Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Загальні та сумарні показники якості води




Поняття «показники якості води».

План лекції

ЗАГАЛЬНІ ТА СУМАРНІ ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ВОДИ.

ЛЕКЦІЯ 22-23.

Тема лекції № 22-23: ЗАГАЛЬНІ ТА СУМАРНІ ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ВОДИ.

 

 

Навчальна мета:

1. Ознайомити слухачів з відомостями щодо показників якості води та підходів до їх класифікації.

2. Розглянути основні загальні та сумарні показники якості води.

 

 

Виховна мета: виховати у слухачів розуміння важливості вивчення питань, пов’язаних зі знанням показників якості води для підвищення професійної компетенції фахівця-еколога.

 

Навчальні групи: ЕК

Термін викладання: 80 хвилин.

Місце: навчальна аудиторія згідно з розкладом занять.

Навчально-матеріальне забезпечення: підручник, навчальні посібники, словники-довідники, мультимедійна презентація.

 

 

Методична розробка розглянута та

затверджена на засіданні кафедри ОПтаТЕБ

Протокол № 2 від “01” вересня 2011р.

 

 

Харків – 2011 р.


1. Поняття «показники якості води».

2. Загальні та сумарні показники якості води.

 

Якість природних вод є результатомсукупності складних процесів обміну речовинами на рівні біологічної складової гідроекосистем з одного боку, та зовнішніми потоками з площі водозбору. Якість води залежить від багатьох складових, у тому числі і від фізико-географічного розміщення водотоку, та, головне, на сьогодні, від рівня антропогенного навантаження. Відповідно якість води є як результатом сукупності природних процесів, так і результатом впливу на них комплексу антропогенних факторів.

Оскільки не існує єдиного показника, який характеризував би весь комплекс характеристик води, оцінка якості води ведеться на основі системи показників.

Показники якості води – це величини, які визначають склад і властивості води.

Показники якості води поділяються на фізичні, бактеріологічні, гідробіологічні, хімічні, радіологічні. Іншою формою класифікації показників якості води є їх розподіл на загальні та специфічні. До загальних відносять показники, які характерні для любих водних об’єктів. Наявність у воді специфічних показників обумовлено місцевими природними умовами, а також особливостями антропогенного впливу на водні об’єкти.

 

Мінералізація. Сумарний вміст всіх знайдених при хімічному аналізі води мінеральних речовин; зазвичай виражається в мг/дм3 (до 1000 мг/ дм3) і %о (проміле або тисячна частка при мінералізації більш 1000 мг/дм3). Мінералізація природних вод, що визначає їхню питому електропроводность, змінюється в широких межах.

Більшість рік має мінералізацію води від кількох десятків в 1 л до декількох сотень міліграмів. Мінералізація підземних вод і солоних озер змінюється від 40-50 мг/дм3 до 650 г/кг (щільність у цьому випадку вже значно відрізняється від одиниці).

Багато промислових виробництва, сільське господарство, підприємства питного водопостачання пред'являють визначені вимоги до якості вод (зокрема, до мінералізації), тому що води, які містять велику кількість солей, негативно впливають на рослинні і тваринні організми, технологію виробництва і якість продукції, викликають утворення накипу на стінках котлів, корозію, засолення ґрунтів.

В таблиці 1 наведено класифікацію природних вод за мінералізацією.

Таблиця 1

Класифікація природних вод за мінералізацією

Категорія вод Мінералізація г/дм3
Ультрапрісні менш 0,2
Прісні 0,2 – 0,5
Води з відносно підвищеною мінералізацією 0,5 – 1,0
Солонуваті 1,0 – 3,0
Солоні 3 – 10
Води підвищеної солоності 10 – 35
Розсоли більш 35

 

Відповідно до гігієнічних вимог до якості питної води сумарна мінералізація не повинна перевищувати величини 1000 мг/дм3.

Електропровідність. Електропровідність – це чисельне вираження здатності водного розчину проводити електричний струм. Електрична провідність природної води залежить в основному від концентрації розчинених мінеральних солей і температури. Природні води представляють в основному змішані розчини сильних електролітів. Мінеральну частину води складають іони Na+, К+, Са2+, Сl-, SO2-4, HCO-3. Цими іонами й обумовлюється електропровідність природних вод. Присутність інших іонів (наприклад, Fe3+, Fe2+, Al3+, NO-3, HPO2-4, H2PO-4), не сильно впливає на електропровідність, якщо ці іони не містяться у воді в значних кількостях (наприклад, нижче випусків виробничих або господарсько-побутових стічних вод).

За значеннями електропровідності природної води можна приблизно судити про мінералізацію води за допомогою встановлених залежностей. Ускладнення, що виникають при оцінці сумарного вмісту мінеральних речовин (мінералізації) за питомою електропроводністю, пов'язані з неоднаковою питомою електропроводністю розчинів різних солей, а також з підвищенням електропровідності зі збільшенням температури.

Розмір питомої електропровідності слугує показником сумарної концентрації електролітів, головним чином, неорганічних і використовується в програмах спостережень за станом водного середовища для оцінки мінералізації вод. Питома електропровідність – зручний сумарний індикаторний показник антропогенного впливу.

Температура. Температура води у водоймі є результатом ряду процесів, що одночасно протікають, таких як сонячна радіація, випаровування, теплообмін з атмосферою, перенос тепла течіями, турбулентним перемішуванням вод та ін Зазвичай прогрівання води відбувається зверху вниз. Річні і добові зміни температури води на поверхні і глибинах визначаються кількістю тепла, що надходить на поверхню, а також інтенсивністю і глибиною перемішування. Добові коливання температури можуть складати декілька градусів і звичайно спостерігаються на невеликій глибині. На мілководді амплітуда коливань температури води близька до перепаду температури повітря.

Наприклад, у вимогах до якості води водойм, які використовуються для купанія, спорту і відпочинку, зазначено, що літня температура води в результаті спуска стічних вод не повинна підвищуватися більш, ніж на 3 °С у порівнянні із середньомісячною температурою самого жаркого місяця за останні 10 років. У водоймах рибогосподарського призначення припускається підвищення температури води в результаті спуска стічних вод не більше, ніж на 5 °С у порівнянні з природною температурою.

Температура води – найважливіший фактор, що впливає на фізичні, хімічні, біохімічні та біологічні процеси, що відбуваються у водоймі, від якого значною мірою залежать кисневий режим і інтенсивність процесів самоочіщення. Значення температури використовують для обчислення ступеня насичення води киснем, різноманітних форм лужності, стану карбонатно-кальцієвої системи, при багатьох гідрохімічних, гідробіологічних, особливо лімнологічних дослідженнях, при вивченні теплових забруднень.

Зважені речовини (грубодисперсні домішки). Зважені тверді речовини, присутні в природних водах, складаються з часток глини, піску, мулу, суспендованих органічних і неорганічних речовин, планктону і різноманітних мікроорганізмів.

Концентрація зважених часток пов'язана із сезонними факторами і режимом стоку, залежить від порід, що складають русло, а також від антропогенних факторів, таких як сільське господарство, гірські розробки і т. ін.

Зважені частки впливають на прозорість води і на проникнення в неї світла, на температуру, склад розчинених компонентів поверхневих вод, адсорбцію токсичних речовин, а також на склад і розподіл відкладень і на швидкість осадкоутворення. Вода, у якій багато зважених часток, не підходить для рекреаційного використання за естетичними міркуваннями.

Наприклад, відповідно до вимог до складу і властивостей води водних об'єктів у пунктів господарсько-питного та культурно-побутового призначення вміст зважених речовин у результаті спуску стічних вод не повинен збільшуватися відповідно більше, ніж на 0,25 і 0,75 мг/дм3. Для водойм, що містять у межень більше 30 мг/дм3 природних мінеральних речовин, припускається збільшення концентрації зважених речовин у межах 5%.

Визначення кількості зважених часток важливо проводити при контролі процесів біологічної і фізико-хімічної обробки стічних вод і при оцінці стану природних водойм.

Грубодисперсні домішки визначають гравіметричний методом після їхнього відділення шляхом фільтрування через фільтр «синя стрічка» (переважно для проб із прозорістю менш 10 см).

Органолептичні спостереження. Органолептичні спостереження – це метод визначення стану водного об'єкта шляхом його безпосереднього огляду.

До числа органолептичних показників відносяться ті параметри якості води, що визначають її споживчі властивості, тобто ті властивості, що безпосередньо впливають на органи почуттів людини (нюх, дотик, зір). Найбільш значимі з цих параметрів – смак і запах не піддаються формальному виміру, тому їхнє визначення проводится експертним шляхом.

При органолептичних спостереженнях особлива увага звертається на явища, незвичні для даної водойми або водотоку і часто свідчать про його забруднення: загибель риби та інших водних організмів, рослин, виділення пухирців газу з донних відкладень, поява підвищеної каламутності, посторонніх забарвлень, запаху, цвітіння води, нафтової плівки та ін.

Запах. Запах – це властивість води викликати у людини і тварин специфічне подразнення слизової оболонки носових ходів. Запах води характеризується інтенсивністю, яку вимірюють у балах (табл. 2).

Таблиця 2

Визначення інтенсивності запаху води

Оцінка інтенсивності запаху, бали Інтенсивність запаху Характер прояву запаху
  Ніякого запаху Відсутність видчутного запаху
  Дуже слабкий Запах, що не помічається споживачем, але виявляється спеціалістом
  Слабкий Запах, що виявляється споживачем, якщо звернути на це увагу
  Помітний Запах, що легко виявляється, може бути причиною того, що вода непридатна для пиття
  Виразний Запах, що звертає на себе увану, може змусити утриматися від пиття
  Дуже сильний Запах настільки сильний, що робить воду непридатною для пиття

 

Запах води викликають легкі пахнущі речовини, що надходять у воду в результаті процесів життєдіяльності водних організмів, при біохімічному розкладанні органічних речовин, при хімічній взаємодії компонентів, що містяться у воді, а також із промисловими, сільськогосподарськими і господарсько-побутовими стічними водами.

На запах води впливають склад речовин, що містяться в ній, температура, значення рН, ступінь забруднення водного об'єкта, біологічна обстановка, гідрологічні умови і т. ін.

Наприклад, відповідно до гігієнічних вимог до якості питної води інтенсивність запаху не повинна перевищувати двох балів.

Мутність. Мутність природних вод викликана присутністю тонкодісперсних домішок, зумовлених нерозчинними або колоїднимі неорганічними і органічними речовинами різного походження. Якісне визначення проводять описово: слабка опалесценція, опалесценція, слабка, помітна і сильна муть.

Каламутність води визначають турбідіметричним засобом (за ослабленням проходження через пробу світла) шляхом порівняння проб досліджуваної води зі стандартними суспензіями. Результати вимірювань виражають у мг/дм3 (при використанні основної стандартної суспензії каоліну) або в ЕМ/дм3 (одиниці мутності на 1 дм3 при використанні основної стандартної суспензії формазіна).

Наприклад, відповідно до гігієнічних вимог до якості питної води каламутність не повинна перевищувати 1,5 мг/дм3 по каоліну і 2,6 ЕМ/дм3 по формазіну.

Кольоровість. Кольоровість – це показник якості води, що характеризує інтенсивність забарвлення води й зумовлений вмістом забарвлених сполук, який виражається в градусах платиново-кобальтової шкали. Визначається шляхом порівняння забарвлення досліджуваної води з еталонами.

Забарвлення природних вод обумовлено, головним чином, присутністю гумусових речовин і сполук тривалентного заліза. Кількість цих речовин залежить від геологічних умов, водоносних горизонтів, характеру грунтів, наявності боліт і торфовищ в басейні ріки і т. п. Стічні води деяких підприємств також можуть створювати досить інтенсивне забарвлення води.

Розрізняють «істинний» колір, обумовлений тільки розчиненими речовинами, і «удаваний» колір, викликаний присутністю у воді колоїдних і зважених часток, співвідношення між якими в значній мірі визначається величиною рН.

Висока кольоровість води погіршує її органолептичні властивості і має негативний вплив на розвиток водних рослинних і тваринних організмів у результаті різкого зниження концентрації розчиненого кисню у воді, який витрачається на окислювання сполук заліза і гумусових речовин.

Наприклад, гранично допустима величина кольоровості у водах, які використовуються для питних цілей, складає 20° за платиново-кобальтовою шкалою. За постановою органів санепіднагляду допустимо збільшення цього показника до 35°. Відповідно до вимог якості води в зонах рекреації забарвлення води не повинно виявлятися візуально в стовпчику висотою 10 см.

Прозорість. Прозорість (або світлопропускання) природних вод обумовлена їх кольором і каламутністю, тобто вмістом у них різних пофарбованих і зважених органічних і мінеральних речовин.

В залежності від ступеня прозорості, воду умовно підрозділяють на прозору, слабкопалесціруючу, опалесціруючу, злегка каламутну, каламутну і сильно каламутну. Мірою прозорості служить висота стовпа води, при якій можна спостерігати білу пластину визначених розмірів (диск Секкі), що опускається у водойму, або розрізняти на білому папері шрифт визначеного розміру і типу (як правило, шрифт середньої товщини висотою 3,5 мм). Результати виражаються в сантіметрах із вказанням засобу виміру.

Ослаблення інтенсивності світла з глибиною в каламутній воді призводить до більшого поглинання сонячної енергії поблизу поверхні. Поява більш теплої води в поверхні зменшує перенос кисню з повітря у воду, знижує щільність води, стабілізує стратифікацію. Зменшення потоку світла також знижує ефективність фотосинтезу і біологічну продуктивність водойми.

Визначення прозорості води – обов'язковий компонент програм спостережень за станом водних об'єктів. Збільшення кількості грубодисперсних домішок і каламутності характерно для забруднених і евтрофних водойм.

Водородний показник (рН). Вміст іонів водню (гідроксонію – Н3О+) у природних водах визначається в основному кількісним співвідношенням концентрацій вугільної кислоти і її іонів:

СО2 + Н2О – Н+ + НСО3- – 2Н+ + СО32-

Для поверхневих вод, що містять невеликі кількості діоксиду вуглецю, характерна лужна реакція. Зміни pН тісно пов'язані з процесами фотосинтезу (при споживанні СО2 водною рослинністю вивільняються іони ОН-). Джерелом іонів водню є також гумусові кислоти, присутні в грунтах.

Наприклад, значення рН у річкових водах звичайно варіює в межах 6,5 – 8,5, в атмосферних опадах 4,6 – 6,1, в болотах 5,5 – 6,0 в морських водах 7,9 – 8,3. Концентрація іонів водню підвернена сезонним коливанням. Зимою розмір рН для більшості річкових вод складає 6,8 – 7,4, влітку 7,4 – 8,2. На величину рН природних вод впливає і геологія водозбірного басейну.

Відповідно з вимогами до складу і властивостей вод у водоймах –джерелах питного водопостачання, водних об'єктів у зонах рекреації, а також водойм рибогосподарського призначення, величина рН не повинна виходити за межі значень 6,5 – 8,5.

Величина рН води – один з найважливіших показників якості вод. Розмір концентрації іонів водню має велике значення для хімічних і біологічних процесів, які відбуваються в природних водах. Від величини рН залежать розвиток і життєдіяльність водяних рослин, сталість різних форм міграції елементів, агресивна дія води на метали і бетон. Величина рН води також впливає на процеси перетворення різноманітних форм біогенних елементів, і змінює токсичність забруднюючих речовин.

В водоймі можна виділити декілька етапів процесу його закислення. На першому етапі рН практично не змінюються (іони бікарбонату встигають цілком нейтралізувати іони Н+). Так продовжується до тих пір, поки загальна лужність у водоймі не впаде приблизно в 10 разів, до величини менше 0,1 моль/дм3.

На другому етапі закислення водойми рН води звичайно не піднімається вище 5,5 протягом усього року. Про такі водойми говорять як про помірно кислі. На цьому етапі закислення відбуваються значні зміни у видовому складі живих організмів.

Нa третьому етапі закислення водойми рН стабілізується на значеннях рН <5 (звичайно рН 4,5), навіть якщо атмосферні опади мають більш високі значення рН. Це пов'язано з присутністю гумусових речовин і сполук алюмінію у водоймі і грунтовому шарі.

Природні води в залежності від рН поділяються на сім груп (табл. 3).

Таблиця 3

Групи природних вод в залежності від рН

Група рН Примітка
Сильнокислі води < 3 Результат гідролізу солей важких металів (шахтні води та води рудників)
Кислі води 3-5 Надходження у воду вугільної кислоти, фульвокислот та інших органічних сполук в результаті розкладення органічної речовини
Слабкокислі води 5-6,5 Наявність гумусових кислот в грунті і болотяних водах (води лісової зони)
Нейтральні води 6,5-7,5 Наявність водах Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
Слабколужні води 7,5-8,5 Наявність уводах Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
Лужні води 8,5-9,5 Наявність у водах Na2CO3, NaHCO3
Сильнолужні води 9,5 Наявність у водах Na2CO3, NaHCO3

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 983; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.045 сек.