Химические показатели качества воды

Перечень необходимых для усвоения знаний

В результате освоения материалов раздела студенты должны

  знать:

– основные химические показатели качества воды, возможные причины их изменения, их влияние на возможность водопользования;

– сущность различных методов определения химических показателей качества воды;

владеть навыками:

– проводить определение различных показателей качества воды;

уметь:

– выбирать необходимые показатели и нормативы качества для оценки результатов;

– интерпретировать и объяснять полученные результаты.

Качество воды – это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования. При анализе питьевой воды проводят полный санитарно-химический анализ, позволяющий получить подробную характеристику воды (см. приложение 1). Однако полный анализ необходим не всегда. Обычно определяют лишь некоторые химические показатели качества воды, к которым относятся: минерализация; активная реакция воды (рН); содержание растворенных газов; жесткость воды; содержание железа; содержание хлоридов; содержание сульфатов, содержание азотсодержащих веществ, окисляемость.

 

Минерализация

Минерализация - суммарное содержание всех найденных при химическом анализе минеральных веществ, обычно выражается в мг/дм³. Многие промышленные производства, сельское хозяйство, предприятия питьевого водоснабжения предъявляют определенные требования к минерализации, т.к. воды, содержащие большое количество солей, отрицательно влияют на растительные и животные организмы, технологию производства и качество продукции, вызывают засоление почв, образование накипи на котлах, коррозию оборудования и т.д. Минерализация природных вод изменяется в широких пределах. Большинство рек имеет минерализацию воды от нескольких десятков до нескольких сотен миллиграммов в 1дм³.

Минерализацию обычно характеризуют двумя определяемыми показателями: сухим остатком (мг/дм³) и жесткостью (моль-экв./дм³), а также приблизительно по электропроводности.

Сухой остаток характеризует суммарное содержание в воде растворенных неорганических веществ. Он определяется весовым методом после выпаривания пробы воды в фарфоровой чашке на водяной бане и высушивания чашки при 105°С. В процессе обработки из нее удаляются летучие компоненты и вещества, разлагающиеся с образованием летучих компонентов.

Минеральную часть воды составляют ионы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^–, SO₄^2–, HCO₃^–. Именно эти главные ионы и обуславливают в основном электропроводность природных вод. Присутствие других ионов не сильно влияет на электропроводность, если последние (например, Fe³⁺, Fe²⁺, Al³⁺, Mn²⁺, NO₃^–  и др.) не содержатся в воде в значительных количествах, например, ниже выпусков производственных или хозяйственно-бытовых сточных вод. По значениям электропроводности природной воды можно приблизительно судить о минерализации воды с помощью предварительно установленных зависимостей. Так, для воды большинства чистых рек удельная электропроводность варьирует от 30 до 1500 мкСм/см (микросименс на сантиметр). Минерализация подземных вод и соленых озер изменяется от 40-50 мг/дм³ до 650 г/кг (плотность воды в этом случае уже значительно отличается от единицы). Удельная электропроводность атмосферных осадков (с минерализацией от 3 до 60 мг/дм³) составляет 20-120 мкСм/см.

 Электропроводность воды зависит не только от концентрации растворенных минеральных солей, но от различной удельной электропроводности растворов различных солей, а также от температуры. Несмотря на это, удельная электропроводность – быстро определяемый приблизительный показатель суммарной концентрации электролитов, удобный суммарный индикаторный показатель антропогенного воздействия, который используется в программах наблюдений за состоянием водной среды.

 В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная минерализация не должна превышать 1000 мг/дм³. По согласованию с органами санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей обработки (например, из артезианских скважин), допускается минерализация до 1500 мг/дм³. Такие нормируемые величины минерализации соответствуют удельной электропроводности в 2 мСм/см и  3 мСм/см, соответственно, в случае как хлоридной (в пересчете на NaCl), так и карбонатной (в пересчете на СаСО₃) минерализации воды.

 

Лабораторная работа №4