Колообіг води та її баланс на планеті

ПИТНОЇ ВОДИ

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ АКТИВНОГО ХЛОРУ У ПРОБІ

Лабораторна робота № 8.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Опишіть токсичний ефект деяких найпоширеніших забруднювачів водного середовища.

2. Що таке аналітична група?

3. Наведіть приклади класифікацій катіонів.

4. Принципи методів визначення вмісту важких металів.

Мета роботи – навчитися визначати вміст активного хлору у пробі питної води (йодометричним методом) та ознайомитися з колообігом води.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

На планеті відбувається постійне перенесення води з одно­го місця до іншого, у масштабі всієї планети, головним чином між океаном і сушею. При цьому змінюється агрегатний стан води, що дозволяє підтримувати рівновагу між сумарним випа­ровуванням і випаданням опадів на планеті. Вода з речови­нами, які містяться в ній, випаровується і повітряними течіями переноситься на десятки, сотні та тисячі кілометрів. Випадаючи у вигляді опадів, вона сприяє руйнуванню гірських порід, робить їх доступними для рослин та мікроорганізмів, розмиває поверхневий ґрунтовий шар і, разом із розчиненими органічними частками, потрапляє в океани та моря. Підраховано, що з поверхні Землі тільки за 1 хв випаровується 1 млрд т води і стільки ж випадає у вигляді опадів.

Загальна кількість води у поверхневій оболонках Землі - земній корі, за даними академіка О. П. Виноградова, становить 1 трлн 600 млрд т. Кількість води, яка захоплюється фотосинтезуючими організмами, становить щорічно 837 млрд т. Період повного обертання всієї води у процесі утворення живої речо­вини 1,9 млн років.

Водний баланс Землі дозволяє уявити, що величезний про­цес колообігу води є первинною основою оцінки ресурсів пла­нети. Для океанічної частки колообігу найхарактерніше випа­ровування вологи, у процесі якого безперервно відновлюється вміст водяної пари в атмосфері. Більше 86% вологи надходить до атмосфери за рахунок випаровування з поверхні океану і менш як 14% — за рахунок випаровування з суші.

Важлива риса океанічної частки колообігу води — перене­сення великих мас морських вод. При цьому кількість води, яка щороку переноситься течіями чотирьох океанів, характе­ризує інтенсивність внутрішнього океанічного водообміну під впливом течій. Є дані про те, скільки років у середньому необхідно для того, щоб усі води кожного з океанів змінились. У Світовому океані для цього потрібно близько 60 років; най­менш інтенсивний водообмін Тихого океану (більше 100 ро­ків), для Індійського океану потрібно близько 50 років, для Атлантичного і Північного льодовитого океану — 40 років.

Зовсім інша активність обміну, на 3—5 порядків вище, характерна для прісних вод. Особливо інтенсивний водообмін у річках. Обмін руслових річкових вод здійснюється кожні 0,031 роки, тобто 11 діб, або 32 рази на рік. Якщо врахувати, що з річками зв'язані більша частина озер і всі водосховища, на активність обміну поверхневих вод суші буде близько 7 років. Висока активність обміну річкових вод — це позитивна властивість, завдяки якій забезпечуються основні потреби людства у воді.

Що стосується ґрунтової вологи, то оскільки вона найбільш пов’язана з атмосферними процесами і, головним чином, підлягає сезонним коливанням, її зміна відбувається протягом року.

Циркуляція води між Світовим океаном і сушею — важлива частка в підтримці життя організмів на Землі; є основною умовою взаємодії рослин і тварин із неживою природою. Крім того вода в геологічному колообігу — величезна трансформуюча сила, яка призводить до поступового руйнування літосфери, перенесення її складових у моря й океани.

На основі колообігу води з розчиненими в ній мінераль­ними речовинами, а також компонентів атмосфери закономір­но виникла жива речовина, а з нею — біологічний (біотичний) колообіг. В екологічній літературі його називають також вели­ким біосферним колообігом біотичного обміну, який являє со­бою безупинний планетарний процес закономірного цикліч­ного, нерівномірного за часом і простором перерозподілу ре­човини, енергії та інформації.

У залежності від ступеня забруднення водні об’єкти бувають допустимого, помірного, високого та надзвичайно високого ступенів забруднення. Це слід враховувати при організації водоспоживання.

Водокористування – це використання водних об’єктів для задоволення потреб населення та об’єктів господарської діяльності.

Таблиця 8. Показники забруднення для водних об’єктів І та ІІ категорій

Ступінь забруд нення	Органолеп тичний режим	Токсико- логічний режим	Санітарний режим	Бактеріологіч ний режим	Індекс забруд нення
Запах, присмак, балів	ГДК ступінь переви щення	ГДК ступінь переви щення	БСК20, мг/дм^3	Розчи нений кисень, мг/дм^3	Число лактозо позитивних кишкових паличок в 1 дм^3
І	ІІ
Допус тимий							Менше 1*10^4
Помір ний							1*10^4-1*10^5
Висо кий							1*10^5-1*10^6
Надзви чайно високий	>4	>8	>10	>8	>10		Більше 1*10^6

Водокористування класифікується за такими ознаками:

- за цілями водокористування – господарсько-питне, комунально-побутове, промислове, сільськогосподарське, для потреб енергетики, для рибного господарства, для водного транспорту та лісосплаву, для лікування та курортних потреб тощо;

- за об’єктами водокористування – поверхневі, підземні, внутрішні та територіальні морські води;

- за способом використання – з вилученням води та з її поверненням, з вилученням води без повернення, без вилучення води;

- за технічними умовами водокористування – з застосуванням технічних споруд, без застосування споруд.

У залежності від цілей водокористування джерела водопостачання поділяють на дві категорії.

До І категорії відносяться водні об’єкти, що використовуються як джерела централізованого або нецентралізованого господарсько–питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.

До ІІ категорії відносяться водні об’єкти для культурно–побутових цілей і ті, що знаходяться в межах населених пунктів.

Вимоги щодо складу та властивостей води регламентуються в залежності від категорії водних об’єктів.

При водокористуванні має місце водоспоживання, яке може бути безповоротним, поворотним, оборотним. З метою раціонального використання води запроваджено норми споживання води на мешканця та на умовну одиницю продукції, характерну для підприємств кожної з галузей промисловості. У районах з обмеженими водними ресурсами слід дотримуватися водогосподарського балансу, який передбачає порівняння водокористування з потенційними ресурсами водних басейнів.

За характером використання води системи водопостачання поділяються на прямоточні, послідовні, оборотні, підживлювальні.

Прямоточна вода використовується у виробничому процесі один раз, після чого скидається у водоймища або у каналізацію.

Послідовно використана вода споживається в декількох технологічних процесах.

Оборотна вода використовується у виробництві багатократно, з періодичним або безперервним її очищенням. На добре обладнаних підприємствах показник ступеня оборотного та послідовного водопостачання складає 30 – 90%. При цьому слід враховувати і те, що споруди водооборотних систем в 10 разів дешевше, ніж будівництво очисних установок відповідної потужності.

Навколо водозабору або іншого джерела водопостачання влаштовуються зони санітарної охорони, в яких встановлюється особливий режим охорони вод від забруднення хімічними речовинами та шкідливими біологічними організмами, а також стічними водами.

Зона санітарної охорони поділяється на дві – три підзони. Перша підзона – строгого режиму з огородженнями, а інколи і зі спеціальною охороною. Ця зона обсаджується лісовими насадженнями, тут забороняється будувати, випасати худобу, будь-який вид діяльності, який може зумовити забруднення води.

Друга підзона має обмеження за видами діяльності, що спричиняють забруднення, здатні проникнути у водозабір, у ній забороняється розташовувати склади паливно-мастильних матеріалів, тваринницькі ферми, застосовувати добрива.

Третя підзона – попереджувальна. У ній також обмежуються види діяльності, що викликають забруднення води.

Таблиця 9. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у питній воді.

Речовина	ГДК,мг/л	Речовина	ГДК, мг/л
Арсен (загальний)	0,05	Ферум	0,5
Ацетати		Флуориди	0,75
Дихлорфенолоцтова кислота		Форміати
Ефіророзчинні речовини	0,1	Фосфати
Купрум	0,1	Фосфорорганічні пестициди	0,03
Нафтопродукти	0,1-0,3	Хлориди
Нітрати
		Хром (загальний)	0,5
Нітрити
Сульфати		Хром (VI)	0,01
Феноли	0,001	Ціаніди

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Дата добавления: 2014-10-23