Сухой остаток при общей минерализации питьевой воды. Общая минерализация воды норма

7.2. Определение минерализации воды

7. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ОЦЕНКА ИХ

КАЧЕСТВА

7.1. Формы выражения результатов анализа химического состава

подземных вод

Природная вода − сильнейший растворитель минералов и горных пород, обогащена различными солями. В связи с большим разбавлением природных растворов, соли практически полностью диссоциированы на ионы.

Главными ионами являются катионы Са2+, Mg2+, Na++К+, и анионы НСО3-, SO42-, Cl-. Определение содержания ионов выполняется аналитическими методами. Результаты принято представлять в ионной, эквивалентной и процентной формах (таблица 6).

Ионная форма - выражение содержания в природных водах ионов в единицах массы на определенный объем воды. Обычно это миллиграммы или граммы на литр воды. Ионная форма дает массовое содержание данного вещества в воде, что имеет большое практическое значение.

Эквивалентная форма. Ионы взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. Поэтому для установления взаимосвязи между ионами анализы выражают в эквивалентной форме. Она позволяет:

- судить о правильности произведенного анализа;

- рассчитать содержание некоторых ионов без аналитического определения;

- составить гипотетические соли;

- классифицировать воды по ряду показателей.

Для пересчета необходимо содержание иона в мг/л разделить на его эквивалентный вес или умножить на пересчетный коэффициент, который является величиной обратной эквивалентному весу (таблица 7).

В природных водах ион Na+ значительно преобладает по сравнению с К+, поэтому сумма ионов (Na++К+) определяют по условному коэффициенту 0,04 (или по Na+).

Контроль анализа. Суммы анионов и катионов в мг-экв/л должны быть равны или незначительно различаться. Допустимая погрешность находится по формуле:

; (7)

где ΣА – сумма анионов в мг-экв/л;

ΣК – сумма катионов в мг-экв/л.З0

В нашем примере расчет Адоп производим для 10 и 11 скважин:

- погрешность допустимая;

- погрешность допустимая.

Процент-эквивалетная форма (%-экв) удобна для последующих сопоставлений природных вод различной минерализации и более четкого представления о соотношениях между ними. Процент-эквивалентная форма используется при графической обработке данных анализа, классификации вод и оценке их качества.

Для вычисления необходимо сумму эквивалентов катионов (ΣК) и сумму эквивалентов анионов (ΣА), каждую в отдельности, принять за 100 %, а затем рассчитать процентное содержание каждого иона. Точность расчета – до одного знака после запятой.

Проверку расчета проводят суммируя %-эквивалентные содержания анионов и катионов отдельно, суммы должны быть равны 100 %-экв.

Минерализация – количество растворенных в воде минеральных веществ выраженное в мг/л или г/л. Она имеет следующие понятия:

- сумма ионов (ΣИ, г/л) – арифметическая сумма содержания всех определенных анализом ионов в мг/л или г/л;

- сухой остаток определяется экспериментально, путем выпаривания определенного объема воды и высушивания осадка при температуре 110оС.

Контроль анализа выполняется по сопоставлению величин сухого остатка и суммы ионов: они должны отличаться на 0,5 НСО3-. Это объясняется тем, что при нагревании ионы НСО3- переходят в СО32- по схеме:

2НСО3-→СО32- + Н2О + СО2↑,

т. е. вместо 2 ионов НСО3- в сухом остатке остается только один ион СО32-.

Согласно ГОСТ 17403-72 природные воды по минерализации разделены на группы (таблица 8). Предел пресных вод – 1 г/кг – установлен в связи с тем, что при минерализации более этого значения вкус воды неприятен – соленый или горько-соленый.

Таблица 8 – Характеристика вод по минерализации

7.3. Определение жесткости воды

Жесткость воды, согласно стандарту выражается суммой мг-экв/л ионов Са2+ и Mg2+. Различают общую, устранимую (карбонатную) и неустранимую (постоянную) жесткость.

Общая жесткость равна сумме концентраций находящихся в воде катионов Са2+ и Mg2+:

rСа2+ + rMg2+ = общая жесткость(мг-экв/л),где r - содержание иона в мг-экв/л.

Устранимая жесткость определяется по содержанию в воде гидрокарбонат-иона. При кипячении часть ионов Са2+ и Mg2+ соединяется с равным количеством иона НСО3- и образует накипь.

Неустранимая жесткость связана с наличием в воде солей сильных кислот Са2+ и Mg2+ (хлоридов, сульфатов, нитратов и т.д.) Определяется как разность общей и устранимой жесткости:

rСа2+ +rMg2+ − rНСО3- - жесткость неустранимая.

Определяют общую жесткость воды в соответствии с классификацией (таблица 9).

Таблица 9 − Классификация подземных вод по общей жесткости

7.4. Химическая классификация подземных вод

Разнообразие химического состава природных вод определяет необходимость их систематизации. Существует довольно много классификаций учитывающих химические свойства, соотношение групп анионов и катионов, генетические особенности вод.

Широко применяется классификация О.А. Алекина (рисунок 10), сочетающая принцип деления по преобладающим ионам и соотношениям между ними. Преобладающим является тот ион ( отдельно рассматриваются анионы и катионы ) , содержание которого больше каждого из двух других не менее чем на 10 %-экв/л. Если разница меньше, то вода будет смешанного состава, при этом уступающий в пределах 10 %-эквивалентов ион будет читаться сокращенным прилагательным, а преобладающий – полным.

По преобладающим анионам выделяется три класса вод: гидрокарбонатные (C), сульфатные (S) и хлоридные (Сl). В каждом классе по преобладающим катионам выделяют группы кальциевых, магниевых, натриевых вод.

Рисунок 10 - Схема классификации природных вод по химическому

составу

Класс гидрокарбонатных вод объединяет маломинерализованные воды рек, пресных озер и значительное количество подземных вод.

К хлоридным относятся минерализованные воды рек, озер, морей, лиманов, подземные воды солончаковых районов, пустынь.

Сульфатные воды занимают промежуточное место между гидрокарбонатными и хлоридными.

По соотношению ионов выделяют четыре типа вод:

I тип . Это пресные, мягкие воды рек, поверхностных водоемов.

II тип . Воды малой и средней минерализации озер, рек, подземные вода, залегающие в осадочных породах.

III тип . К этому типу относятся сильноминерализованные вода глубоких горизонтов, океанов, морей, лиманов.

IV тип. Воды этого типа кислые, сильноминерализованные, очень жесткие.

Состав воды в соответствии с классификацией О.А. Алекина записывают в виде символа, к которому прибавляется и величина минерализации в г/л.

Например: вода гидрокарбонатная кальциевая второго типа с минерализацией 0,88 г/л будет записана символом - C IICa0,88

Определив класс, группу и тип вод по классификации О.А. Алекина, записывают их в графу 18 таблицы 6 при помощи символов.

studfiles.net

Общая минерализация

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Очень часто этот параметр путают с сухим остатком. Действительно, эти параметры очень близки между собой, но методика определения сухого остатка такова, что в результате не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. Это приводит к тому, что общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину (как, правило, не более 10%).

Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках (которые существенно варьируются в разных геологических регионах вследствие различной растворимости минералов).

В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

Категория вод

Минерализация, г/дм3

Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения надежные данные о возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л, однако уже при величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации в 1000 мг/л. Разумеется, уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек.

Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой (смотрите также "Вода и полезные минеральные вещества").

Отдельных слов заслуживает величина минерализации с точки зрения отложения осадков и накипи в нагревательных приборах, паровых котлах, бытовых водогрейных устройствах. В этом случае к воде применяются специальные требования, и чем меньше уровень минерализации (особенно содержание солей жесткости), тем лучше.

Бытовые фильтры для снижения минерализации.

Промышленные системы для снижения минерализации.

www.water.ru

Общая минерализация природных вод

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская-на-Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и химия»

определение общей минерализации

природных вод

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплинам «Экология»,

«Биология с основами экологии», «Промышленная экология»

для студентов всех курсов, специальностей и форм обучения

Ростов-на-Дону

2009

Составители:

профессор, доктор биологических наук В.В. Киреева

кандидат технических наук, доцент В.И. Гаршин

кандидат технических наук, доцент Л.М. Распопова

УДК 504.006.331.45

Определение общей минерализации природных вод: Метод. указания к лабораторной работе по дисциплинам «Экология», «Биология с основами экологии», «Промышленная экология» / РГАСХМ; Под ред. проф. В.Л. Гапонова; Ростов н/Д., 2009. – 7 с.

В методических указаниях приводится методика определения одного из показателей безвредности воды – общей минерализации (сухого остатка) и его гигиенической оценки.

Предназначены для студентов всех курсов, специальностей и форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Ростовской-на-Дону государственной академии

сельскохозяйственного машиностроения

Рецензенткандидат химических наук, доцент

Р.П. Бойко

Научный редакторкандидат технических наук, доцент

В.И. Гаршин

 Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовская—на—Дону государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения, 2008

Инструкция по технике безопасности

При выполнении лабораторной работы “Определение общей минерализации природных вод” студенты должны соблюдать следующие правила:

1. Аккуратно обращаться со стеклянной или фарфоровой посудой и оборудованием.

2. Осторожно проводить нагревание и выпаривание растворов. Не трогать горячие предметы незащищенными руками.

3. Осторожно обращаться с растворами кислот! Не допускать попадание кислот на одежду, кожу, в глаза и на окружающие предметы.

4. Работу проводить аккуратно и точно в соответствии с инструкцией.

5. После окончания работы вымыть всю посуду, убрать оборудование и рабочее место.

6. Со всеми неясными вопросами обращаться к преподавателю.

1. Цель работы

1.1. Закрепить теоретические знания об экологическом и гигиеническом значении качества природных вод.

1.2. Овладеть навыками определения показателя общей минерализации воды с целью ее гигиенической оценки.

2. Общие положения

Вода является основой всех жизненных процессов, единственным источником кислорода в главном движущем процессе на Земле  фотосинтезе.

Качество воды в природе определяется совокупностью физико-географических факторов (климат, рельеф местности, почвенный покров, характер прибрежной растительности, площадь стока и др.)

Под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей (минеральных и органических веществ и биологических загрязнений).

Стремительное возрастание потребления воды населением, для нужд промышленного и сельскохозяйственного производства сопровождаются отбором значительных масс воды из рек, озер, других поверхностных и подземных водных объектов, что оказывает существенное влияние на состояние водоемов и природной среды в целом. Вместе с возрастанием потребления воды увеличивается сброс сточных вод в водоемы, в результате которого они загрязняются (рис. 1).

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Рис. 1. Схема использования водных ресурсов (по В.С. Кожевникову)

Основная причина загрязнения водных бассейнов  сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунально-бытовым и сельским хозяйством. Объемы сточных вод и их качественные характеристики определяются численностью населения города или населенного пункта, развитием водоемких отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства, объемом водопотребления, токсичностью стоков и т.д.

Законодательство устанавливает для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПДК) его в водной среде.

Предельно-допустимый сброс) (ПДС)  это масса загрязняющего вещества, выбрасываемая отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде и опасно для здоровья человека. При спуске сточных вод вне черты города ПДС для отдельных предприятий рассчитывают с учетом возможного разбавления сточных вод, а также с учетом процессов естественного самоочищения вод от поступающих в них веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК)  это максимальная концентрация, при которой вещество не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при воздействии на организм в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопотребления.

В настоящее время при определении ПДК учитывают не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом. В соответствии с требованием санитарных норм, состав природных вод оценивается физическими, химическими и гигиеническими показателями.

Физические показатели  температура, содержание взвешенных веществ, цветность, запах и привкус характеризуют органолептические свойства воды, воспринимаемые человеком с помощью органов чувств.

Химические показатели характеризуют степень безвредности воды и включают содержание вредных веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение.

Гигиенические показатели природных вод характеризуют степень безопасности воды в эпидемическом отношении.

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В 1 л пресной воды может содержаться до 1 г солей. Высокое содержание солей в воде приводит к росту заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ: остеохондроза, желче- и мочекаменной болезней. Поэтому СанПиН 2.1.4.559-96 устанавливает одним из показателей безвредности питьевой воды  показатель “общая минерализация (сухой остаток)”, в соответствии с которым ПДК сухого остатка не должна превышать 1000 мг/л.

3. Материальное обеспечение

1. Бутыль емкостью 1,0 л для забора воды из водоема.

2. Фарфоровая чашка емкостью 200 мл.

3. Фильтр.

4. Воронка.

5. Мерный цилиндр или мензурка.

6. Водяная баня.

7. Сушильный шкаф.

8. Весы.

4. Порядок выполнения работы

4.1 Из открытого водоема взять пробу воды с глубины 0,5-1 м. Для забора пробы привязать закрытую бутыль к шесту или прикрепить к ней гирю и на веревке спустить на требуемую глубину. Бутыль открыть с помощью шнура, прикрепленного к пробке. Анализ должен быть проведен не позже 2 часов после забора.

4.2 Профильтровать 100-110 мл исследуемой воды.

4.3 Фарфоровую чашку прокалить, охладить и взвесить.

4.4 Налить в чашку 100 г профильтрованной воды и выпарить на водяной бане досуха.

4.5 Высушить чашку с остатком в сушильном шкафу при температуре 105оС до постоянного веса.

4.6 Вычислить содержание сухого остатка по формуле:

х=(АВ)1000/V,

где х  содержание сухого остатка, мг/л;

А  масса чашки с сухим остатком, мг;

В  масса пустой чашки, мг;

V  объем исследуемой воды, мл;

1000  коэффициент для пересчета на 1 л.

4.7 Заполнить таблицу 1 протокола исследования.

4.8 Оформить отчет по ниже приведенной форме.

Таблица 1

Протокол исследования

5. Содержание отчета

1.Наименование и цель работы.

2. Причины загрязнения водоемов.

3. Схема использования водных ресурсов.

4. Формулировка ПДС и ПДК.

5. Показатели состава природных вод.

6. Формула вычисления содержания сухого остатка.

7. Таблица протокола исследований.

8. Вывод в соответствии качества воды санитарной норме по показателю “Общая минерализация (сухой остаток)”.

9. Ответы на контрольные вопросы.

6. Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит качество воды в природе?

2. Что понимают под загрязнением водоемов?

3. Каковы причины загрязнения водоемов?

4. Каковы основные источники загрязнения водоемов?

5. Что такое ПДС и ПДК?

6. Какими показателями оценивают качество природных вод?

7. Каково влияние высокого содержания солей в воде на организм человека?

8. Что такое сухой остаток и что он характеризует?

9. Как определить общую минерализацию (сухой остаток) воды?

ЛИТЕРАТУРА

1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М.: Ун-т «Дружбы народов», 1998.

2. Экология и природопользование / Под ред. Э.А. Аристумова. – М.: Изд. Дом «Дашков и К», 1999.

3. Габович Р.Д. Гигиена. – М.: Медицина, 1982.

4. СанПин 2.1.4.559–96. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды. – М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

Учебно-методическое издание

Составители:

киреева Валерия Васильевна

гаршин Владимир Иванович

распопова Людмила Максимовна

определение общей минерализации

природных вод

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплинам «Экология»,

«Биология с основами экологии»,

«Промышленная экология»

для студентов всех курсов,

специальностей и форм обучения

Редактор Т. Ю. Карасевич

Лиц. ЛР № 020824 от 20.10.98 г.

____________________________________________________

Подписано к печати _________ Формат бумаги 60х84/16

Бумага офсетная Объем 0,5 усл. п.л., 0,6 уч.-изд. л.

Заказ № ____ Тираж 50 экз.

____________________________________________________

Редакционно-издательский отдел РГАСХМ ГОУ

Ростов-на-Дону, ул. Страны Советов, 1

Отпечатано в копировально-множительном бюро РГАСХМ ГОУ

studfiles.net

Сухой остаток при общей минерализации питьевой воды

Химический состав воды, в том числе используемой в производстве бутилированной воды, в основном определяется концентрациями отдельных катионов (в частности, Ca2+, Mg2+, K+, Na+) и анионов (в частности, Cl-, SO42-, HCO3-). Кроме того, есть более общие характеристики, производные от некоторых индивидуальных концентраций – например, общая жесткость и щелочность воды.

Существует и еще более обобщенный показатель – сухой остаток (общая минерализация) воды, т.е. суммарное количество веществ, растворенных в единице объема воды. В принципе, сухой остаток (общая минерализация) определяется содержанием как неорганических (минеральных), так и органических веществ в воде. Однако, в норме концентрация органических соединений в воде пренебрежимо мала, поэтому с достаточной точностью величину сухого остатка (общей минерализации) можно считать равной сумме концентраций неорганических катионов и анионов.

Общая минерализация питьевой воды

Понятия «сухой остаток» и «общая минерализация» часто считают тождественными. Это с связано с тем, что такой интегральный показатель, как суммарное количество растворенных веществ, можно точно вычислить, лишь зная концентрации всех индивидуальных ингредиентов (ионов). Поскольку на практике это далеко не всегда возможно, широко практикуется определение сухого остатка, измеряемого гравиметрическим методом (взвешиванием) после упаривания воды. Полученные значения, однако, часто оказываются гораздо более низкими, чем арифметическая сумма индивидуальных концентраций. Связано это с термическим разложением гидрокарбонат-ионов с выделением углекислого газа. Поэтому самые значительные расхождения межде величинами сухого остатка и вычисляемой общей минерализацией (TDS – total dissolved solids) наблюдаются для вод с высокой щелочностью, т.е. с высоким содержанием гидрокарбонат-ионов.

Разумеется, сухой остаток (общая минерализация) — гораздо менее информативный показатель, нежели данные полного химического анализа питьевой воды. В то же время, он позволяет получить обобщенное представление о качестве питьевой воды. В первую очередь, о ее органолептических свойствах:

• слишком высокие (более 1 г/л) значения сухого остатка (общей минерализации) свидетельствуют о том, что такая вода хуже утоляет жажду. Кроме того, вода с очень высокой минерализацией может иметь соленый или горький привкус;
• вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

С другой стороны, вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

На основании результатов многочисленных научных исследований, как эпидемиологических, так и экспериментальных, установлен оптимальный уровень сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды — 200-500 мг/л. Вода, минерализованная на уровне до 1000 мг/л, считается качественной, пригодной для питья и приготовления пищи без ограничений. Вода с более высокой минерализацией относится к минеральным водам, употребление которых связано с определенными показаниями и ограничениями.

Для нормализации минерального состава питьевой воды, в том числе для получения питьевой воды с оптимальным значением сухого остатка (общей минерализации) можно использовать минеральные добавки серии «Северянка». Дополняя питьевую воду солями кальция, магния, калия, гидрокарбонат-ионами и другими жизненно важными ингредиентами, «Северянка» оптимизирует значение сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды.

www.severyanka.spb.ru

Смотрите также

• 
  Околоплодные воды норма иаж
• 
  Нормы отключения холодной воды
• 
  Норма пш воды
• 
  Норма счетчики на воду
• 
  Суточная норма воды
• 
  Вода в тексте норма
• 
  Норма ис счетчики воды
• 
  Жесткость воды норма
• 
  Околоплодные воды норма
• 
  Околоплодные воды количество норма
• 
  Норма воды в день