Цветность воды

Ниязбекова Р.К., Сарсекеева Г.С., Сейткулова А.Б., Сариева Д.З.
ЕНУ им. Л.Н.Гумилева
Контроль качества воды в Казахстане
Вода – природный ресурс, необходимый для всего живого. Она
необходима для выращивания сельскохозяйственных культур и выпаса скота,
личного пользования, удаления отходов хозяйственной деятельности и
улучшения сельских и городских ландшафтов.
Нормальное
функционирование
водохозяйственной
системы
невозможно без контроля качественных параметров природных вод,
подаваемых потребителям или выпускаемых в водоем сточных вод. Наиболее
успешно такой контроль может осуществляться автоматическими
приборами, контролирующие предельные значения величин параметров.
Государственный учет использования вод кроме количественных
показателей включает показатели качественного состава вод.
Информация об уровне загрязнений вод собирается путем отбора проб
воды с последующим их анализом в стационарных или передвижных
лабораториях. Такой метод требует значительных трудозатрат и не дает
оперативной информации о загрязнениях. Поэтому в последнее время
используются приборы, с помощью которых можно определить наличие
загрязняющих веществ непосредственно в момент измерений.
Для систем водоснабжения наиболее важное значение имеет
автоматический контроль мутности, цветности воды, ее солесодержания,
величины рН, количества остаточного хлора в воде.
На сооружениях очистки сточных вод с помощью приборов измеряют
величины рН, температуру воды, мутность и цветность воды, содержание
растворенного кислорода в воде, влажность осадков, биохимическую (БПК) и
химическую (ХПК) потребности в кислороде.
Особенно велико значение применения автоматических анализаторов
качества воды для оценки санитарно-гигиенического состояния природных
вод.
При очистке сточных и природных вод используют различные
химические реагенты (сернокислый алюминий, хлорное железо,
синтетические флокулянты, известь, фосфаты, активный уголь, биогенные
добавки, соединения фтора, газообразный хлор и аммиак). Весьма важно
точно дозировать вводимые реагенты и контролировать их воздействие с
помощью автоматических устройств и приборов на качество воды. Большое
число качественных параметров вод определяется только лабораторным
химическим анализом. К таким параметрам относятся содержание в сточных
водах соединений азота, фосфора и калия, наличие соединений железа,
кальция и запахов в природной воде. Лабораторные анализы длительны по
времени, трудоемки, недостаточно точны и характеризуются субъективными
ошибками. Результаты этих анализов ввиду большого запаздывания не могут
быть использованы для оперативного и особенно автоматического
управления процессами. Для этих целей необходимо использование
приборов
автоматического
измерения
качественных
параметров,
выпускаемые отечественными и зарубежными фирмами, которые могут
быть использованы для автоматического управления и интенсификации
технологических процессов водоснабжения и канализации.
Качество
вод
оценивают
по
их
физико-химическим
и
микробиологическим показателям, а природные воды – еще и по
гидробиологическим признакам. Состав показателей, которые подлежат
определению, назначают с учетом местных условий и поставленной задачи.
Качество воды в водных объектах представляют общесанитарные,
органолептические, токсические и биологические показатели.
Существуют различные методы анализа основных общесанитарных и
органолептических показателей качества воды, необходимые для
практического инженерного пользования.
Светопропускная способность (прозрачность) воды зависит от ее цвета
и мутности. Мерой светопропускания служит высота водяного столба, сквозь
который можно еще наблюдать белую полоску определенных размеров или
прочесть шрифт определенного типа. Результаты указывают в сантиметрах,
отмечая при этом способ измерения.
Цветность воды (кажущаяся) определяют в нефильтрованной пробе
воды сравнением анализируемой пробы со стандартной окраской,
создаваемой в растворе хлорплатинатом калия и хлористым кобальтом или
раствором двуххромовокислого калия и сернокислого кобальта.
Общее содержание примесей – сумма все растворенных и взвешенных в
воде веществ, которые находят выпариванием пробы воды, высушиванием
осадка при 1050С до постоянной массы и последующим взвешиванием.
Растворенные вещества – вещества, определяемые выпариванием
профильтрованной пробы, высушиванием осадка при 1050С до постоянной
массы и взвешиванием.
Взвешенные вещества – вещества, остающиеся на фильтре при
фильтровании. Их определяют либо непосредственно после фильтрования
пробы высушиванием при 1050С осадка до постоянной массы и
взвешиванием, либо косвенно по разности между общим содержанием
примесей и количеством растворенных веществ.
Растворенный в воде кислород находят иодометрическим методом,
основанным на реакции растворенного кислорода с гидроксидом марганца.
Быстрым и достаточно точным является электрометрический метод с
применением автоматически действующего прибора (зонд), работающего на
диффузионно-электрохимическом принципе (имеет мембрану, электроды и
раствор электролита). Результат определения растворенного кислорода
выражают в миллиграммах О2 в 1 л воды.
Перманганатную окисляемость определяют методом Кубеля, который
основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, раствором
перманганата калия в сернокислой среде при кипячении. Метод применим
только для проб с окисляемостью ниже 100 мгО2/л.
Бихроматную окисляемость определяют методом, основанным на
окислении
бихроматом
органических
веществ
(в
минеральных
восстановленных соединениях) при кипячении в присутствии серной
кислоты, составляющей 50% от общей смеси. Окисляемость рассчитывают в
миллиграммах кислорода эквивалентного расходу окислителя на 1 л пробы.
Биохимическое потребление кислорода (БПК) определяют стандартным
методом разбавления в первоначальной или соответственно разбавленной
пробе по разности между содержанием кислорода до и после инкубации при
стандартных условиях (продолжительность инкубации 5,7 или 20 сут при
200С без доступа воздуха и света).
Аммиак
(мг/л)
определяют
методом
непосредственного
колориметрического измерения в питьевых и поверхностных водах с
раствором Несслера либо методом отгонки с колометрическим или
объемным окончанием (определение в поверхностных и сточных водах).
Нитриты (мг/л) в питьевых, поверхностных и сточных водах
определяют с помощью колориметрического метода с сульфаниловой
кислотой и н-нафтиламином.
Нитраты (мг/л) определяют колориметрическим методом с
фенолсульфоновой кислотой, который основан на образовании желтого
соединения в результате реакции нитратов с фенолдисульфоновой кислотой.
Применяют также колориметрический метод с салицилатом натрия и метод
восстановления нитратов до нитритов металлическим кадмием.
Сульфаты (мг/л) определяют нефелометрическим методом в кислой
среде в присутствии стабилизатора – глицерина или этилового спирта.
Фосфаты (мг/л) – неорганические растворимые ортофосфаты –
определяют с помощью колориметрического метода с использованием
молибдата и соли сурьмы, а образующееся комплексное соединение
восстанавливают аскорбиновой кислотой.
Тем же методом определяют гидролизующие полифосфаты и общий
фосфор после превращения этих соединений в растворимые неорганические
ортофосфаты.
Хлориды (мг/л) определяют меркуриметрическим методом, основанным
на титровании ионов хлора раствором окисной азотнокислой ртути со
смешанным индикатором дифенилкарбазон – бромфеноловый синий.
Нефтрепродукты
(мг/л)
определяют
методом
извлечения
нефтепродуктов из воды при помощи экстрагента с отгонкой растворения и
последующим взвешиванием выделенных нефтепродуктов.
Железо (общее содержание) определяют колориметрическими методами
с использованием роданида калия и ортофенантролина.
Санитарно-бактериологическое состояние водной среды можно
охарактеризовать
следующими
методами
микробиологического
и
биологического анализов воды.
Общее количество сапрофитных бактерий определяют при температуре
выращивания 370С, которое характеризует прямое потребление бактериями
органических веществ.
Бактерии группы кишечных палочек являются индикаторными
показателями фекального загрязнения. Характеризуются коли-титром или
коли-индексом. Первый из них показывает наименьший объем в
миллилитрах, в котором обнаруживается одна колония бактерий. Колииндекс дает обратные значения коли-титра.
Энтерококки наряду с коли-бактериями дают косвенную харктеристику
вероятности отсутствия или наличия в воде патогенных микробов, прямое
определение которых представляет значительные трудности.
Гидробиологические показатели характеризуют сапробность водоема,
указывающую на степень загрязнения органическими, гнилостными
веществами, а также наличие токсических веществ, влияющих на водные
организмы. Обычно даются методики определения состона, а также тестов
токсичности и приводится список сапробных индикаторных организмов,
характеризующих степень загрязнения водоемов.
Место отбора проб поверхностных водоемов определяется в
зависимости от характера водоема: на больших реках пробы отбирают в трех
местах – у обоих берегов и в середине, на мелких водоемах – только в
середине главного потока, на озерах, прудах, водохранилищах – у берегов со
стороны возможного загрязнения.
Отбор, транспортировку и хранение проб воды необходимо производить
в соответствии с требованиями стандарта.
Анализ проб воды, отобранной с контрольных пунктов, должен
включать в себя определение запаха, цвета, вкуса, плотности, общей
жесткости и содержания основных компонентов солевого состава (ионов Cl-,
SO 24 , HCO 3 , Ca2+, Mg2+, K+, Na+), общего железа, нефтепродуктов, сухого
остатка, ПАВ. Объем отобранной для анализа воды должен составлять не
менее 1,0 л.
«Сокращенный» анализ воды, отбираемой на эпизодических пунктах,
включает в себя определение содержания нефтепродуктов, хлор-иона, общей
жесткости, плотности и органолептических свойств воды (запаха, цвета,
вкуса). Объем воды для данного вида анализа не менее 0,5 л.
Санитарно-химический анализ воды, выполняемый по требованию
контролирующих органов, включает определение плотности при 200С,
запаха, вкуса и цвета, прозрачности, рН, сухого остатка, общей и
карбонатной
жесткости,
биохимического
потребления
кислорода,
окисляемости, содержания нефти и нефтепродуктов, общего железа и
тяжелых металлов, фенолов, ПАВ, ионов Сl-, SO 24 , HCO 3 , Ca2+, Mg2+, K+,
Na+, СО 32  , NH 4 , NO 2 , NO 3 . Объем пробы для проведения полного анализа –
2 л.
Результаты анализа содержат следующие данные: температуру воды;
запах – качественно и в баллах; прозрачность; цветность в градусах; муть и
осадок описательно с указанием их характера; взвешенные вещества (при
прозрачности менее 10 см.); активную реакцию рН; щелочность в мг-экв/л;
жесткость общую в мг-экв/л; жесткость карбонатную в мг-экв/л; сухой
остаток в мг-экв/л, кальций (Са2+) в мг/л; магний (Mg2+) в мг/л; железо общее
(Fe2+) в мг/л; железо окисное (Fe2O3) в мг/л; хлориды (Сl-) в мг/л;
аммонийные соли (NH 4 ) в мг/л; сульфаты (SО42-) в мг/л; нитриты (NО2-) в
мг/л; нитраты (NO 3 ) в мг/л; окисляемость в мгО2/л; сероводород (Н2S) (при
явном ощущении запаха) в мг/л; общее количество бактерий в 1 мл;
количество кишечных палочек в 1 л воды.
При наличии в воде солей тяжелых металлов, радиоактивных элементов
или других влияющих на качество воды вредных веществ производят
дополнительный анализ на содержание этих веществ.
В современных условиях внедрение высокочувствительных, надежных и
экспрессных методов анализа качества воды является одной из
первоочередных задач и целей интегрированного управления водными
ресурсами.
Для успешного достижения результатов по улучшению качества воды
требуются согласованные усилия со стороны контролирующих организаций
и государства.