Загрязнение воды. Экологизация водных проблем.

Экологизация водных проблем

Как известно, под водными ресурсами понимают не все виды вод на планете, которые могут быть использованы человеком, но прежде всего ресурсы природных пресных вод. Между тем в современном мире обостряется диспропорция между потреблением пресной воды и её доступными запасами. Уже сегодня говорят об угрозе «водного голода», нависшего над человечеством, и дефицит пресной воды теперь не только хозяйственная, но и экологическая проблема.

В этой связи и возникает вопрос: в чём суть экологизации региональных водных проблем? Что значит охранять водные ресурсы сегодня?
Наши учёные не разделяют пессимистический взгляд на неизбежность «водного голода», хотя проблема водообеспечения в результате стремительного развития производительных сил, роста народонаселения буквально на глазах нашего поколения стала «проблемой номер один», одной из трудных проблем человечества именно в силу своей экологической специфики.

Речь идёт, прежде всего, о нежелательных эффектах хозяйственного освоения человеком гидросферы Земли. Сейчас используется менее десятой части глобального стока рек, но именно с их загрязнением связана угроза истощения водных ресурсов, необратимого изменения уникальных водоёмов, нарушения экологического равновесия в природе. Так «хозяйственное» вторжение в круговорот воды в природе (а биологически человек задействован в нём) порождает экосистемные проблемы, которые так или иначе оборачиваются для человека и водоснабженческими проблемами - круг в конце концов замыкается, а дефицит воды возрастает.
Обострение водных проблем во многом объясняется антропогенными изменениями речного стока. Это и агротехнические, и лесомелиоративные мероприятия, развитие промышленности и урбанизация, наконец, оросительные и осушительные мелиорации, охватившие ныне площади в десятки миллионов гектаров. Например, в результате забора воды из водоисточников для различных нужд хозяйства годовой сток многих крупных рек России снизился на 17-25 процентов. В маловодные годы снижение стока доходит до 40-60 процентов, а ведь всего лишь 30 лет назад снижение стока в бассейнах этих рек из-за хозяйственного использования не превышало 2-5 процентов. Решающее влияние на сток и качество воды в реках оказало зарегулирование их водохранилищами, число которых в стране превышает 1200. Хозяйственная деятельность сказалась не только на бассейнах таких рек, как Днепр, Дон, Кубань, Днестр, Урал, Терек.

«Водные»  противоречия возникли между сушей и внутренними морями и озёрами. В последнее время Азовское море недополучало 23 процента некогда поступавшей в него воды.

Трудности в решении водных проблем вызываются также значительными, а подчас непримиримыми противоречиями интересов водопотребителей, что особенно резко проявляется именно в условиях острого недостатка водных ресурсов. В частности, по мере развития отраслей водного хозяйства, а также каскадного строительства водохранилищ и межбассейновых соединений происходит обострение некоторых межрегиональных, межотраслевых противоречий, например, между энергетикой и водным транспортом, с одной стороны, и рыбным и сельским хозяйством - с другой, а также и внутрирегиональных и внутриотраслевых противоречий, проявляющихся в основном требованиях к режимам
регулирования стока выше и ниже плотин.

В связи с осуществлением территориального перераспределения стока всё более обостряются межрегиональные противоречия... Естественные (природные) трудности в решении водных проблем начинаются и решаются в природе. До недавнего времени причины трудностей с пресной водой и пути их разрешения имели чисто гидрологический характер. Природные трудности водообеспечения хозяйства и населения обусловлены прежде всего территориальной и временной неравномерностью распределения ресурсов воды на Земле. Одни населённые районы страдают от недостатка воды (сейчас это на 60 процентах населённой территории планеты), а другие имеют её избыток. Например, в Европе и Азии сосредоточено 70 процентов населения Земли, а располагают они лишь третью мировых запасов речных вод. Более 80 процентов ресурсов поверхностных вод приходится у нас на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов, в то время как на южные и юго-западные бассейны Чёрного и Азовского морей и Арало-Каспийской низменности, где сосредоточено 75 процентов населения и 80% промышленности и сельскохозяйственного производства, приходится всего лишь 16% ресурсов поверхностных вод, к тому же и более половины годового стока здешних рек «проходит» всего за два весенних месяца.

Неравномерность сезонная и значительные колебания водоносности рек от года к году повсеместно обостряют дефицит пресной воды... Создаётся впечатление, что реки текут не туда, куда это надо человеку. Собственно, давно уже гидротехники говорят, например, о «бесполезности» стока в Арктику северных рек всего полушария с точки зрения водообеспечения человечества. И возникает вопрос о потребностях. Какие темпы и масштабы водопотребления характеризуют сейчас эту мировую «жажду» человечества?

Вода - не просто универсальный хозяйственный ресурс промышленности и сельского хозяйства, энергетики и транспорта, коммунально-бытовое удобство или объект рекреации населения, могущественное санитарно-гигиеническое средство, наконец.
Это незаменимый жизненный ресурс человечества, основа жизни на Земле. Не будет преувеличением сказать, что современная цивилизация немыслима без регулирования ресурсов вод человеком и что возможности социально-экономического развития в современную эпоху в значительной мере зависят от обеспеченности водой. Темпы глобального водопотребления стремительно растут. Если в 1900 году оно составляло (в кубических километрах) 400 (в том числе «безвозвратное» - 270), то уже в 1950 году достигло 1100 (650), в 1975 году – 3000 (1800), в 2000 году составило  6000 (3000). Крупнейший потребитель воды - орошаемое земледелие.
Занимая лишь шестую часть всей площади сельскохозяйственных угодий, оно даёт примерно половину всей продукции, а 2/3 посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению...

«Возвратные» воды, например, промышленных и коммунальных стоков, направляемые в реки и водоёмы, как известно, даже после основательной очистки необходимо разбавлять чистой водой. Фабрики и заводы в определённой степени превращаются и в предприятия по обработке воды. Наиболее совершенные современные очистные сооружения при этом обеспечивают освобождение сточных вод, например, от органических загрязнений, как правило, только на 85-90%. Поэтому и после очистки необходимо 6-12 кратное, а в ряде случаев и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной жизнедеятельности водных экосистем.
Значение очистки и доочистки сточных вод определяется сегодня и тем, что теперь в обжитых районах страны в результате строительства новых городов и деятельности промышленных предприятий створы водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод и водозаборы находятся рядом.

Что именно необходимо учитывать с экологической точки зрения при решении водных проблем? Каковы пути и перспективы формирования, использования и охраны водных ресурсов? Решение водохозяйственных проблем путём зарегулирования стока, его территориального перераспределения выдвигает в свою очередь не только сложнейшие технические, экономические и социальные, но и экологические проблемы. Исследования показывают, что проблема водообеспечения человечества может быть решена только при условии рационального и комплексного использования водных объектов (включая простую экономию воды), охраны их от загрязнения и научно обоснованном управлении круговоротом воды в природе.

Охрана гидросферы у нас является важнейшей государственной задачей, поскольку нежелательные изменения в ней затрагивают не только гидробиологические ресурсы водных экосистем, но и разрушающе действуют на экологические системы суши. Сегодня водные проблемы не могут решаться изолированно, без учёта возможных экологических последствий, и это становится понятным, прежде всего, при разработке долгосрочных планов развития хозяйства. Ведь водные проблемы, проблемы формирования и использования ресурсов пресной воды - это неотъемлемая часть взаимосвязанных проблем оптимального использования растительного и животного мира, энергетических, земельных ресурсов и охраны главного «ресурса» - экологического равновесия в природе.

Говоря о путях и перспективах решения водных проблем и охраны водных ресурсов, следует учитывать, что каждому уровню развития человеческого общества соответствует тот или иной характер использования водных объектов, те или иные масштабы воздействия водохозяйственных мероприятий на окружающую среду. Если до 1940 года в СССР основное значение имели агротехнические мероприятия на водосборах, а в период 1950-1970 годов ведущее значение принадлежало русловому регулированию рек, то в перспективе, когда всё большее значение приобретает орошение, значительную роль будет иметь территориальное перераспределение стока. Уже существующей системой каналов возможно перераспределение до 100 кубических километров воды. Однако, учитывая, что возможности зарегулирования и территориального перераспределения поверхностного стока в общем-то ограничены и будут исчерпаны (включая крупномасштабные) в ближайшие 30-50 лет, уже в наши дни, и в особенности в перспективе, к доступным водным ресурсам следует отнести пресные, солоноватые и солёные подземные воды, а также воды морей.
Ведь даже при максимально возможном развитии территориального перераспределения стока за счёт вод северных рек в Средней Азии и Казахстане можно будет оросить только 8-10% пригодной для орошения территории, а хозяйственное освоение всей остальной может быть осуществлено только при использовании местных ресурсов солоноватых и солёных вод: запасы их только в артезианских бассейнах Амударьи и Сырдарьи оценивают в общем в 33 тысячи км³ (но и пресной водой богаты среднеазиатские пустыни - открыты большие запасы их в самом центре Каракумов).

В настоящее время уже назрела необходимость в мероприятиях по искусственному восполнению, а также управлению качеством и использованием подземных вод во многих районах нашей страны.
Искусственное восполнение запасов подземных вод (магазинирование) - накопление воды под землёй в многоводные и средние по водности годы для использования её в маловодные и засушливые сезоны - важный метод борьбы с истощением водных ресурсов.

В мире сейчас имеются сотни подземных водохранилищ, и у нас их несколько десятков, а в перспективе значение магазинирования и опреснения (деминерализации) с каждым десятилетием будет возрастать. Опреснение необходимо не только для использования солоноватых и солёных вод (включая минерализованные дренажные воды и воды шахтных колодцев), а также воды озёр и морей, но и вод, находящихся в оборотном водоснабжении промышленных предприятий.

Уже началась эпоха промышленной деминерализации воды, и надо полагать, что в перспективе, учитывая ограниченность пресных вод, деминерализованные воды займут должное место в удовлетворении потребностей человечества. Неравномерное распределение водных ресурсов, населения, промышленности и сельскохозяйственного производства в настоящее время не позволяет уже решать водные проблемы в масштабах страны только путём регулирования стока водохранилищами. Необходимость крупномасштабного территориального перераспределения водных ресурсов осознана сейчас во многих странах. Опыт крупного гидротехнического строительства показывает, что при осуществлении межбассейновых соединений кроме желательных целенаправленных изменений в природе и хозяйстве происходят и нежелательные (неблагоприятные) изменения, которые могут проявиться достаточно интенсивно на больших территориях, вот почему необходимо соизмерять их с положительным эффектом территориального перераспределения. Следует также иметь в виду, что в пределах зоны косвенного воздействия изменения могут быть не менее существенными, чем в зоне непосредственного влияния перераспределения вод. Если в первоначальных проектах стремились в основном пополнить водные ресурсы при минимальном ущербе, наносимом окружающей среде и природопользованию в районах изъятия стока, то в настоящее время определить желательность улучшения окружающей среды не только в зоне распределения стока, но и в зонах его сокращения и накопления (аккумуляции), ведь переброска стока северных рек на юг затрагивает природу и хозяйство на больших территориях страны.
Сегодня для определения целесообразности осуществления крупных водохозяйственных мероприятий и их эффективности требуются научно обоснованные прогнозы (включая долгосрочные) проявления вероятных изменений в окружающей среде, оценки этих изменений с позиций охраны природы и природопользования. Но и этого не достаточно. Необходимо также знать возможные пути предотвращения нежелательных последствий, наметить соответствующие мероприятия. Требуется и сравнительная оценка стоимости этих мероприятий, потому что не исключена возможность, что стоимость мероприятий «по предотвращению» может превысить стоимость прогнозируемого ущерба. Отсюда и необходимость разработки рекомендаций по максимальному предотвращению отрицательных последствий, с учётом обеспечения оптимальных условий жизни и деятельности человека, оценки экономической эффективности мероприятий, разработанных на их основе. Более того, прогноз проявления нежелательных изменений возможно получить лишь на основе прогноза общих закономерностей развития окружающей среды. Многообразные и многосторонние последствия, которые могут иметь проектные решения, требуют как фундаментальных исследований во многих направлениях, так и комплексного, системного подхода: именно многогранность, взаимовлияние и взаимообусловленность природных и антропогенных процессов определяет необходимость системного подхода, например, к созданию и эксплуатации водохранилищ. А ведь до недавнего времени их рассматривали только как регуляторы стока.

Однако чтобы создавать и эффективно использовать водохранилище как объект, вносящий существенное изменение в природу и хозяйство речных долин, дельт, а также озёр, внутренних морей и приустьевых участков окраинных морей, грамотно «вписать» его в природу экологически, надо видеть в нём одновременно и склад воды - важнейшего ресурса для многих отраслей хозяйства; и объект, существенно изменяющий качество речной воды, в отдельных случаях улучшая, а в других - ухудшая его; и регулятор стока, преобразующий режим реки в направлении, наиболее благоприятном для использования водных ресурсов ведущими отраслями водного хозяйства; и источник, аккумулятор гидроэнергии, способный в наибольшей степени отвечать потребностям энергетических систем в покрытии пиковых нагрузок, в регулировании частоты и обеспечении аварийного резерва; и акваторию, используемую водным транспортом, рыбным хозяйством, предоставляющую также и широкие возможности для организации отдыха и спорта населения; и потребителя земли (затопление, подтопление, переработка берегов); и объект, позволяющий в ряде районов существенно увеличить использование земельных ресурсов (за счёт ирригации, борьбы с наводнениями, территориального перераспределения стока).

Развитие водного хозяйства, ведущее к непрерывному усложнению системы водохранилищ как в пределах бассейна одной реки, так и в особенности при межбассейновых соединениях, постоянно выдвигает перед наукой и практикой всё новые проблемы - экологические, медико-биологические, социальные. Сегодня осознано, что проектирование и создание крупных водохранилищ должно вестись с особой тщательностью и осторожностью. Всё здесь должно быть подчинено оптимальным условиям комплексного использования водохранилищ на каждом прогнозируемом этапе развития водного хозяйства. В центре внимания учёных, проектировщиков и государственных организаций должно быть водохранилище, а не гидроузел.

При всевозрастающем неблагоприятном воздействии на водоёмы, по-видимому, только на основе последовательного и практического применения принципов акваториального районирования, планировки и инженерного обустройства возможно успешное выполнение многих противоречивых функций, возлагаемых на комплексные водохранилища. Особенно возрастает роль акваториального районирования и планировки в связи с необходимостью комплексного управления водоёмами. Районирование и создаёт необходимую основу для выбора направления хозяйственного использования отдельных участков акваторий и береговых зон, для акваториальной планировки водоёмов, которая должна производиться с целью определения наиболее целесообразных видов хозяйственной и природоохранной деятельности на участках данной акватории побережья.
Всё это и будет определять практическое обустройство акватории, то есть систему инженерно-технических мероприятий для создания независимого гидрологического, гидрохимического и гидробиологического управления режимами отдельных участков водоёмов. Например, воздействие на круговорот вещества и энергии путём изъятия излишних масс органики или же усиления «питания» (трофики) водоёма внесением удобрений; аэрация воды, физико-химическая и биологическая подготовка её в районах водозабора; создание заповедных, водоохранных и буферных зон; направленное формирование экосистем и многие другие мероприятия по управлению водоёмом. Крайне важно, чтобы воздействие на водоём осуществлялось по единому плану. В небольших масштабах на отдельных участках водохранилищ и сейчас осуществляются мероприятия, которые являются аналогом акваториальной планировки, но они осуществляются разными отраслями хозяйства, как правило, несогласованно и не достигают требуемой степени комплексности, а зачастую и противоречат друг другу. Российским водным законодательством установлен приоритет использования воды для питья и хозяйственно-бытовых целей перед всеми другими видами использования.

В ряде районов качество воды будет важным фактором, определяющим возможность и целесообразность осуществления тех или иных проектов гидротехнического строительства. Например, при территориальном перераспределении стока в бассейнах рек, из которых намечается забор воды, заметно сократится интенсивность процессов самоочищения, что может сказаться на качестве воды. И здесь в особенности важна оценка условий водопользования населения - санитарно-технические и водоохранные мероприятия, контроль природных условий формирования качества воды. Отсюда и новые научные задачи осуществления мониторинга (наблюдение, оценка и контроль) всей системы перераспределения стока.

В защите водных источников от истощения и загрязнения путём всемерного снижения водопотребления и водоотведения наряду с совершенствованием технологии использования воды во всех звеньях хозяйства, а именно совершенствованием и расширением очистных сооружений, переводом предприятий на оборотное водоснабжение и безотходную технологию, большое значение имеет создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизации контроля за качеством воды. Комплексные районные схемы позволят реализовать практически возможность повторного многократного использования воды, эффективно использовать общие для района очистные сооружения и автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

Сегодня проблема качества воды питьевого назначения особенно волнует учёных. На повестке дня проблема «качество воды и жизнь». Было установлено, что предельно допустимые концентрации веществ (ПДК) для водоёмов питьевого назначения недостаточны для поддержания условий жизни гидробионтов - обитателей акваторий, водоёмов, рек. Поэтому были разработаны рыбохозяйственные нормы, и сегодня многие учёные считают необходимым разработать экологические ПДК, которые обеспечивали бы не только безвредность воды для человека, но и нормальную жизнь в водных экосистемах, а тем самым и сохранение самоочищающей способности водных объектов.

Лабораторная работа « Определение физических показателей качества воды»

Точность анализа воды во многом зависит от правильного отбора пробы. Отбирают пробы в склянки с резиновой или притертыми пробками, которые предварительно ополаскивают исследуемой водой. Помещая на хранение, пробу консервируют хлороформом (2 мл на 1л воды). Перед анализом в случае необходимости проводят предварительную подготовку пробы: удаляют взвешенные вещества (фильтрованием, центрифугированием, отстаиванием), концентрируют на ионитовых фильтрах или упариванием в фарфоровых чашках.

Оценивая качество воды, в первую очередь учитывают такие важные физические показатели, как температура, цветность, запах, вкус, прозрачность, мутность.

1. Определение температуры воды.

В водопроводных и насосных установках температуру определяют, погружая термометр в струю стекающей воды. При отдельных определениях термометр помещают на 3—5 мин в большой сосуд с водой. Температурные пределы питьевой воды 7—120⁰С.

2. Определение цветности воды.

Цветность природных вод обусловлена наличием прежде всего гуматов железа (железных солей гуминовых кислот). Повышенной цветностью обладает вода рек, имеющих болотный тип питания (реки северных областей). Оценивают цветность в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Согласно ГОСТ 2874—54 («Вода питьевая»), цветность не должна быть более 20, (в отдельных случаях по согласованию с органами санитарного надзора допускается цветность до 35).

Качественную оценку цветности производят, сравнивая ее с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бесцветного стекла наливают отдельно исследуемую воду и дистиллированную. На фоне белого листа бумаги при дневном освещении воду рассматривают сверху и сбоку. На основании этого оценивают цветность, т. е. указывают наблюдаемый цвет (слабо-желтый, бурый и т. д.). При отсутствии окраски вода считается бесцветной. Количественно цветность определяют по платиново-кобальтовой или бихромат - кобальтовой шкале.

1. Определение цветности воды по платиново-кобальтовой шкале.

Платиново-кобальтовую шкалу готовят следующим образом. В 200 мл дистиллированной воды растворяют 1,245г хлороплатината калия K₂(PtCl₆) и 1,01г хлористого кобальта CoCl₂^.6H₂O. Прибавляют 100 мл концентрированной соляной кислоты (пл. 1,19). Доводят водой до 1л. Цветность такого раствора соответствует 500 градусам. Рабочую шкалу готовят, прибавляя в цилиндры разное количество основного раствора и разбавляя его до 100 мл дистиллированной водой. Основной раствор в темном месте может сохраняться год, разбавленные — 2—3 месяца.

Ход работы. 100 мл исследуемой воды налить в цилиндр. Сравнить ее окраску с окраской растворов шкалы на белом фоне при рассматривании сверху.

2. Определение цветности воды по бихроматкобальтовой шкале.

В небольшом объеме дистиллированной воды растворяют в отдельной посуде 0,0875 г бихромата калия K₂Cr₂O₇ и 2,0г сульфата кобальта CoSO₄^.H₂O. Растворы солей смешивают, прибавляют 1 мл концентрированной серной кислоты (пл. 1,84) и доводят дистиллированной водой до 1л.

1 мл основного раствора соответствует 5 градусам. Для приготовления шкалы смешивают основной раствор с раствором, содержащим 1 мл серной кислоты (пл. 1,84) в 1л, доводя общий объем раствора до 100 мл. Например, для приготовления раствора серной кислоты.

Для определения применяют бесцветные цилиндры диаметром 30 мм и высотой 350 мм. Мутную воду предварительно отфильтровывают.

3. Определение запаха воды.

Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов (высших водных растений, водорослей и др.), а так же появиться при их отмирании. Это естественные запахи. Бывает и так, что в водоем попадают производственные сточные воды с примесями определенного запаха (фенолы, формальдегид, хлоропроизводные бензола и др.). Это искусственные запахи.

В начале дают качественную характеристику запаха по соответствующим признакам (болотный, землистый, гнилостный, рыбный, ароматический и. т. и.). Силу запаха оценивают по пятибалльной шкале (табл. 1).

Таблица 1.

Запах (вкус)	Интенсивность	Оценка в баллах
Отсутствует	Не ощущается	0
Очень слабый	Обнаруживается только опытным исследователем.	1
Слабый	Обнаруживается потребителем в том случае, если обратить его внимание.	2
Заметный	Легко обнаруживается потребителем.	3
Отчетливый	Вода не пригодна для питья.	4
Очень сильный	Вода не пригодна для питья.	5

 

Ход работы. В колбу с притертой пробкой налить исследуемую воду (2/3 объема) и сильно встряхивать в закрытом состоянии. Затем открыть и сразу же отметить характер и интенсивность запаха. Согласно ГОСТ 2874—54, интенсивность запаха воды при 200⁰С не должна превышать 2 баллов.

4. Определение вкуса воды.

Различный вкус воды может быть обусловлен присутствием химических соединений (хлористого натрия, солей железа, марганца, магния и др.), а также продуктами жизнедеятельности водных организмов. ГОСТ 3354—46 определены четыре вида вкуса: горький, сладкий, кислый, соленый. Остальные вкусовые ощущение характеризуются как привкусы. Количественно интенсивность вкуса определяют по той же шкале, что и запах (см. табл. 1).

Воду, безопасную в санитарном отношении, исследуют в сыром виде, в других случаях - после кипячения и последующего охлаждения до 18—200⁰С. Нельзя пробовать загрязненную воду. Для определения характера и интенсивности вкуса 10—15 мл исследуемой воды набирают в рот и держат 10—15 сек, не проглатывая. Интенсивность вкуса питьевой воды, согласно ГОСТ 2874—54, не должна превышать 2 баллов (см. табл. 1).

5. Определение прозрачности воды.

Наличие в природной воде грубодиспергированных примесей обусловливает ее мутность. Часто в качестве косвенного показателя используют характеристику, обратную мутности, прозрачность. Существует два метода определения прозрачности воды: 1) по кресту и 2) по шрифту.

1) Прозрачность по кресту определяют в водоеме или при контроле качества очистки воды на очистных сооружениях. Находят предельную высоту столба воды. Через который просматривается рисунок черного креста на белом фоне с толщиной линий 1 мм и четырех черных кружочков диаметром 1 мм. Определяют в бесцветном цилиндре высотой 350 см, на дне которого находится фарфоровая пластинка с рисунком креста. Нижняя часть цилиндра освещена лампой в 300 Вт. Питьевая вода должна иметь прозрачность по кресту не менее 300 см.

2) Определение прозрачности по шрифту основано на нахождении максимальной высоты столба воды, через который можно прочитать стандартный шрифт (приложение 1). Определяют в бесцветных цилиндрах диаметром 3,0- 3,5 см и высотой 60 см с градуировкой через каждый сантиметр. Стандартный шрифт подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см от дна. Исследуемую воду наливают в цилиндр и, изменяя количество воды, определяют предельную высоту столба (в см), при которой можно прочитать шрифт. Согласно ГОСТ 2814—54, прозрачность питьевой воды по шрифту должна быть не менее 30 см.

6. Определение мутности воды.

Поверхностные воды обычно имеют повышенную мутность из-за грубодиспергированных неорганических и органических примесей. Наибольшая мутность наблюдается в период паводка, достигая нескольких тысяч миллиграммов на литр. Согласно ГОСТ 2874—54, для питьевой воды допускается мутность 2 мг*л-1.

Определить мутность воды можно весовым методом, визуальным мутномером, фотоэлектронным тиндалеметром и фотоэлектрическим колориметром.

Весовой метод. 500- 1000 мл мутной воды профильтровать через плотный фильтр (диаметр 9—11 см), предварительно высушенный при 1050⁰ С 1,5—2ч и взвешенный в закрытом бюксе на аналитических весах. После фильтрования фильтр с осадком перенести в тот же бюкс, высушить при105—110⁰С 1,5—2ч, охладить в эксикаторе и взвесить на аналитических весах в закрытом бюксе. Содержание взвешенных веществ в исследуемой воде рассчитать по формуле:

 мг/л - 1

где, Q - содержание взвешенных веществ в воде, мг/л-1; g₁-вес бокса с просушенным фильтром после фильтрования воды, г; g₂-вес бокса с просушенным фильтром до фильтрования, г; V — объем профильтрованной воды, мл.

7. Определение плотности воды.

Плотность чистой воды зависит от температуры. При 150⁰С она равна 0,99913 г/см³, при 200⁰С-0,99823. Плотность природных и сточных вод зависит так же и от растворенных соединений. Обычно плотность воды близка к единице.

Плотность воды с точностью до третьего десятичного знака можно определить ареометром. Исследуемую воду налить в цилиндр на 100 мл. Осторожно опустить в нее ареометр. Уровень воды должен оказаться в пределах шкалы ареометра. Если шкала ареометра будет выше или ниже уровня воды, то следует заменить ареометр на другой из набора. Показание шкалы ареометра на уровне поверхности воды соответствует ее плотности при данной температуре.

Вода в жизни людей.

Вода – самое распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыто водой, заполняющей все природные водоемы и образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; огромными массами снега и льда лежит вода круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Не только на поверхности земли, но и в ее недрах находится вода, пропитывающая почву и различные горные породы, образуя грунтовые воды, дающая начало источникам и ключам. Водная оболочка планеты – гидросфера.

Вода играет определяющую роль в геологической истории Земли, в формировании климата и погоды, в круговороте веществ, в физиологической и биологической сферах жизни. В северных морях водоросли растут лучше, чем в морях южных морей. Почему? (В холодной воде растворяется больше кислорода, который необходим для дыхания).

Средняя глубина Мирового океана 3,8 км. В нем растворены соединения до 100 химических  элементов. Особенно важны растворенные в воде кислород и углекислый газ, участвующие в фотосинтезе и дыхании. Водную оболочку населяют живые организмы: в толще воды находится – планктон, а бентос – прикреплен ко дну.

Вода часто выступает в качестве лимитирующего фактора для наземных организмов. Влажность почвы в значительной мере обуславливает смену растительных поясов с севера на юг. По способности переносить недостаток воды растения делятся на ксерофиты (высокая выносливость – кактус, можжевельник, сосна), мезофиты (средняя выносливость – ясень, береза), гидрофиты (низкая выносливость – рогоз, кувшинка, ряска). Существуют адаптации у растений к засушливым условиям среды: опушение листьев, превращение их в колючки, утолщение стеблей и листьев, длинные корни, раннее цветение.

Необходимо отметить, что размножение у многих растений (водорослей, мхов, хвощей, плаунов, папоротников) происходит с участием воды. Как можно решить проблему заболачивания? (Посадить влаголюбивые растения). Мох выдерживает большие морозы и сильную жару, растет при слабом освещении, но очень нуждается в воде. Почему? (Мох всасывает воду ризоидами – зеленый мох или нижней частью стебля – сфагнум, при недостатке влаги развитие мха задерживается, и растение гибнет. К тому же вода нужна для размножения мхов). Какое растение поднимается из воды с восходом солнца и вновь опускается на дно после захода солнца? (Кувшинка, водяная лилия).

У  животных приспособления к засухе следующие: переждать в норах жару, летняя спячка в слизевом коконе (дождевой червь) и в норах (суслик), накопить жир, который, расщепляясь, дает воду (верблюды, грызуны), осуществлять миграции.

Необходимо отметить, что у многих животных размножение протекает в воде (рыбы, земноводные ). Какой грызун строит плотины на реках? (Бобр). Где раки зимуют? (В ямах на дне реки). Какое животное способно выпить 250 л воды сразу? (Верблюд).

Вода – растворитель. Полярность молекул воды делает ее прекрасным растворителем для других полярных соединений. Вещества, растворяющиеся в воде, называются гидрофильными, не растворяющиеся – гидрофобными. К первым относятся сахара, спирты, альдегиды, аминокислоты, азотистые основания; ко вторым – жирные кислоты, холестерин и некоторые другие. Промежуточное положение занимают амфипатические соединения, например липиды.

Транспортная функция. Передвижение по организму воды с растворенными в ней веществами позволяет переносить последние, доставляя их к различным частям организма. Вода принимает участие в удалении ненужных продуктов из организма.

Вода – термостабилизатор и терморегулятор. Высокая теплоемкость воды позволяет ей смягчать влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде. Кроме того, у воды высокая теплопроводность, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

Способность молекул воды при испарении уносить с собой значительные количества тепла (высокая теплота испарения), охлаждая организм, используется при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и транспирации у растений, предотвращая перегрев.

Вода – реагент. Вода служит не только средой протекания химических реакций, но и участвует во многих из них. Так, образование биополимеров из мономеров сопровождается образованием молекул воды, а расщепление полимеров (гидролиз) ее затратой. В процессе фотосинтеза Н₂О служит источником водорода.

Структурная функция. Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды, и именно она придает клеткам их нормальную форму. У растений вода определяет тургесцентность клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (иглокожие, круглые черви и др.). (Опыт: в первый стакан с чистой водой опустить нарезанный картофель, а во второй стакан нарезанный картофель опустить в соленую воду. Наблюдаем, что во втором стакане картофель становится мягким, так как происходит явление осмоса).

Основным источником потери тепла у человека  является потоотделение 80%. В течение суток через кожу выделяется 0,5 л Н₂О. Человек без пищи может прожить месяц, без воды – около недели. Чем это можно объяснить? (Т.к. все жизненные процессы в организме идут в водно – солевых растворах. Вода выделяется из организма с мочой, потом, через кожу, с остатками непереваренной пищи, при дыхании). Почему паук-водомерка может бегать по поверхности воды? (Лапки паука-водомерки не смачиваются водой и поэтому как бы отталкиваются от нее, не нарушая поверхностного слоя). (Опыт: в кристаллизатор с холодной водой нужно опустить тонкую иголку. В результате опыта наблюдаем, что иголка держится на поверхности воды).

Вода имеет самую высокую теплоемкость (4,284 кДж кг^.град.) среди жидкостей. А как это может влиять на нас с вами? Вода занимает около 75% поверхности Земного шара. Она медленно нагревается, аккумулируя тепло, а потом также медленно остывает, отдавая накопленное тепло, поэтому всегда вблизи больших водоемов не так резки перепады температур днем и ночью, как на континенте, а особенно в пустыне. У нас в Северодвинске зимой всегда теплее на 1–3°С чем в Архангельске, а летом наоборот прохладнее, хотя расстояние между нашими городами всего 25 км по прямой.

Какую особенность воды можно назвать самой удивительной для жизни на земле? Плотность воды по мере охлаждения возрастает не монотонно до 0°С (температуры замерзания), а имеет максимум при +4°С и затем несколько уменьшается. При замерзании плотно