Показатели качества воды и их определение

Температура
Температура является важной гидрологической характеристикой водоема, показателям возможного теплового загрязнения.
Последствия теплового загрязнения:
при повышенной температуре многие водные организмы, и в частности рыбы, находятся в состоянии стресса, что снижает их естественный иммунитет
происходит массовое размножение сине-зеленых водорослей
образуются тепловые барьеры на путях миграций рыбы
уменьшается видовое разнообразие

Цветность
Естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа.
ГОСТ 1030
Различают следующие оттенки:
слабо - желтоватая, светло - желтоватая, желтая, коричневая, красно - коричневая, другая

Запах
Обусловлен наличием летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами

Характер запаха

«Пороговое число» запаха
N - степень разбавления анализируемой воды водой, лишенной запаха (обрабатывают активированным углем (0,6 г на 1 л), либо пропустив воду через бытовой фильтр для очистки воды).
N = V0/Va,
где V0 - суммарный объем воды (с запахом и без запаха), Va - объем анализируемой воды (с запахом), мл.
Если анализируемая вода содержит какое-либо пахнущее вещество, то описанным способом можно определить его концентрацию в пробе.
Cx = C0·(N0/Nx),
С0 - концентрация определяемого вещества в стандартном растворе, мг/л, N0 и Nx - «пороговое число» запаха стандартного раствора и пробы соответственно.

Интенсивность запаха оценивают по 5 - бальной шкале (ГОСТ 3351)

Вкус и привкус
Различают 4 вкуса:
соленый
кислый
горький
сладкий

Мутность
Обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей - нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения.
Мутность воды обуславливает и некоторые другие характеристики воды - такие как:
Наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим (в мм)
Взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно мало информативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод
Прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который на белой бумаге можно различать стандартный шрифт

Пенистость
Пенистостью считается способность воды сохранять искусственно созданную пену

Водородный показатель
Для всего живого в воде минимально возможная величина рН=5

Щелочность и кислотность
Щелочность обусловлена присутствием в воде веществ, содержащих гидроксо-анион, а также веществ, реагирующих с сильными кислотами (соляной, серной).
К таким соединениям относятся:
сильные щелочи (КОН, NaOH) и летучие основания (например, NH4OH), а также анионы, обуславливающие высокую щелочность в результате гидролиза в водном растворе при рН>8,4 (CO32-, S2-, PO43-, SiO32- и др.)
слабые основания и анионы летучих и нелетучих слабых кислот (НСО3-, Н2РО4-, НРО42-, СН3СОО-, HS-, анионы гуминовых кислот и др.)
Щелочность пробы воды измеряется в моль-экв/л или ммоль-экв/л

Кислотность воды обусловлена содержанием в воде веществ, реагирующих с гидроксо-анионами.
К таким соединениям относятся:
сильные кислоты: соляная (НСl), азотная (HNO3), серная (H2SO4);
слабые кислоты: уксусная (СН3СООН); сернистая (H2SO3); угольная (H2CO3), сероводородная (H2S) и т.п.
Кислотность пробы воды измеряется в моль-экв/л или ммоль-экв/л

Жесткость воды
Представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткость.
Общая жесткость подразделяется на
карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния
некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот

Схематически образование комплексного соединения можно представить следующим образом:
Me2+ + H2Y2- = MeY2- + 2H+
Me3+ + H2Y2- = MeY- + 2H+
Me4+ + H2Y2- =MeY + 2H+

Сухой остаток
Это масса остатка, получаемого выпариванием профильтрованной пробы воды высушиванием при 103-1050С или 178-1820С

ВОДА КАК ОБЪЕКТ АНАЛИЗА
Общее количество воды на Земле - 1386 млн км3, общая площадь морей и океанов превышает в 2,5 раза территорию суши.
Из общего количества вод на Земле доля пресных вод составляет 2,5% - более 8 млн м3 на каждого жителя планеты.
Подавляющая часть пресной воды труднодоступна, почти 70% ее заключено в ледниках. Под почвой находятся обширные запасы подземных вод. Пресные воды залегают до глубины 150-200 м, ниже они переходят в солоноватые и рассолы. Объем подземных вод в 100 раз больше, чем объем поверхностных пресных вод.
Вода - единственная природная жидкость, имеющаяся на поверхности Земли в огромном количестве. Она находится не только в гидросфере, но и в атмосфере, в виде водяного пара и конденсата, и литосфере.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:
Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха загрязнителей промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают за собой огромное количество веществ; опасны стоки с городских улиц, с территорий нефтеперерабатывающих и химических заводов.
Городские сточные воды, включающие бытовые отходы.
Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.
Из промышленных сточных вод выделяют следующие виды сточной воды:
Реакционные воды, образующиеся в процессе реакции с выделением воды. Загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции.
Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах. При переработке последних вода загрязняется разными веществами.
Промывные воды - воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования.
Водные экстрагенты и абсорбенты.
Охлаждающие воды, которые не соприкасаются с технологическими продуктами и используются в системах оборотного водоснабжения.
Бытовые воды - воды столовых, прачечных, душевых, туалетов и т.д.

Процесс очистки предполагает удаление следующих основных веществ и типов загрязнений:
взвесей, например, ила, делающего воду мутной и приводящего к образованию отложений
веществ, поглощающих кислород
питательных веществ, необходимых для образования новых организмов

Существует несколько методов утилизации обезвоженного осадка:
захоронение в специальных местах, при этом осадок не должен проникать в грунтовые воды
компостирование вместе с твердыми бытовыми отходами
сжигание (недостаток этого метода - загрязнение атмосферы)
использование в качестве удобрений (недостаток метода - остается проблема тяжелых металлов)