Характеристика и примеси природных вод.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

В природной воде всегда содержатся вещества органического и минерального происхождения как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. Попадают эти вещества в воду при выпадении атмосферных осадков, из почв и грунтов с которыми соприкасается при движении вода, а также за счет жизнедеятельности и отмирания населяющих воду растительных и животных организмов.

Вещества в растворенном состоянии преимущественно содержатся в подземных, грунтовых водах, а поверхностные воды чаще обогащены взвешенными веществами. Количество взвеси может достигать 5000 мг/л., и более. Больше всего взвешенных веществ в воде открытых водоемов наблюдается во время осенних и весенних паводков.

Природные воды принято разделять на группы:

I. по происхождению – атмосферные воды (осадочные); подземные (ключевые и колодезные), поверхностные (речные, озерные, морские, болотные).

II. по количеству и характеру примесей – на пресные, соленые, мягкие, жесткие, прозрачные, мутные, окрашенные, пахнущие.

III. по принципу использования – на питьевые, хозяйственные, технические, охлаждающие, лечебные.

Состав природных вод меняется во времени. Минеральные и органические вещества, находящиеся во взвешенном состоянии, под действием сил тяжести постепенно осаждаются. Часть органических веществ используется живыми организмами, населяющими водоемы, в качестве питательного материала. Протекающие в природных водах химические и биологические процессы приводят к разрушению легко окисляющихся органических примесей.

Состав воды также меняет образование гидроокисей металлов (железа, марганца, алюминия) и связывание ими коллоидных примесей.

Основную часть органических примесей в природных водах составляют гуминовые вещества. Наряду с ними встречаются белковые, жировые, углеводородные вещества, органические кислоты и витамины. Однако эти вещества составляют чаще всего незначительную долю от общего количества органических соединений.

Минеральный состав природных вод чрезвычайно разнообразен. Так вода океанов и морей содержит много растворенных веществ, но больше всего поваренной соли NaCl до 84 %, что делает ее непригодной для питья, хозяйственных и технических целей.

Своеобразен состав растворенных веществ в так называемых минеральных водах, которые применяются только в лечебных целях. Минеральные воды по составу разделяются на соленые, щелочные, горькие, железистые, газовые, серные. Содержание растворенных веществ колеблется в таких водах от 2 до 20 г/дм³.

Речные, озерные, артезианские, ключевые, подземные воды содержат сравнительно мало растворенных веществ. Их иначе называют пресными и они пригодны для питья.

Загрязнения природных вод по их физико-химическим свойствам можно разделить на три группы.

К первой группе относятся примеси, образующие с водой взвеси. К ним относятся частицы песка, глины, органической материи, которые смываются с поверхности почвы дождем, при таянии снега и льда и поступают со сточными водами. Отличительной чертой таких примесей является их способность осаждаться при продолжительном отстаивании, и они задерживаются фильтрами.

Ко второй группе относятся примеси, образующие с водой коллоидные системы. Частички этих примесей состоят из целого ряда слипшихся молекул. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых в данной жидкости веществ. Коллоидные частицы не осаждаются под действием сил тяжести, не задерживаются на песчаных фильтрах, но задерживаются мембранными фильтрами.

К третьей группе примесей относятся вещества, полностью растворяющиеся в воде. Эти вещества находятся в воде в виде отдельных ионов или молекул. Присутствие таких примесей можно установить только с помощью химического анализа или органолептически (на вкус). Этими веществами могут быть растворенные соли, натрия, калия, кальция, магния, меди, алюминия, свинца, железа, марганца, в растворенном виде многие газы (О₂, СО₂, N₂, Н₂S), различные органические вещества, например фенолы, формальдегид и др. Эти примеси не задерживаются ни песчаными, ни другими обычными видами фильтров.

Следует также отметить, что природные воды обильно заселены бактериями, водорослями, простейшими, червями и другими организмами. Биологические загрязнители развиваются тем интенсивнее, чем больше в воде питательных веществ. Самыми распространенными из микроорганизмов являются бактерии. Они принимают активное участие в образовании всех водных сообществ. Клетки бактерий на 85 % состоят из воды, и они по плотности близки к плотности воды. Поэтому бактерии в водоемах могут образовывать устойчивые взвеси.

Водоросли также относятся к основным обитателям водоемов. Приспосабливаясь к окружающим условиям среды, они участвуют во всех водных сообществах. Среди них есть бентические организмы, которые заселяют донный ил; планктонные, обитающие в толще воды. Планктонные водоросли иногда развиваются в таком большом количестве, что окрашивают воду, обуславливая так называемое «цветение» водоема.

Водоемы населены множеством различных животных, относящихся к большой разнородной группе червей. Представители этой группы обитают в зарослях прибрежных водных растений, в донном иле, в свободно плавающих планктонических образованиях.

Для оценки качества природных воды образцы ее подвергают физико-химическому анализу, который разделяется на физические и химические определения.

Определение запаха воды.

Характер и интенсивность запаха определяют органолептически. Характер запаха определяют по ощущению воспринимаемого запаха.
Различают две группы запахов: запахи естественного и искусственного происхождения. Запахи естественного происхождения обусловлены живущими и отмирающими в воде организмами, влиянием берегов, дна, почв, грунтов.
Так, присутствие в воде растительных остатков придает ей землистый, илистый, или болотный запах. Если вода цветет и в ней содержатся продукты жизнедеятельности актиномицетов, то она имеет ароматический запах. Наличие сероводорода придает воде запах тухлых яиц.
При гниении органических веществ в воде или загрязнении ее нечистотами возникает гнилостный, сероводородный или фекальный запах.
Обычно характер запаха воды описывается следующими терминами: ароматический (огуречный, цветочный); болотный (кислый, тинистый); гнилостный (фекальный, сточный); древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный.
Запахи искусственного происхождения возникают при загрязнении воды промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. Их характер определяют по названию тех веществ, запах которых они представляют: фенольный, камфорный, аптечный, хлорный, металлический.
Ход определения при температуре 20 °С
В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 — 350 см³ отмеривают 100 см³ испытуемой воды температуры 20 °С, закрывают пробкой, перемешивают, затем колбу 9ткрывают и определяют характер и интенсивность запаха.
Ход определения при температуре 60 °С
В колбу отмеривают 100 см³ исследуемой воды, накрывают колбу часовым стеклом и подогревают на водяной бане до температуры 50 — 60 °С. Содержимое колбы несколько раз перемешивают, затем сдвигают стекло в сторону и определяют характер и интенсивность запаха.

22. Определение вкуса (привкуса) воды.

Органолептическим методом определяют характер и интенсивность вкуса и привкуса.
Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький.
Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами.
Проведение испытания

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т.д.).
Испытуемую воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживают 3-5 с.
Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям табл.2.


Интенсивность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности вкуса и привкуса, балл
Нет	Вкус и привкус не ощущаются
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

Определение цветности воды.

Цветность воды определяют фотометрически - путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды.

Аппаратура, материалы, реактивы
Для проведения испытаний применяют следующие аппаратуру, материалы, реактивы: фотоэлектроколориметр (ФЭК) с синим светофильтром ( =413 нм); кюветы толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см; колбы мерные вместимостью 1000 см; пипетки мерные вместимостью 1, 5, 10 см с делениями на 0, 1 см; цилиндры Несслера на 100 см; калий двухромовокислый по ГОСТ 4220; кобальт сернокислый по ГОСТ 4462; кислоту серную по ГОСТ 4204, плотностью 1, 84 г/см; воду дистиллированную по ГОСТ 6709; фильтры мембранные N 4.

Подготовка к испытанию

Приготовление основного стандартного раствора (раствор N 1)
0, 0875 г двухромовокислого калия (К Сr О ), 2, 0 г сернокислого кобальта (CoSO ·7H O) и 1 см серной кислоты (плотностью 1, 84 г/см ) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до 1 дм. Раствор соответствует цветности 500°.

Приготовление разбавленного раствора серной кислоты (раствор N 2)

1 см концентрированной серной кислоты плотностью 1, 84 г/см доводят дистиллированной водой до 1 дм.

Приготовление шкалы цветности
Для приготовления шкалы цветности используют набор цилиндров Несслера вместимостью 100 см
Раствор в каждом цилиндре соответствует определенному градусу цветности. Шкалу цветности хранят в темном месте. Через каждые 2-3 месяца ее заменяют.

Построение градуировочного графика
Градуировочный график строят по шкале цветности. Полученные значения оптических плотностей и соответствующие им градусы цветности наносят на график.
Проведение испытаний
В цилиндр Несслера отмеривают 100 см профильтрованной через мембранный фильтр исследуемой воды и сравнивают со шкалой цветности, производя просмотр сверху на белом фоне. Если исследуемая проба воды имеет цветность выше 70°, пробу следует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски исследуемой воды, сравнимой с окраской шкалы цветности.
Полученный результат умножают на число, соответствующее разбавлению.
При определении цветности с помощью электрофотоколориметра используют кюветы толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см. Контрольной жидкостью служит дистиллированная вода, из которой удалены взвешенные вещества путем фильтрации через мембранные фильтры N 4.
Оптическая плотность фильтрата исследуемой пробы воды измеряют в синей части спектра со светофильтром при =413 нм.
Цветность определяют по градуировочному графику и выражают в градусах цветности.

Определение мутности воды.

Определение мутности проводят не позднее чем через 24 ч после отбора пробы.
Проба может быть законсервирована добавлением 2-4 см хлороформа на 1 дм воды
Мутность воды определяют фотометрически - путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями.
Результаты измерений выражают в мг/дм (при использовании основной стандартной суспензии каолина) или в ЕМ/дм (единицы мутности на дм ) (при использовании основной стандартной суспензии формазина). Переход от мг/дм к ЕМ/дм осуществляют, исходя из соотношения: 1, 5 мг/дм каолина соответствуют 2, 6 ЕМ/дм формазина или 1 ЕМ/дм соответствует 0, 58 мг/дм.

5.2. Для проведения испытаний применяют следующие аппаратуру, материалы, реактивы:
фотоэлектроколориметр любой марки с зеленым светофильтром =530 нм;
кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 50 и 100 мм;
весы лабораторные по ГОСТ 24104*, класс точности 1, 2;
шкаф сушильный; центрифуга; тигли фарфоровые по ГОСТ 9147;
прибор для фильтрования через мембранные фильтры с водоструйным насосом; пипетки мерные по ГОСТ 29227, вместимостью 25, 100 см;
Подготовка к испытанию
Стандартные суспензии могут быть изготовлены из каолина или формазина.

Приготовление основной стандартной суспензии из каолина

25-30 г каолина хорошо взбалтывают с 3-4 дм дистиллированной воды и оставляют стоять 24 ч. Через 24 ч сифоном отбирают неосветлившуюся часть жидкости. К оставшейся части вновь приливают воду, сильно взбалтывают, снова оставляют в покое на 24 ч и вновь отбирают среднюю неосветлившуюся часть. Эту операцию повторяют трижды, каждый раз присоединяя неосветлившуюся в течение суток суспензию к ранее собранной. Накопленную суспензию хорошо взбалтывают и через трое суток сливают жидкость над осадком, как содержащую слишком мелкие частицы.
К полученному осадку добавляют 100 см дистиллированной воды, взбалтывают и получают основную стандартную суспензию.
Концентрацию основной суспензии определяют весовым методом (не менее чем из двух параллельных проб): 5 см суспензии помещают в тигель, доведенный до постоянной массы, высушивают при температуре 105 °С до постоянной массы, взвешивают и рассчитывают содержание каолина на 1 дм суспензии.
Затем основную стандартную суспензию стабилизируют пирофосфатом калия или натрия (200 мг на 1 дм ) и консервируют насыщенным раствором хлорной ртути (1 см на 1 дм ), формалином (10 см на 1 дм ) или хлороформом (1 см на 1 дм ).
Основная стандартная суспензия хранится в течение 6 мес. Эта основная стандартная суспензия должна содержать около 4 г/дм каолина.

Проведение испытания
Перед проведением испытания во избежание ошибок производят калибровку фотоколориметров по жидким стандартным суспензиям мутности или по набору твердых стандартных суспензий мутности с известной оптической плотностью.
В кювету с толщиной поглощающего свет слоя 100 мм вносят хорошо взболтанную испытуемую пробу и измеряют оптическую плотность в зеленой части спектра ( =530 нм). Если цветность измеряемой воды ниже 10° по Сr-Со шкале, то контрольной жидкостью служит бидистиллированная вода. Если цветность измеряемой пробы выше 10° Сr-Со шкалы, то контрольной жидкостью служит испытуемая вода, из которой удалены взвешенные вещества центрифугированием (центрифугируют 5 мин при 3000 мин ) или фильтрованием через мембранный фильтр с диаметром пор 0, 5-0, 8 мкм.
Содержание мутности в мг/дм или ЕМ/дм определяют по соответствующему градуировочному графику.
Окончательный результат определения выражают в мг/дм по каолину.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒