Книга "Системы очистки воды" Пособие для менеджеров

Feature image

2 Состав питьевой воды.


2 Состав питьевой воды. Стандарты питьевой воды Украины и других стран.

2.1. Показатели качества воды

Качество воды в каждом конкретном случае зависит от требований потребителя. Категория качества воды — это показатель степени загрязненности водного объекта, который определяют совместно установленных показателей состава и свойств воды (физических, химических, биологических, бактериологических) и который удовлетворяет требования потребителей. Соблюдение этих требований есть обязательным на протяжении определенного времени. Согласно Водному кодексу Украины качество воды - это характеристика состава и свойств воды, которая определяет ее пригодность для конкретного потребителя. Требования к качеству воды нормируются государственными отраслевыми стандартами или техническими условиями. Единого показателя, который характеризовал бы качество воды, не существует, поэтому ее качество оценивают на основании системы показателей.

Показатели качества воды разделяют на физические, химические, гидробиологические, бактериологические. Другой формой классификации показателей ее качества есть их распределение на общие и специфические. К общим принадлежат показатели, характерные для любых водных объектов. Наличие в воде специфических для нее показателей предопределяется местными естественными условиями и особенностями антропогенного действия на водный объект. Рассмотрим основные физические показатели качества воды. Температура воды* В водоемах температура является результатом одновременного действия солнечной радиации, теплообмена с атмосферой, перенесение теплоты течениями, перемешивание водных масс и поступление нагретых вод из внешних источников. Температура влияет практически на все процессы, от которых зависят состав и свойства воды. Этот показатель воды измеряют в градусах Цельсия (°С).

Запах и вкус. Как уже отмечалось, запах воды создается специфическими веществами, которые поступают в воду в результате жизнедеятельности гидробионтов, разложение органических веществ, химического взаимодействия компонентов, которые содержатся в ней, и поступление из внешних (аллохтонновых) источников. Выделяют такие виды запахов: ароматический (цветочный, огуречный), землистый, болотный, гнилостный, древесинный, плесени, хлорный, нефтяной, фенольный, сероводородный, неуверенный (не подобный ни одного из указанных запахов). Вкус воды бывает горький, кислый, соленый. Все другие вкусовые ощущения квалифицируют как привкусы. Интенсивность запахов и привкусов за баллами разделяют так:

Интенсивность привкуса или запаха

Никакого

Очень слабый

Слабый

Заметный

Выразительный

Очень сильный

Баллы

0

1

2

3

4

5

 

Прозрачность воды зависит от степени рассеяния солнечного света веществами органического и минерального происхождения, которые находятся в воде в взвешенном и коллоидном состояниях. Она определяет ход биохимических процессов, которые нуждаются в освещении (первичное продуцирование, фотолиз). Прозрачность измеряют в сантиметрах.

Цветность воды предопределяется содержимым органических окрашенных соединений. Вещества, которые окрашивают воду, поступают в нее вследствие выветривания горных пород, хода продуктивных процессов внутри водоемов, с подземных стоков и из антропогенных источников. Высокая цветность снижает органолептические свойства воды и уменьшает содержимое в ней растворенного кислорода. Цветность воды измеряют в градусах и определяют колориметрично, сравнивая ее с дихромат-кобальтовой шкалой цветности. Один градус цветности отвечает содержимому в 1 л раствора 2,49 мг хлорплатината калия и 2,018 мг хлорида кобальта.

Содержание взвешенных веществ. Источником взвешенных веществ могут быть процессы эрозии грунтов и горных пород, помутнение донных отложений, продукты метаболизма и разложение гидробионтов и химических реакций, антропогенные источники. Взвешенные вещества влияют на состояние жизнедеятельности гидробионтов, приводят к заиливанию водоемов, вызывая их экологическое старение (эвтрофикацию). Содержание взвешенных веществ определяют в граммах на метр кубический (мг/л), пропуская определенный объем воды сквозь плотный бумажный или мембранный фильтр. Кроме того, существуют визуальные способы определения мутности воды, для чего ее сравнивают с эталонными суспензиями. Последние изготовляют из илового каолина, инфузорной земли или трепела. Прозрачность воды контролируют также измерением высоты ее столбика, сквозь который можно нормально читать печатный шрифт или видеть нанесенный черной краской на белую пластину крест с толщиной линий 1 мм. Глубину измеряют с помощью белого диска, который погружают в воду источника до тех пор, пока он станет незаметным.

Бактериологические показатели характеризуют загрязненность воды патогенными микроорганизмами. К важнейшим бактериологическим показателям принадлежат: коли-индекс — количество кишечных палочек в1л воды; коли-mump — количество воды в миллилитрах, в которой может быть найдено одну кишечную палочку; число лактозопозитивних кишечных палочек; число колифагов.

Гидробиологические показатели дают возможность оценить качество воды за видовым составом живых организмов и растительностью в водоемах. Изменение видового состава экосистем может происходить при незначительном загрязнении водоемов, которое не определяется ни одним из способов. Поэтому гидробиологические показатели наиболее чувствительные. Существует несколько способов гидробиологического оценивания качества воды.

Оценивание качества воды за уровнем сапробности. Сапробность — степень насыщения воды органическими веществами. Используя шкалу, предложенную Кольквитцем и Марссоном, за наличием гидробионтов в водоеме можно определить категорию загрязненности воды, так называемую зону сапробности. Существуют такие виды этой зоны:

полисапробная зона (зона наибольшего загрязнения), в воде которой находится много остатков умерших животных и растений, богатых на белки, жиры, клетчатку и продукты разложения. В такой воде происходят гнилостные процессы анаэробного типа, развиваются микроорганизмы, стойкие к повышенному содержимому сероводорода, оксида углерода (IV), метана и других органических веществ;

мезосапробная зона (зона среднего загрязнения), в воде которой происходит минерализация органического вещества с преобладанием окислительных процессов. Микроорганизмы трансформируют азот аммонийных солей на нитриты, сероводород - на сульфаты, органические вещества - на оксид карбона (IV) и воду. Эту зону, в свою очередь, разделяют на α- и β-мезосапробные зоны, которые различаются интенсивностью окисления. Для α-мезосапробной зоны характерное наличие в воде организмов, которые хорошо чувствуют за недостатки кислорода и стойкие в условиях повышенного содержимого углекислого газа. В водах β-мезосапробной зоны наиболее интенсивнее происходит минерализация и полностью завершается окисления органики. Содержимое бактерий в 1 мл воды достигает 100 тыс;

олигосапробная зона (зона чистой воды), в воде которой органические вещества почти отсутствуют. Процессы окисления нитритов к нитратам здесь завершаются полностью. Железобактерии окисляют железо (II) до железа (III). Число бактерий в воде этой зоны составляет 1 - 10 тыс. в 1 мл.

Согласно этому способу водные объекты (или их участки) в зависимости от содержимого органических веществ разделяют на поле-, α-мезо-, β-мезо- и олигосапробные. Каждому уровню сапробности отвечает определенный набор индикаторных организмов - сапробионтов. На основе индикаторной значимости организмов и их количества высчитывают индекс сапробности, согласно которому определяют уровень сапробности.

Оценивание качества воды за видовым составом организмов. С увеличением степени загрязненности водоемов видовой состав, как правило, уменьшается. Поэтому изменение видового состава является показателем изменения качества воды. Оценивание видового состава осуществляют на основе индексов многообразия (индексы Марголефа, Шеннона и др.).

Оценивание качества воды за функциональными характеристиками водоемов. В этом случае качество воды определяют за величиной первичной продукции, интенсивности деструкции и некоторыми другими показателями.

Физические, бактериологические и гидробиологические показатели принадлежат к общим показателям качества воды. Химические показатели могут быть общими и специфическими. К общим химическим показателям качества воды принадлежат: растворенный кислород, химическое и биохимическое потребление кислорода, водородный показатель (рн), содержимое азота и фосфора, минеральное состав.

Растворенный кислород. Основными источниками поступления кислорода у водоема есть газообмен с атмосферой (атмосферная реаэрация), фотосинтез и ливневые и талые воды, которые по обыкновению перенасыщены кислородом. Окислительные реакции являются основным источником энергии для подавляющего большинства гидробионтов. Растворенный в воде кислород используется гидробионтами для дыхания и окисления органических веществ. Поэтому низкое содержание растворенного в воде кислорода отрицательно влияет на весь комплекс биохимических и экологических процессов в водном объекте.

Химическое потребление кислорода (ХПК). ХПК — это количество кислорода в миллиграммах или граммах на 1 л воды, необходимая для окисления углеродосодержащих веществ к С02, Н20 и N03, серосодержащих — к сульфатам и фосфоросодержащих — к фосфатам. ХПК определяют окислением примесей воды с помощью дихромата калия (К2Сr207) или перманганата натрия (NaMn04). Величина ХПК дает возможность оценить содержание окислительных веществ, но не дает информации об их составе. Поэтому ХПК принадлежит к обобщенным показателям.

Биохимическое потребление кислорода (БПК). БПК — это количество кислорода, который тратится за определенный промежуток времени на аэробное биохимическое окисление (разложение) неустойчивых органических соединений, которые содержатся в воде. БПК определяют для разных промежутков времени: 5 суток (БПК5), 20 суток (БПК20), независимо от времени для полного окисления органики (БПКполн).

Количество ХПК и БПК определяют в миллиграммах кислорода на 1л. Поэтому ХПК определяют как количество кислорода, который потребляется для химического окисления органических и неорганических соединений, которые содержатся в воде, под действием окислителей. БПК - это количество кислорода, который потребляется для биохимического окисления веществ, которые содержатся в воде, в аэробных условиях. Итак, ХПК и БПК можно рассматривать как угрозу антропогенной эвтрофикации водоемов.

Водородный показатель (рН). Активную реакцию воды выражают водородным показателем (рн), который есть отрицательным десятичным логарифмом активности ионов водорода:

Величину рН измеряют электрометрически или с помощью индикаторов. От рН воды зависит развитие водных и сельскохозяйственных растений, ход продуктивных и многих других процессов водоподготовки.

Азот. В естественных водах азот может находиться в виде свободных молекул N2 и разных соединений в растворенном, коллоидном или взвешенном состоянии. В общем азоте природных вод принято выделять органическую и минеральную формы. Основными источниками поступления азота есть процессы, которые происходят внутри водоема, газообмен с атмосферой, атмосферные осадки и антропогенное загрязнение. Разные формы азота в процессе его круговорота могут трансформироваться, переходя из одной формы в другую. Азот принадлежит к важнейшим лимитирующих биогенных элементов. Высокое содержимое его в воде ускоряет процессы эвтрофикации водоемов.

Фосфор. В свободном состоянии в естественных условиях фосфор не обнаружен. В природных водах он находится в виде органических и неорганических соединений. Основная масса фосфора находится в взвешенном состоянии. Соединения Фосфора поступают в воду в результате разных процессов в водоеме, выветривание и растворение горных пород, обмена с донными отложениями и из антропогенных источников. На содержимое разных форм фосфора влияют процессы его круговорота. В отличие от азота круговорот фосфора не сбалансированный, поэтому содержание его в воде ниже. Фосфор чаще всего бывает тем лимитирующим биогенным элементом, содержимое которого определяет характер продуктивных процессов в водоемах.

Минеральный состав определяют за суммарным содержимым семи главных ионов: Na+, Са2+, К+, Mg2+, Cl, SO2"", НСО. Основными источниками повышения минерализации есть грунтовые и сточные воды. По эффекту воздействия на гидробионты и организм человека неблагоприятными есть как высокие, так и слишком низкие показатели минерализации воды.

К специфическим показателям качества принадлежат фенолы, нефтепродукты, ПАВ и ИПАВ, тяжелые металлы и пестициды.

Фенолы поступают в водоемы из антропогенных источников в процессе метаболизма гидробионтов и биохимической трансформации органических веществ. Источником поступления фенолов являются гуминовые вещества, которые образовываются в грунтах и торфяниках. Фенолы токсично действуют на гидробионты и ухудшают органолептические свойства воды.

Нефтепродукты. К нефтепродуктам принадлежат горючее, масла и смазки, битумы и некоторые другие продукты, которые являются углеводородами разных классов. Источник поступления нефтепродуктов - утечка их во время добычи, переработки и транспортировки, сточные воды. Незначительное количество нефтепродуктов может выделяться в результате процессов, которые происходят в водоемах. Углеводы, которые входят в состав нефтепродуктов, имеют токсичную и незначительную наркотическую действия на живые организмы и поражают сердечно-сосудистую и нервную системы.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и искусственные поверхностно-активные вещества (ИПАВ). К ПАВ принадлежат органические вещества, которые имеют резко выраженную способность к адсорбции на поверхности распределения воздуха -жидкость. В воду большей частью попадаются ИПАВ. Последние имеют токсичное действие на гидробионты и человека, уменьшают газообмен водоемов с атмосферой и интенсивность процессов внутри водоемов, ухудшают органолептические свойства воды. ИПАВ - это вещества, которые разлагаются очень медленно.

Тяжелые металлы. Довольно распространенными тяжелыми металлами есть свинец, медь, цинк, хром, кадмий, кобальт. Тяжелые металлы имеют мутагенное и токсичное действие, резко уменьшают интенсивность биохимических процессов в водоемах.

Пестициди. К пестицидам принадлежит большая группа искусственных хлоро-и фосфороорганических веществ, которые применяют в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами. Основным источником их поступления есть поверхностный и дренажный сток из сельскохозяйственных угодий. Пестициды имеют токсичное, мутагенное и кумулятивное действие. Они разрушаются постепенно. Их определяют в определенном объеме (г/м3, мг/дм3, мг/л) с помощью химико-аналитических методов.


Комментарии (0)



Добавление комментариев закрыто.
2010-2016 © Waterspace | Все права защищены.