еа. Реферат Показатели качества воды. Требования к качеству воды
 Скачать 77.74 Kb.
|
1 2 Реферат Показатели качества воды. Требования к качеству воды. Содержание Введение ………………………………………………………….…………………3 Требования, предъявляемые к качеству воды …………………...……………4 Показатели качества воды ………………………………………………………6 Физические свойства воды …………………………………………………6 Микробиологические показатели качества воды …………………………7 Показатели химического состава воды …………………………………....8 Оценка качества воды …………………………………….……………………10 Определение органолептических свойств воды …………………………10 Методы оценки качества вод по гидробиологическим показателям …..12 Определение минерализации воды ………………………………………13 Определение водородного показателя (рН) воды ……………………….14 Определение кислотности воды ……………………………………...…..15 Определение щелочности воды ………………………………….……….16 Определение растворенного кислорода ………………………………….18 Заключение ………………………………………………………………………..19 Список использованной литературы ………………………….………………….20 Введение Происхождение водоемов может быть природным и искусственным. Природные водоемы - это естественные озера и пруды. Искусственные водоемы подразделяются на три группы: водохранилища (с объемом воды более 1 млн м³); пруды (с объемом воды менее 1 млн м³). бассейны, характеризующиеся полной изоляцией от окружающей среды и полной регулировкой водного режима. По основному назначению водоемы подразделяют на: водоемы культурно-бытового назначения; водоемы хозяйственно-питьевого назначения; водоемы рыбохозяйственного назначения [14]. Главным показателем состояния любого водоема является качество воды. Качество воды – это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретного вида использования. Качество воды оценивают по комплексу различных показателей. Большинство показателей используют с целью оценки воды любого происхождения и назначения. Однако в зависимости от степени загрязнения воды и вида водопользования количество показателей, необходимых для характеристики ее качества, значительно меняется [10]. В связи с этим проблема оценки качества воды имеет особо важное значение и довольно актуальна в настоящее время. Цель данной работы – изучить основные требования к качеству воды и показатели, по которым проводят оценку качества. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить требования, предъявляемые к качеству воды; исследовать показатели качества воды; ознакомиться с методами оценки качества воды. Требования, предъявляемые к качеству воды Нормирование качества воды заключается в определении совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в рамках которых надежно обеспечивается здоровье граждан, оптимальные условия водопользования и хорошее экологическое состояние водоема. Нормирование качества воды питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования проводится согласно СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод [13]. По происхождению природная вода подразделяется на поверхностную, подземную, морскую и дождевую. В зависимости от целей использования воды выделяют: источник централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения [4]; водный объект хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [2]; водный объект рыбохозяйственного назначения [9]. Требования к воде пресноводных подземных и поверхностных водоемов по содержанию сухого остатка, хлоридов, сульфатов и жесткости определяет соответствующий ГОСТ [4]. Степень содержания химических веществ (за исключением железа, марганца, сероводорода, фторидов) не должна превышать предельно-допустимые концентрации (ПДK) для воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (определены документом [2]). В зависимости от качества воды и необходимой степени обработки водоемы, используемые как источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, подразделяются на поверхностные и подземные. Каждый из них делится еще на 3 класса [4] в зависимости от показателей мутности, цветности, значений водородного показателя (рН), окисляемости, содержания железа, марганца, сероводорода, фторидов и бактериологических показателей. Общие требования (взвешенные вещества, окраска, запахи, температура, рН, химическое потребление кислорода (ХПK), биохимическое потребление кислорода (БПK), растворенный кислород) к природной воде водоемов в зависимости от цели использования определяются документами [4] и [2], а также [13]. В данных документах говорится о том, что уровень содержания в воде химических веществ не должен превышать их ПДK (табл. 1, 2) или ориентировочно-допустимые уровни (ОДУ) [2, 3]. Данные нормативы «распространяются на воду подземных и поверхностных водоемов, используемых для централизованного и нецентрализованного водоснабжения населения, для рекреационного и культурно-бытового водопользования, а также питьевую воду и воду в системах горячего водоснабжения». Помимо этого, указывается, что возможно их использование «как одного из гигиенических критериев безопасности морского водопользования населения» [6]. Таблица 1 – Предельно допустимые концентрации веществ в природных водах
Таблица 2 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ в питьевой воде
Показатели качества воды Основными показателями качества воды являются ее физические свойства, состав микробиоты и химический состав. Физические свойства воды Для всех видов водопользования в первую очередь регламентированы физические показатели качества воды. Физические показатели воды - это ее органолептические свойства (запах, вкус, цвет, прозрачность), а также температура, плотность, вязкость и т.д. Запах воды в зависимости от происхождения может быть естественным и искусственным, например, по причине загрязнения воды стоками промышленных предприятий. Качественная оценка запаха заключается в определении его характера. Характер запаха оценивают словесно (травянистый, землистый, древесный, гнилостный, затхлый, сернистый, хлорный, углеводородный и т.п.). Вкус воды обусловлен наличием в ней веществ природного происхождения или веществ, попадающих со сточными водами, а также продуктов жизнедеятельности организмов. Качественная оценка вкуса воды подразумевает использование четырех видов вкусовых ощущений: горький, сладкий, кислый, соленый. Цветность воды находится в зависимости от уровня содержания в ней растворенных и взвешенных примесей (коллоидные соединения железа, гуминовые вещества, взвешенные и окрашенные вещества, водоросли). Количество гуминовых кислот и их солей (гуматов) влияет на изменение цвета воды (от желтого до коричневого). Цветность воды определяется качественными и количественными методами. Результатами качественного исследования цветности воды служит словесная оценка (бесцветная, светло-желтая, бурая и т.д.). Количественное исследование цветности воды проводят с помощью сравнения исследуемой воды со шкалой стандартных растворов; результаты выражаются в условных градусах этой шкалы (табл. 3). При отсутствии окраски воду считают бесцветной. Таблица 3 – Шкала стандартных растворов
Прозрачность воды обуславливается ее цветом и мутностью, т.е. зависит от содержания в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, почвы и др.). Прозрачность воды определяется прямо в водоеме или в пробе для анализа. Результаты качественного определения прозрачности воды методом сравнения с эталоном из дистиллированной воды оцениваются словесно (слабо мутная, очень мутная и т.д.). Количественную оценку прозрачности воды проводят по кресту или шрифту. Прозрачность по кресту устанавливают в водоеме либо в процессе контроля качества очистки воды на очистных сооружениях методом определения предельной высоты столба воды, через которую просматривается черный крест на белом фоне. Питьевая вода должна обладать прозрачностью по кресту не менее 30 см. Прозрачность по шрифту устанавливают в лаборатории с помощью определения максимальной высоты столба воды в бесцветном цилиндре, через который можно прочитать стандартный шрифт. Питьевая вода должна обладать прозрачностью по шрифту не менее 30 см. Температура и плотность являются общеизвестными параметрами воды. Плотность чистой воды находится в зависимости от ее температуры и равна при 15 оС 0,99913 г/см3, при 20 оС – 0,99823 г/см3. Плотность природных и сточных вод может зависеть также и от растворенных соединений. Как правило, плотность воды близка к единице [7]. 2.2. Микробиологические показатели качества воды Безопасность питьевой воды в эпидемиологическом плане определяют по ее соответствию нормативам микробиологических и паразитологических показателей, представленным в табл. 4. Показатель общего микробного числа дает представление о степени бактериальной загрязненности воды с учетом сапрофитной микрофлоры. Общее микробное число, как правило, возрастает при попадании в воду поверхностных, ливневых стоков, бытовых сточных вод. Содержание в воде бактерий семейства Enterobacteriaceae, поступающих в воду только из кишечника человека и животных, свидетельствует о загрязнении воды в широком смысле, поскольку многие представители данного семейства могут иметь фекальное происхождение, однако некоторые из них являются сапрофитами. Показатель свежего фекального загрязнения воды - норматив на содержание термотолерантных колиформных бактерий Escherichia coli. Наличие общих колиформ Escherichia coli communis также говорит об органическом загрязнении антропогенного происхождения. Отсутствие общих и термотолерантных колиформ служит главным критерием эпидемиологической безопасности воды во многих странах мира. Содержание в воде колифагов выступает в качестве санитарного показателя загрязнения питьевой воды вирусами, однако возбудители энтеровирусной инфекции не всегда могут быть выявлены при обнаружении колифагов в воде. Свидетельством давнего фекального загрязнения воды, сохраняющего эпидемиологическую опасность, является наличие в воде спор сульфитредуцирующих клостридий. Cl. perfringens всегда обнаруживаются в фекалиях. Их споры выживают в воде лучше, чем кишечные бактерии, они более устойчивы к хлорированию. Данный показатель определяют в воде поверхностных водоемов с целью оценки эффективности ее обработки. Паразитологическим показателем служит норматив содержания цист лямблий. Содержание в питьевой воде как E. coli, так и любых болезнетворных бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов недопустимо [5]. Таблица 4 - Оценка качества воды по микробиологическим и паразитологическим показателям
2.3. Показатели химического состава воды Вода является сложным комплексом кристаллогидратов, т.е. частиц естественных и искусственных соединений, отличающихся по химическому составу и агрегатному состоянию. В связи с этим гигиеническая оценка качества воды, прежде всего, основана на определении тех ее характеристик, которые оказывают прямое или косвенное влияние на состояние здоровья населения и ухудшают ее хозяйственно-бытовые свойства. На этом основании в природной воде выделяют 4 группы химических соединений, подлежащих исследованию. К первой группе относятся показатели вероятного загрязнения воды патогенными микроорганизмами. Ко второй - вещества, обладающие биологическим значением. К третьей - вещества, значительные концентрации которых оказывают токсичное воздействие на человека. К четвертой - индифферентные и даже полезные соединения. Более подробная характеристика веществ, относящихся к перечисленным группам, представлена ниже. 1. Химические соединения, являющиеся показателями вероятного загрязнения воды патогенными микроорганизмами. К этой группе химических соединений относятся вещества, которые характеризуют воду в эпидемиологическом плане. Это азотсодержащие соединения (белки, продукты их распада); все органические вещества, окисляемые кислородом, а также в определенной степени хлориды, фосфаты, растворенный кислород, биохимическая потребность воды в кислороде (БПК), сероводород и показатель активной реакции воды (рН). 2. Вещества, имеющие положительное значение для человека. Сюда относятся соединения микроэлементов, содержание которых в воде необходимо в определенных концентрациях. Это такие микроэлементы, как фтор, железо, медь, йод, цинк, марганец, кремний, кобальт, молибден, селен, хром, никель, олово и ванадий. Основным их источником для организма служит пища. При этом роль воды как поставщика микроэлементов незначительна и известна только в отношении фтора, йода, марганца, меди, цинка и кремния. 3. Вредные для здоровья химические вещества. Это такие вещества, содержание которых в воде в любом случае нежелательно или должно быть строго ограничено. Некоторые из них имеют природное происхождение, т.е. попадают в воду естественным путем в процессе ее прохождения через толщу земных пород, но основная масса - это продукты производственной и бытовой деятельности человека, попадающие в воду по причине неправильного обращения с ними. К природным веществам относятся бериллий, молибден, мышьяк, нитраты, свинец, селен, стронций и фтор, природные радиоактивные вещества, приводящие к фоновой активности воды. Все перечисленные вещества могут иметь и техногенное происхождение. Продуктами промышленной деятельности человека является большое количество органических и неорганических химических соединений. На сегодняшний день утвержден список ПДК более 1300 вредных химических веществ, которые способны попадать в водоемы, предназначенные для хозяйственно-бытового водоснабжения. 4. Вещества, условно нейтральные для человека. Сюда относят вещества, отсутствие или содержание которых не влияет на качество воды, однако при увеличении их концентраций (десятки, сотни мг/л) они ухудшают органолептические показатели воды. Поэтому допускается их наличие в воде в пределах вкусовой ощутимости или в пределах ее изменений (прозрачность или цветность). Данными веществами являются: сульфаты, карбонаты, хлориды, свободная углекислота, ионы кальция, магния, натрия, калия, взвеси кремния и окиси алюминия, гумусовые вещества [5]. 3. Оценка качества воды 3.1. Определение органолептических свойств воды Определение запаха воды. Поскольку вода может обладать самыми разными запахами, в практике санитарно-гигиенического контроля водоснабжения характеризуют запах воды с использованием следующих определений и буквенных обозначений (табл. 5). Таблица 5 - Характеристика запаха воды
Методологически запах определяется два раза: при +20 °С и +60 °С (после нагревания исследуемых проб воды). Воду встряхивают и, по правилу определения запаха неизвестного химического вещества, устанавливают интенсивность запаха, выражая ее количественно в баллах (табл. 6). Таблица 6 - Критерии интенсивности запаха
Запах питьевой воды при 20 °С не должен превышать 2 баллов. Определение вкуса воды. С целью определения вкуса воду берут в рот небольшими глотками, держат во рту несколько секунд, не глотая ее, и определяют вкус. Характер вкуса может быть соленым, горьким, сладким, кислым. Привкус оценивается произвольно и может быть рыбным, металлическим, хлорным, гнилостным и т.п. Оценка производится в баллах (табл. 7). Таблица 7 - Критерии интенсивности привкуса
В питьевой воде допускают привкус при температуре 20 °С, не превышающий 2 балла. Проба на вкус проводится только при условии, что вода безвредна. Определение цветности воды. Цветность воды определяют визуально приблизительно или количественными методами с использованием электрофотометра. Для этого проводят сравнение цвета пробы и эталонов хромово-кобальтовой шкалы, результат выражается в условных градусах данной шкалы. Цветность водопроводной воды должна составлять не больше 20°. Определение прозрачности воды. Наиболее распространен метод Снеллена. Его смысл заключен в опреджелении высоты столба воды в стеклянном цилиндре, через который четко виден печатный стандартный шрифт. Воду хорошенько встряхивают, наливают в цилиндр Снеллена (под его дно на расстоянии 4 см помещают печатный шрифт Снеллена №1) и через высоту столба читают шрифт. При замутненности воду из цилиндра спускают через кран, который находится близ дна цилиндра, до тех пор, пока не станут различимы буквы шрифта. Исследование проводят при хорошем освещении и на расстоянии около 1 м от окна. Результаты выражаются в сантиметрах (табл. 8). Таблица 8 - Критерии оценки прозрачности
Для водопроводной воды прозрачность должна быть не менее 30 см [5]. 3.2. Методы оценки качества вод по гидробиологическим показателям Оценка качества воды может проводиться с использованием химического, бактериологического и биологического методов. Биологический метод оценки качества воды осуществляют по растительному и животному населению водоема. Каждый метод обладает своими недостатками и преимуществами. Наиболее эффективно использование всех методов в совокупности. Различные организмы дают представление о разных отрезках времени, характеризующихся разной продолжительностью и чувствительностью. Таким образом, в зависимости от условий и цели работы целесообразно использовать разные группы организмов. По обнаружению первых признаков хозяйственно-фекального загрязнения наиболее чувствителен бактериологический метод. Однако бактерии и грибы характеризуются довольно коротким жизненным циклом и поэтому дают представление только о коротком отрезке времени. Простейшие в качестве биоиндикатора используются при значительном бактериальном загрязнении и при контроле эффективности биологической очистки, оценивая состав населения активного ила. Водоросли играют ведущую роль в индикации качества вод в процессе эвтрофирования водоема. Беспозвоночные животные используются для определения уровня загрязнения водоема бытовыми и производственными сточными водами [12]. Таким образом, живые организмы служат индикаторами качества среды или биоиндикторами. Биоиндикаторы характеризуются тем, что: 1 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||