Химическое исследование питьевой воды. Плотность питьевой воды
Показатели качества питьевой воды и их санитарно-токсикологическая характеристика
Показатели качества питьевой воды и их санитарно-токсикологическая характеристика
К физическим показателям качества воды относят температуру, запах, привкус, цветность, мутность. Они определяют органолептические качества воды.
Химические показатели характеризуют химический состав воды. К ним обычно относят: водородный показатель воды рН, жесткость и щелочность, минерализация (сухой остаток), содержание органических и неорганических веществ.
Санитарно-бактериологические показатели характеризуют общую бактериальную загрязненность воды, загрязненность ее кишечной палочкой, содержание в воде токсичных и радиоактивных компонентов.
Эпидемические показатели. Вода является идеальной средой для размножения бактерий, микробов: возбудителей брюшного тифа, паратифов, холеры, дизентерии, вирусного гепатита и т.д. Вода может быть переносчиком различного рода глистов. В связи с обильным содержанием патогенных организмов, анализ воды проводят по «показательным» микробам (к примеру, кишечной палочке). Требования СанПиН - в 100 мл воды не должно быть кишечной палочки, количество бактерий в 1 мл воды не должно превышать 50.
Органолептические показатели.
Запах воды может быть: болотный, гнилостный, землистый, сероводородный, ароматический, хлорный, фенольный, хлорфенольный, нефтяной и др.
Привкус воды может быть: кисловатым, солоноватым, горьковатым, сладковатым.
Наличие запахов и привкусов говорит о содержании (возможно превышенном) в воде газов, минеральных солей, органических веществ, нефтепродуктов, микроорганизмов. Как правило, с повышением температуры запахи и привкусы усиливаются. Вода, используемая для питья, не должна иметь при температуре 60оС оценку более 2 баллов.
Цветность - окраска воды в тот или иной цвет. Свидетельствует о наличии в воде выше нормы высокомолекулярных соединений почвенного характера, железа в коллоидной форме, загрязнений сточных вод. Цветность не должна превышать 20о стандартной платинокобальтовой шкалы.
Мутность - иначе прозрачность. Зависит от наличия в воде взвешенных частиц. Использование мутной воды для питьевого водоснабжения нежелательно и даже недопустимо.
Химические показатели.
Водородный показатель рН - показатель концентрации в воде водородных ионов. Его величина характеризует фон водной среды: от кислого до щелочного. Для питьевой воды величина рН должна составлять от 6 до 9. Изменение значения рН должно быть сигналом о нарушении технологического режима водоподготовки.
Общая минерализация (сухой остаток) - суммарная концентрация анионов, катионов и растворенных в воде органических веществ. Влияет на органолептические свойства воды (вкуса). По сухому остатку можно судить о содержании в воде неорганических солей. Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме. Содержание сухого остатка в питьевой воде нормируется величиной не более 1000 мг/л.
Жесткость воды - обусловлена наличием в ней катионов кальция и магния. Взаимодействуя с карбонатными ионами, при высоких температурах они образуют малорастворимые соли. Поэтому жесткие воды могут образовывать накипь и отложения на бытовой технике, котлах, трубопроводах горячей воды. При использовании жесткой воды для стирки белья ее необходимо предварительно умягчать. Установлена статистически достоверная связь между жесткостью воды и развитием сердечно-сосудистых заболеваний (частотой инфаркта миокарда). Есть предположение о роли жесткости воды в развитии мочекаменной болезни. Жесткость воды для питьевых целей ограничена концентрацией 7 ммоль/л.
Органические и неорганические вещества.
Общее число химических веществ, загрязняющих природные воды и оказывающих неблагоприятное воздействие на здоровье человека, в настоящее время превышает 50 000. Их содержание в воде строго регламентировано требованиями СанПиН. Гигиеническое значение их обусловлено их биологической ролью.
При содержании фтора в воде более 1,5 мг/л может развиться флюороз, менее 0,7 мг/л - кариес зубов.
Чрезмерное содержание молибдена в воде приводит к увеличению активности ксантиноксидазы, щелочной фосфотазы, увеличению мочевой кислоты в крови и моче.
При низком поступлении в организм йода, развивается эндемический зоб, внешне проявляющийся в увеличении размеров щитовидной железы.
Ртуть - токсичный элемент, наличие ее в воде приводит к болезни Минамата, для которой характерно поражение центральной нервной системы.
Алюминий - нейротоксичен, способен накапливаться в нервной ткани, печени и , что особенно важно, в жизненно важных областях головного мозга, приводя к тяжелым расстройствам функции центральной нервной системы.
Барий - высокотоксичное вещество. При поступлении в организм, барий аккумулируется в костной ткани, что усугубляет его опасность для здоровья.
Бериллий - высокотоксичный и кумулятивный клеточный яд. Хорошо всасывается в желудочно-кишечный тракт. При поступлении в организм высоких концентраций бериллия с питьевой водой, наблюдаются серьезные расстройства половой сферы у представителей обоих полов.
Мышьяк - считается доказанной, роль мышьяка, содержащегося в воде, в возникновении опухолевых заболеваний.
Нитраты и нитриты - нитраты в воде в 1,5 раза токсичнее нитратов содержащихся в овощах. Повышенное содержание нитратов в воде вызывает токсический цианоз. Всасывание нитратов приводит к повышению содержания метгемоглобулина в крови.
Свинец - кумулятивен в костях. Поражает нервную систему, почки, приводит к раннему атеросклерозу, нарушению процесса образования эритроцитов. Детским организмом свинец усваивается в 3-4 раза интенсивнее, чем взрослым.
Железо - вода, когда ее перекачивают насосом прозрачна и бесцветна. Но по мере того, как отдельные молекулы этого соединения собираются вместе, появляется характерный ржавый цвет (такую воду часто называют «красной водой» или «ржавой водой»). В воде, содержащей железо, неизбежно образовываются железобактерии - рассадник бактерий самого различного класса и уровня опасности для организма человека. По мере нарастания, эти бактерии образуют красно-коричневые наросты, которые забивают трубы и снижают напор воды. Разлагающаяся масса этих бактерий является причиной неприятного запаха и вкуса воды.
Вода с повышенным содержанием железа имеет металлический привкус. Такая вода оставляет следы буквально на всем. Даже при самом малом содержании железа в воде (0,3 мг/л) она оставляет ржавые пятна на любой поверхности. Железо добавляет много трудностей как в быту, так и в промышленности (особенно в пищевой). Даже там, где концентрация железа низка, его ни в коем случае нельзя игнорировать. Наличие железа в воде представляет серьезную проблему еще и потому, что оно обладает большой химической повторяемостью элементов. Нерастворимые соединения железа могут образовывать илистые отложения в водонапорных резервуарах, водонагревателях и других водопроводных установках.
Повышенное содержание железа в воде (а следовательно в организме человека) является причиной серьезных аллергенных заболеваний.
Марганец - спутник железа. Обычно его встречают в железосодержащей воде. Марганец, соприкасаясь с чем-либо, оставляет темно-коричневые или черные следы даже при его минимальных концентрациях в воде (0,05 мг/л). Собираясь в водопроводных трубах, марганец дает черный осадок, от чего вода становится мутной.
Повышенное содержание марганца отрицательно влияет на высшую нервную систему, систему кровообращения, на работу поджелудочной железы, провоцирует болезни эндокринной системы, увеличивает возможность заболеваний онкологического характера.
Не случайно, Стандарт питьевой воды США установил минимальную норму присутствия марганца в воде равную 0,05 мг/л.
Медь - придает воде неприятный вяжущий привкус.
Химическое исследование питьевой воды - HintFox
«Пользу воды мы понимаем, когда колодец пересыхает», - так сказал около двух с половиной столетий назад великий ученый-естествоиспытатель и политик, один из отцов-основателей США Бенджамин Франклин. Он произнес эти слова в те времена, когда люди нашей Земли имели в достатке чистую питьевую воду.
Сейчас человек столкнулся с проблемой получения воды, безопасной для здоровья. Дело в том, что 97% мировых запасов – это соленая вода, а из оставшихся 3% пресной воды две трети находятся в виде льда.
Основной ущерб водной среде наносит человек. На качество воды отрицательно влияют не только отходы промышленности, стоки с полей, разливы нефтепродуктов, но также и наследие прошлых времен, когда чистоте окружающей среды уделяли недостаточно внимания.
Максимально допустимые концентрации загрязнений в питьевой воде, воде технического назначения и стоках регулируются национальными стандартами. В России в 2001 году утверждены новые нормативные документы (СанПиН и ГОСТ Р), которые регламентируют гигиенические требования к качеству питьевой воды и порядок и правила контроля качества питьевой воды.
Целью моей работы являлось химическое исследование питьевой воды.
Любое знакомство со свойствами воды, сознаем мы это или нет, начинается с определения органолептических показателей, т. е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств(зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. К органолептическим характеристикам относятся цветность, мутность, запах, вкус и привкус, пенистость.
Минеральный состав воды интересен тем, что отражает результат взаимодействия воды с почвообразующими минералами и породами, с воздушной средой и содержащейся в ней влагой и минеральными компонентами. Кроме того, минеральный состав воды обусловлен целым рядом протекающих в разных средах физико-химических процессов - растворение и кристаллизация, коагуляция, испарение и конденсация и др.
Большое влияние на минеральный состав воды оказывают протекающие в атмосфере и других средах химические реакции с участием соединений азота, углерода, кислорода, серы и др.
-) Основные компоненты минерального состава воды.
Компонент минерального состава воды Предельно-допустимая концентрация (ПДК)
Группа 1
1. Катионы:
Кальций (Ca2+) 200 мг/л
Натрий (Na+) 200 мг/л
Магний (Mg 2+) 100 мг/л
2. Анионы:
Гидрокарбонат (HCO3 -) 1000 мг/л
Сульфат (SO42-) 500 мг/л
Хлорид (Cl -) 350 мг/л
Карбонат (CO32 100 мг/л
Группа 2
1. Катионы:
Аммоний (NH 4+) 2,5 мг/л
Тяжелые металлы (сумма) 0,001 ммоль/л
Железо общее (Fe2+ + Fe 3+ ) 0,3 мг/л
2. Анионы:
Нитрат (NO3- ) 45 мг/л
Ортофосфат (PO 43-) 3,5 мг/л
Нитрит (NO2-) 0,1 мг/л Концентрации растворенных в воде минеральных солей определяют, как правило, химическими методами: титриметрическим, колориметрическим и др.
ХЛОРИДЫ
Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах, а также в питьевой воде, в виде солей металлов. Если в воде присутствует хлорид натрия, она имеет соленый вкус уже при концентрациях свыше 250 мг/л. Именно по органолептическому показателю – вкусу – установлена ПДК для питьевой воды по хлоридам – 350 мг/л.
Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсических эффектов на людей, хотя соленые воды очень коррозионно активны по отношению к металлам, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв.
В питьевой воде города Гусева концентрация хлоридов составляет 20 – 120 мг/л, в зависимости от того, какие скважины работают.
Метод определения массовой концентрации хлорид-аниона основан на титровании хлорид-анионов раствором нитрата серебра, в результате чего образуется суспензия практически нерастворимого хлорида серебра. Уравнение химической реакции записывается следующим образом:
Ag+ + Cl = AgCl
В качестве индикатора используется хромат калия, который реагирует с избытком нитрата серебра с образованием хорошо заметного оранжево-бурого осадка хромата серебра по уравнению:
Ag + + CrO4 = Ag2CrO4
Оранжево-бурый
Данный метод получил название метода аргентометрического титрования. Титрование можно выполнять в пределах рН 5,0-8,0.
Массовую концентрацию хлорид-аниона (С) в мг/л вычисляют по уравнению:
Vхл х H х 35,5 х 1000
Vв где: Vхл - объём раствора нитрата серебра, израсходованное на титрование, мл;
Vв - объем воды, взятой для анализа, мл;
35,5 – эквивалентная масса хлора;
1000 – коэффициент пересчета единиц измерения из г/л в мг/л.
АММОНИЙ.
Соединения аммония содержат атом азота в минимальной степени окисления «-3».
Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образовавшийся таким образом аммоний вновь вовлекается в процесс синтеза белков, участвуя тем самым в биологическом круговороте веществ (цикле азота). По этой причине аммоний и его соединения в небольших концентрациях обычно присутствуют в природных водах.
Существуют два основных источника загрязнения окружающей среды аммонийными соединениями. Аммонийные соединения в больших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений, избыточное и неправильное применение которых приводит к соответствующему загрязнению водоёмов. Кроме того, аммонийные соединения в значительных количествах присутствуют в нечистотах( фекалиях). Не утилизированные должным образом нечистоты могут проникать в грунтовые воды или смываться поверхностными стоками в водоёмы. Стоки с пастбищ и мест скопления скота, сточные воды от животноводческих комплексов, а также бытовые и хозяйственно-фекальные стоки всегда содержат большие количества аммонийных соединений.
Метод определения массовой концентрации катиона аммония основан на его реакции с реактивом Несслера образовывать соединения, окрашенные в щелочной среде в желтый цвет.
2K2HgJ4 + Nh4 + 3KOH = Hg2OJNh3 + 7KJ + 2h3 O желтый
Мешающее влияние железа устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли: KCOO(CHOH)COONa.
Концентрацию катионов аммония определяют колориметрическим методом с помощью фотоколориметра КФК.
Оптическая плотность окрашенных растворов пропорциональна концентрации катионов аммония.
ЖЕЛЕЗО ОБЩЕЕ
Железо – один из самых распространенных элементов в природе. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом. Известно свыше 300 минералов, содержащих соединения железа. Среди них – магнитный железняк a- FeO(OH), бурый железняк Fe3O4 х h3O, гематит (красный железняк), гемит (бурый железняк), сидерит FeCO3, магнитный колчедан FeSx (x=1 – 1,4), и др. Железо также является жизненно важным микроэлементом для живых организмов и растений, т. е. элементом, в малых количествах необходимым для жизнедеятельности.
В малых концентрациях железо всегда встречается практически во всех природных водах. Наша питьевая вода из скважин содержит до 6,0 мг/л общего железа, поэтому перед подачей в город она проходит очистку с помощью специальных фильтров до концентрации 0,1-0,3 мг/л.
Железо образует 2 рода растворимых солей, образующих катионы Fe2+ и Fe3+, однако в растворе железо может находится и во многих других формах.
В нерастворимой форме железо может быть представлено в виде различных взвешенных в воде твердых минеральных частиц различного состава.
Перевод железа в растворимую форму, пригодную для анализа, проводят, добавляя к пробе определенное количество сильной кислоты (азотной, соляной, серной) до рН = 1-2.
Метод определения железа основан на способности катиона железа(11) в интервале рН 3-9 образовывать с орто-фенантролином комплексное оранжево-красное соединение.
При наличии в воде железа (111), оно восстанавливается до железа (11) солянокислым гидроксиламином в нейтральной или слабокислой среде по реакции:
Fe3+ + 2Nh3OH х HCl = Fe2+ + N2 + 2h3O + 2HCl + 2H+
Таким образом определяется суммарное содержание железа (11) и железа (111). Анализ проводится в ацетатном буферном растворе при рН 4,5-4,7.
Концентрацию железа в анализируемой воде определяют с помощью КФК(фотоэлектрический колориметр).
Практическая часть
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ АММОНИЯ
В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Для анализа берем две пробы питьевой воды из водопроводного крана: одна объемом 25 мл, а другая объемом 5 мл, разбавленная до 25 мл дистиллированной водой. Добавляем реактивы в соответствии с прописью методики. Получаем окрашенные в желтый цвет растворы, интенсивность окраски которых различна (первая проба более ярко окрашена, чем другая).
С помощью фотоэлектрического колориметра (КФК) измеряем оптическую плотность окрашенных растворов (Д). Данные измерения заносим в таблицу. По формуле зависимости массовой концентрации ионов аммония (X мг/л) от оптической плотности (Д)
Х= 11,081 Д находим значение массовой концентрации ионов аммония в исследуемых пробах питьевой воды и данные заносим в таблицу:
№№ п/п У,мл Д (оптич. плотность) Х(концентрация) мг/л
1. 25 0,18 1,99
2. 5 0,04 0,44
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ ЖЕЛЕЗА ОБЩЕГО В
ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Для анализа взяты две пробы питьевой воды из крана: одна объемом 25 мл и другая объемом 5 мл, доведенная до объема 25 мл дистиллированной водой (разбавленная проба).
После добавления реактивов в каждую пробу в соответствии с прописью методики, получили окрашенные растворы, с различной интенсивностью окраски. С помощью фотоэлектрического колориметра (КФК-2) измерили оптическую плотность (Д) окрашенных растворов. Получили данные, которые занесли в таблицу. По формуле расчета зависимости концентрации ионов (X) мг/л в растворе от оптической плотности раствора:
X = 8,324 Д
рассчитали концентрацию ионов железа общего в каждом растворе. Результаты расчета также занесли в таблицу:
№№ п/п V, мл Д(оптич. плотность) Х(концентрация) мг/л
1. 25 0,60 4,99
2. 5 0,12 0,99
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДОВ В
ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Взята проба питьевой воды из водопроводного крана объемом 25 мл. Добавили реактив в соответствии с прописью методики. Получили раствор желтого цвета. Оттитровали его раствором азотнокислого серебра до перехода окраски из желтой в оранжевую. На титрование 25 мл питьевой воды пошло 1,1 мл раствора нитрата серебра. Подставляем это значение в формулу для расчета массового содержания хлоридов:
1,1x0,05x35,5x1000
X == 78,1 мг/л,
25 Получили содержание хлоридов в питьевой воде 78,1 мг/л.
Определение химического состава питьевой воды
Таблица №1
Показатель пдк Измер. значение рН 6-9 7,2-7,8
Окисляемость перманганатная 5 мгО/л 2,5-3,6
Жесткость общая 7 м^юль/л 5,5-6,7
Железо об идее 0,3 мг/л 0,1-0,3
Сухой остаток 1000 м г/л 600- 700
Хлориды 350 мг/л 60-80
Аммоний 2 мг/л 1,3-1,7
Нитриты 3 мг/л 0,003
Нитраты 45 мг/л 0,4
Нефтепродукты 0,1 мг/л 0,005
Заключение
Для исследования питьевой воды в лабораториях МУП «ВКХ» используются следующие методы анализа:
1. Титриметрический, основанный на количественном определении объема раствора одного или двух веществ, вступающих между собой в реакцию, причем концентрация одного из них должна быть точно известна. Этим методом определяют общую жидкость, перманганатную окисляемость, хлориды.
2. Электрофотоколориметрический, с помощью прибора КФК-2, действие которого основано на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и раствор сравнения.
Определяемый компонент при помощи химико-аналитической реакции переводится в окрашенное соединение, после чего измеряется интенсивность окраски полученного раствора. Этим методом определяют концентрацию в питьевой воде железа, иона аммония, нитриты, нитраты.
3. Гравиметрический метод, с помощью которого определяют массовую концентрацию сухого остатка. Метод основан на взвешивании на аналитических весах высушенного при температуре 105оС остатка, полученного при выпаривании аликвотной части отфильтрованной пробы исследуемой воды.
4. Флуориметрический метод для определения содержания нефтепродуктов в питьевой воде. Этот метод основан на экстракции их гексаном и измерении интенсивности флуоресценции экстракта на анализаторе жидкости «Флюорат – 02».
Во всех пробах питьевой воды из водопроводных кранов, взятых для анализа, массовая концентрация ионов аммония, катионов железа, анионов хлора соответствует гигиеническим требованиям, утвержденным нормативными документами (СаН ПиН и ГОСТР).
www.hintfox.com
Химические свойства воды, ПДК по фтору, нитратам, хлору в воде
Часть 2 из 4 22 ноября 2013 г
Химические свойства воды
Окисляемость
Окисляемость показывает количество кислорода в миллиграммах, необходимого для окисления органических веществ, содержащихся в 1 дм³ воды.
Воды поверхностных и подземных источников имеют разную окисляемость — у подземных вод величина окисляемости незначительна, за исключением болотных вод и вод нефтяных месторождений. Окисляемость горных рек ниже, чем равнинных. Наибольшая величина окисляемости (до десятков мг/дм³) — у рек с питанием болотными водами.
Величина окисляемости закономерно изменяется в течение года. Окисляемость характеризуется несколькими величинами — перманганатной, бихроматной, йодатной окисляемостью (в зависимости от того, какой окислитель используется).
ПДК окисляемости воды имеют следующие значения: химическое потребление кислорода или бихроматная окисляемость (ХПК) водоемов питьевого назначения не должна превышать 15 мг О₂ /дм³. Для водоемов в зонах рекреации величина ХПК не должна превышать 30 мг О₂ /дм³.
Показатель pH
Водородный показатель (pH) природной воды показывает количественное содержание в ней угольной кислоты и ее ионов.
Санитарно-гигиенические нормативы для водоемов разного типа водопользования (питьевого, рыбохозяйственного, рекреационных зон) устанавливают ПДК pH в интервале 6,5-8,5.
Концентрация ионов водорода, выраженная величиной pH — один из важнейших показателей качества воды. Величина pH имеет решающее значение при протекании многочисленных химических и биологических процессов в природной воде. Именно от величины pH зависит, какие растения и организмы будут развиваться в данной воде, каким образом будет происходить миграция элементов, от этой величины также зависит степень коррозионной активности воды на металлические и бетонные конструкции.
От величины pH зависят пути превращения биогенных элементов и степени токсичности загрязняющих веществ.
Жесткость воды
Жесткость природной воды проявляется вследствие содержания в ней растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание ионов кальция и магния является общей жесткостью. Жесткость можно выражать несколькими единицами измерения, на практике чаще используют величину мг-экв/дм³.
Высокая жесткость ухудшает бытовые характеристики и вкусовые свойства воды, оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
ПДК по жесткости питьевой воды нормируется величиной 10,0 мг-экв/дм³.
К технической воде отопительных систем предъявляют более строгие требования по жесткости их-за вероятности образования накипи в трубопроводах.
Аммиак
Присутствие аммиака в природной воде обусловлено разложением азотсодержащих органических веществ. Если аммиак в воде образуется при разложении органических остатков (фекальное загрязнение), то такая вода непригодна для питьевых нужд. Аммиак определяется в воде по содержанию ионов аммония NH₄⁺.
ПДК аммиака в воде составляет 2,0 мг/дм³.
Нитриты
Нитриты NO₂⁻ являются промежуточным продуктом биологического окисления аммиака до нитратов. Процессы нитрификации возможны только в аэробных условиях, в противном случае природные процессы идут по пути денитрификации — восстановления нитратов до азота и аммиака.
Нитриты в поверхностных водах находятся в виде нитрит-ионов, в кислых водах частично могут быть в форме недиссоциированной азотистой кислоты (HN0₂).
Содержание нитритов в поверхностных водах существенно ниже, чем в водах подземного происхождения. Подземные воды верхних водоносных горизонтов могут содержать нитритов до десятых долей миллиграмма на литр.
ПДК нитритов в воде составляет 3,3 мг/дм³ (по нитрит-иону), или 1 мг/дм³ в пересчете на азот аммонийный. Для водоемов рыбохозяйственного назначения нормы составляют 0,08 мг/дм³ по нитрит-иону или 0,02 мг/дм³ в пересчете на азот.
Нитраты
Нитраты по сравнению с другими азотными соединениями наименее токсичны, однако в значительных концентрациях вызывают вредные последствия для организмов. Основная опасность нитратов — в их способности накапливаться в организме и окисляться там до нитритов и нитрозаминов, которые значительно более токсичны и способны вызывать так называемое вторичное и третичное нитратное отравление.
Накопление больших количеств нитратов в организме способствует развитию метгемоглобинемии. Нитраты вступают в реакцию с гемоглобином крови и образуют метгемоглобин, которые не переносит кислород и, таким образом, вызывает кислородное голодание тканей и органов.
Подпороговая концентрация нитрата аммония, не оказывающая вредных последствий на санитарный режим водоема составляет 10мг/дм³.
Для водоемов рыбохозяйственного назначения повреждающие концентрации нитратов аммония для различных видов рыб начинаются с величин порядка сотен миллиграммов на литр.
ПДК нитратов для питьевой воды составляет 45 мг/дм³ , для рыбохозяйственных водоемов —40 мг/дм³ по нитратам или 9,1 мг/дм³ по азоту.
Хлориды
Хлориды в повышенной концентрации ухудшают вкусовые качества воды, а при высокой концентрации делают воду непригодной для питьевых целей. Для технических и хозяйственных целей содержание хлоридов также строго нормируется. Вода, в которой много хлоридов непригодна для орошения сельскохозяйственных насаждений.
ПДК хлоридов в питьевой воде не должно превышать 350 мг/дм³, в воде рыбохозяйственных водоемов — 300мг/дм³.
Сульфаты
Сульфаты в питьевой воде ухудшают ее органолептические показатели, при высоких концентрациях оказывают физиологическое воздействие на организм человека. Сульфаты в медицине используются как слабительное средство, поэтому их содержание в питьевой воде строго нормируется.
Содержание сульфатов в технической воде также подлежит контролю. В присутствии кальция сульфаты образуют накипь, что важно учитывать при подготовке вод, питающих паросиловые установки.
Содержание сульфатов в промышленной и питьевой воде может быть благоприятным или нежелательным фактором.
Сульфат магния определяется в воде на вкус при содержании от 400 до 600 мг/дм³, сульфат кальция — от 250 до 800 мг/дм³.
ПДК сульфатов для питьевой воды — 500 мг/дм³, для вод рыбохозяйственных водоемов —100 мг/дм³.
О влиянии сульфатов на процессы коррозии нет достоверных данных, но отмечается, что при содержании сульфатов в воде свыше 200 мг/дм³ из свинцовых труб вымывается свинец.
Железо
Соединения железа поступают в природную воду из природных и антропогенных источников. Значительные количества железа поступают в водоемы вместе со сточными водами металлургических, химических, текстильных и сельскохозяйственных предприятий.
При концентрации железа свыше 2 мг/дм³ ухудшаются органолептические показатели воды— в частности, появляется вяжущий привкус.
Высокое содержание железа делает воду непригодной для питьевых и технических целей.
ПДК железа в питьевой воде 0,3 мг/дм³,при лимитирующем показатели вредности – органолептическом. Для вод рыбохозяйственных водоемов — 0,1 мг/дм³, лимитирующий показатель вредности — токсикологический.
Фтор
Высокие концентрации фтора наблюдаются в сточных водах стекольных, металлургических и химических производств (при производстве удобрений, стали, алюминия и др.), а также на горнорудных предприятиях.
Содержание фтора в питьевой воде нормируется. Повышенное содержание фтора в питьевой воде вызывает заболевание костной ткани — флюороз. Недостаток фтора тоже опасен. В местностях, где в питьевой воде содержание фторидов понижено – менее 0,01 мг/дм³, у людей чаще развивается кариес зубов.
ПДК по фтору в питьевой воде составляет 1,5 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности санитарно-токсикологическом.
Щелочность
Щелочность — показатель, логически противоположный кислотности. Щелочность природных и технических вод – способность содержащихся в них ионов нейтрализовать эквивалентное количество сильных кислот.
Показатели щелочности воды необходимо учитывать при реагентной подготовке воды, в процессах водоснабжения, при дозировании химических реагентов.
Если концентрация щелочноземельных металлов повышена, знание щелочности воды необходимо при определении пригодности воды для систем орошения.
Щелочность воды и показатель pH используются в расчете баланса угольной кислоты и определении концентрации карбонат-ионов.
Кальций
Поступление кальция в природные воды идет из естественных и антропогенных источников. Большое количество кальция поступает в природные водоемы со стоками металлургических, химических, стекольных и силикатных производств, а также при стоке с поверхности сельхозугодий, где применялись минеральные удобрения.
ПДК кальция в воде рыбохозяйственных водоемов составляет 180 мг/дм³.
Ионы кальция относятся к ионам жесткости, которые образуют прочную накипь в присутствии сульфатов, карбонатов и некоторых других ионов. Поэтому содержание кальция в технических водах, питающих паросиловые установки, строго контролируется.
Количественное содержание в воде ионов кальция необходимо учитывать при исследовании карбонатно-кальциевого равновесия, а также при анализе происхождения и химсостава природных вод.
Алюминий
Алюминий известен как легкий серебристый металл. В природных водах он присутствует в остаточных количествах в виде ионов или нерастворимых солей. Источники попадания алюминия в природные воды — сточные воды металлургических производств, переработки бокситов. В процессах водоподготовки соединения алюминия применяют в качестве коагулянтов.
Растворенные соединения алюминия отличаются высокой токсичностью, способны накапливаться в организме и приводить к тяжелым поражениям нервной системы.
ПДК алюминия в питьевой воде не должна превышать 0,5 мг/дм³.
Магний
Магний — один из важнейших биогенных элементов, играющий большую роль в жизнедеятельности живых организмов.
Антропогенные источники поступления магния в природные воды— сточные воды металлургии, текстильной, силикатной промышленности.
ПДК магния в питьевой воде — 40 мг/дм³.
Натрий
Натрий — щелочной металл и биогенный элемент. В небольших количествах ионы натрия выполняют важные физиологические функции в живом организме, в высоких концентрациях натрий вызывает нарушение работы почек.
В сточных водах натрий поступает в природные воды преимущественно с орошаемых сельхозугодий.
ПДК натрия в питьевой воде составляет 200 мг/дм³.
Марганец
Элемент марганец содержится в природе в виде минеральных соединений, а для живых организмов является микроэлементом, то есть в малых количествах необходим для их жизнедеятельности.
Значительное поступление марганца в природные водоемы происходит со стоками металлургических и химических предприятий, горно-обогатительных фабрик и шахтных производств.
ПДК ионов марганца в питьевой воде —0,1 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности органолептическом.
Избыточное поступление марганца в организм человека нарушает метаболизм железа, при тяжелых отравлениях возможны серьезные психические расстройства. Марганец способен постепенно накапливаться в тканях организма, вызывая специфические заболевания.
Хлор остаточный
Используемый для обеззараживания воды гипохлорит натрия присутствует в воде в виде хлорноватистой кислоты или иона гипохлорита. Использование хлора для дезинфекции питьевых и сточных вод, несмотря на критику метода, до сих пор широко используется.
Хлорирование также применяется в процессах изготовления бумаги, ваты, для дезинсекции холодильных установок.
В природных водоемах активный хлор присутствовать не должен.
ПДК свободного хлора в питьевой воде 0.3 — 0.5 мг/дм³.
Углеводороды (нефтепродукты)
Нефтепродукты — одни из наиболее опасных загрязнителей природных водоемов. Нефтепродукты попадают в природные воды несколькими путями: в результате разливов нефти при авариях нефтеналивных судов; со сточными водами нефтегазовой промышленности; со сточными водами химических, металлургических и других тяжелых производств; с хозяйственно-бытовыми стоками.
Небольшие количества углеводородов образуются в результате биологического разложения живых организмов.
Для санитарно-гигиенического контроля определяются показатели содержания растворенной, эмульгированной и сорбированной нефти, поскольку каждый перечисленный вид по-разному влияет на живые организмы.
Растворенные и эмульгированные нефтепродукты оказывают многообразное неблагоприятное воздействие на растительный и животный мир водоемов, на здоровье человека, на общее физико-химическое состояние биогеоценоза.
ПДК нефтепродуктов для питьевой воды —0,3 мг/дм³, при лимитирующем показатели вредности органолептическом. Для водоемов рыбохозяйственного назначения ПДК нефтепродуктов 0,05 мг/дм³.
Полифосфаты
Полифосфатные соли используются в процессах водоподготовки для умягчения технической воды, в качестве компонента средств бытовой химии, как катализатор или ингибитор химических реакций, как пищевая добавка.
ПДК полифосфатов для воды хозяйственно-питьевого назначения — 3,5 мг/дм³, при лимитирующем показатели вредности органолептическом.
Кремний
Кремний – распространенный в земной коре элемент, входит в состав многих минералов. Для организма человека является микроэлементом.
Значительное содержание кремния наблюдается в сточных водах керамических, цементных, стекольных и силикатных производств, при производстве вяжущих материалов.
ПДК кремния в питьевой воде — 10 мг/дм³.
Сульфиды и сероводород
Сульфиды — серосодержащие соединения, соли сероводородной кислоты H₂S. В природных водах содержание сероводорода позволяет судить об органическом загрязнении, поскольку сероводород образуется при гниении белка.
Антропогенные источники сероводорода и сульфидов — хозяйственно-бытовые сточные воды, стоки металлургических, химических и целлюлозных производств.
Высокая концентрация сероводорода придает воде характерный неприятный запах (тухлых яиц) и токсичные свойства, вода становится непригодной для технических и хозяйственно-питьевых целей.
ПДК по сульфидам — в водоемах рыбохозяйственного назначения содержание сероводорода и сульфидов недопустимо.
Стронций
Химически активный металл, в естественной форме является микроэлементом растительных и животных организмов.
Повышенные поступления стронция в организм изменяют метаболизм кальция в организме. Возможно развитие стронциевого рахита или «уровской болезни», при которой наблюдается задержка роста и искривление суставов.
Радиоактивные изотопы стронция вызывают у человека канцерогенный эффект или лучевую болезнь.
ПДК природного стронция в питьевой воде составляет 7 мг/дм³, при лимитирующем показателе вредности санитарно-токсикологическом.
www.vo-da.ru
