Общие и суммарные показатели качества вод
Пробоподготовка.
Пробоотбор при анализе питьевых, поверхностных и подземных вод.
Лекция 6. Аналитическая химия воды. Общие и суммарные показатели качества вод.
1. Пробоотбор при анализе питьевых, поверхностных и подземных вод.
2. Пробоподготовка.
3. Определение общих показателей качества вод.
4. Определение суммарных показателей качества вод.
ГОСТ 24481-80. «Вода питьевая. Отбор проб».
ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».
ГОСТ 4979-49 «Вода хозяйственно-питевого и промышленного водоснабжения. Методы химического анализа. Отбор, хранение и транспортирование проб».
Правила отбора, транспортирования и хранения проб воды регламентируют:
-место и частоту отбора; объем пробы; -вид посуды и ее подготовку; -способ заполнения сосуда; -что определяют на месте пробоотбора; -условия транспортировки; -срок и условия хранения проб; -способы консервирования.
На месте отбора проб определяют: остаточный озон; остаточный хлор; запах (без нагревания).
Не позднее чем через 2 часа после отбора проб определяют рН; запах при 60 0С; вкус; цветность; мутность; полиакриламид; СО32-; НСО3-; NH4+; NO3-; NO2-; железо.
Для определения остальных показателей – допускается хранения не более 72 ч.
Консерванты: хлороформ, хлороводородная, азотная кислоты.
Для поверхностных, подземных, грунтовых вод – свои правила и пробоотборники.
Озоление (минерализация) — удаление (разложение) органических веществ перед определением неорганических компонентов путем прокаливания сухого остатка (сухое озоление) или окисления кислотами (мокрое озоление). УЗ и микроволновая обработка.
Разделение, выделение, концентрирование.
· Электропроводность природной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных солей (ионы Na+,K+,Ca2+,Cl-,SO42-,HCO3-)и температуры. Величина удельной электропроводности —приблизительный показатель суммарной концентрации электролитов, главным образом неорганических. Нормируемые величины минерализации приблизительно соответствуют удельной электропроводности 2 мСм/см (1000 мг/дм3) и 3 мСм/см (1500 мг/дм3).
· Температура. Используют для вычисления степени насыщения воды кислородом, различных форм щелочности, состояния карбонатно-кальциевой системы, при многих гидрохимических, гидробиологических исследованиях.
· Взвешенные вещества (грубодисперсные примеси) состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Определяют гравиметрически.
· Органолептические показатели:мутность, запах, цветность, прозрачность.
Мутность воды определяют турбидиметрически (по ослаблению проходящего через пробу света) путем сравнения со стандартными суспензиями. Результаты измерений выражают в мг/дм3 (при использовании основной стандартной суспензии каолина) или в ЕМ/дм3(единицы мутности на дм3 при использовании основной стандартной суспензии формазина); Для питьевой воды мутность не должна превышать 1,5 мг/дм3 по каолину или 2,6 ЕМ/дм3 формазина.
Если пробу предварительно не профильтровать, то турбидиметрически будут определены не только коллоидные, но и более грубодисперсные частицы.
Запах оценивают в баллах или по пороговому числу при разведении.
| ||
Оценка интенсивности запаха, баллы | Интенсивность запаха | Характер проявления запаха |
никакого запаха | отсутствие ощутимого запаха | |
I | очень слабый | запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом |
II | слабый | запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание |
III | заметный | запах, легко обнаруживаемый, может быть причиной того, что вода неприятна для питья |
IV | отчетливый | запах, обращающий на себя внимание, может заставить воздержаться от питья |
V | очень сильный | запах, настолько сильный, что делает воду непригодной для питья |
Пороговое число: (Vпробы + Vразбавителя)/Vпробы, где Vразбавителя – объем разбавителя, при добавлении которого запах уже не чувствуется. Аналогично оценивают вкус.
Цветность определяют в градусах шкалы цветности. Для имитирования оттенков желтого и коричневого используют цветовые шкалы: I2; Co2+ + CrO42- (регулируют кислотность); K2PtCl6.
Окраска воды | l, нм |
Ж.-зел. | 400-450 |
Ж. | 450-480 |
Ор. | 480-490 |
Хроматно-кобальтовая шкала:
Раствор №1: 0,0875 г К2Сr2О7, 2 г сульфата кобальта гептагидрата и 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/мл) растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л. Раствор соответствует цветности 500°.
Раствор №2: 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/мл) в 1 л раствора.
Раствор№1,мл | |||||||||||
Раствор№2,мл | |||||||||||
Градусы цветности |
Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлена их цветом и мутностью. Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную. Определение прозрачности: диск Секки; шрифт средней жирности высотой 3,5 мм. Результаты выражают в сантиметрах с указанием способа измерения.
· Водородный показатель (рН)Обычно значения pH в речных водах 6,5-8,5, в атмосферных осадках 4,6-6,1, в болотах 5,5-6,0, в морских водах 7,9-8,3. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6,8-7,4, летом 7,4-8,2.
· Окислительно-восстановительный потенциал(редокс-потенциал Eh, в вольтах (милливольтах)). В природной воде Eh от - 400 до + 700 мВ. Определяется всей совокупностью окислительных и восстановительных процессов, и в условиях равновесия характеризует среду сразу относительно всех элементов, имеющих переменную валентность. Основные типы состояний природных вод:
Ø Окислительное:Еh+ от 100 до 150 мВ, присутствие свободного кислорода, элементы в высших степенях окисления (Fe3+, Mo(VI), As(V), V(V), U(VI), Sr2+,Cu2+,Pb(IV);
Ø Переходное окислительно-восстановительное: Еh от 100 до 0 мВ, неустойчивый геохимический режим и переменное содержание сероводорода и кислорода.
Ø Восстановительное: отрицательные значения Еh. В подземных водах присутствуют элементы в низших степенях окисления (Fe2+,Mn2+, Mo(IV), V(IV), U(IV)), а также сероводород.
· Кислотность— ммоль/л щелочи, необходимой для нейтрализации. Естественная кислотность: pH воды не ниже 4.5 (СО2, гуминовые и др. слабые органические кислоты, катионы аммония, железа, алюминия, органических оснований).
· Щелочность— ммоль/л кислоты, необходимой для нейтрализации. Щелочность большинства природных вод определяется только гидрокарбонатами кальция и магния, pH этих вод не превышает 8,3.
· Растворенный кислород— мг/л. У пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/л в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного кислорода не должна быть ниже 4 мг/л в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/л - в летний. Определение кислорода в поверхностных водах —оценка условий обитания гидробионтов, в том числе рыб; косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков. Содержание растворенного кислорода существенно для аэробного дыхания и является индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) в водоеме.