Von + 2Vph = Vmo

)Vk = 2 (Vmo – Vf)

5. Vf = Vmo. Pradiniame mėginyje nėra karbonatų ir bikarbonatų, o rūgšties suvartojama dėl stiprių šarmų, kuriuose yra hidroksoanijonų.
Laisvųjų hidrokso anijonų buvimas pastebimais kiekiais (4 ir 5 atvejai) galimas tik nuotekose.
Titravimo fenolftaleinu ir metilo apelsinu rezultatai leidžia apskaičiuoti vandens šarmingumą, kuris skaičiais lygus 1 litro mėginiui titruoti naudojamų rūgšties ekvivalentų skaičiui.
Šiuo atveju rūgšties suvartojimas titruojant fenolftaleinu apibūdina laisvąjį šarmingumą, o su metiloranžiniu – bendrą šarmingumą, kuris matuojamas mEq/l. Šarmingumo indikatorius Rusijoje paprastai naudojamas tiriant nuotekas. Kai kuriose kitose šalyse (JAV, Kanadoje, Švedijoje ir kt.) šarmingumas nustatomas vertinant natūralių vandenų kokybę ir išreiškiamas masės koncentracija CaCO3 ekvivalentu.

Reikėtų nepamiršti, kad analizuojant atliekas ir užterštus natūralius vandenis gauti rezultatai ne visada teisingai atspindi laisvojo ir bendro šarmingumo vertes, nes vandenyje, be karbonatų ir bikarbonatų, gali būti ir kai kurių kitų grupių junginių (žr. „Šarmingumas ir rūgštingumas“).

5.2. Sulfatai

Sulfatai yra įprasti natūralaus vandens komponentai. Jų buvimas vandenyje atsiranda dėl tam tikrų mineralų - natūralių sulfatų (gipso) ištirpimo, taip pat dėl ​​sulfatų, esančių ore, pernešimo su lietumi. Pastarieji susidaro vykstant atmosferoje sieros oksido (IV) oksidacijos reakcijoms į sieros oksidą (VI), susidarant sieros rūgščiai ir ją neutralizuojant (visiškai arba dalinai):

2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
Sulfatų buvimą pramoninėse nuotekose dažniausiai lemia technologiniai procesai naudojant sieros rūgštį (mineralinių trąšų gamyba, cheminių medžiagų gamyba). Geriamajame vandenyje esantys sulfatai žmogui toksinio poveikio neturi, tačiau pablogina vandens skonį: sulfatų skonio pojūtis atsiranda, kai jų koncentracija yra 250-400 mg/l. Sulfatai gali sukelti nuosėdų susidarymą vamzdynuose, kai sumaišomi du skirtingos mineralinės sudėties vandenys, pavyzdžiui, sulfatas ir kalcis (CaS04 nuosėdos).

Didžiausia leistina sulfatų koncentracija geriamojo vandens telkinių vandenyje – 500 mg/l, ribinis kenksmingumo rodiklis – organoleptinis.

5.3. Chloridai

Chloridų metalų druskų pavidalu yra beveik visuose gėluose paviršiniuose ir požeminiuose vandenyse, taip pat geriamajame vandenyje. Jei vandenyje yra natrio chlorido, jis turi sūrų skonį net ir esant didesnei nei 250 mg/l koncentracijai; kalcio ir magnio chloridų atveju vandens druskingumas susidaro, kai koncentracija viršija 1000 mg/l. Remiantis jusliniu rodikliu - skoniu - nustatyta didžiausia leistina geriamojo vandens koncentracija chloridams (350 mg/l), ribinis kenksmingumo rodiklis yra organoleptinis.
Dideli chloridų kiekiai gali susidaryti pramoniniuose tirpalų koncentravimo, jonų mainų, sūdymo ir kt. procesuose, kuriuose susidaro nuotekos, kuriose yra daug chlorido anijonų.
Didelės chloridų koncentracijos geriamajame vandenyje neturi toksinio poveikio žmonėms, nors sūrus vanduo labai ėsdina metalus, neigiamai veikia augalų augimą ir sukelia dirvožemio druskėjimą.

6. Sausi likučiai

Sausos liekanos apibūdina nelakių ištirpusių medžiagų (daugiausia mineralinių) ir organinių medžiagų kiekį vandenyje, kurio virimo temperatūra viršija 105–110 °C.

Sausų likučių kiekį taip pat galima įvertinti skaičiuojant. Tokiu atveju reikia susumuoti vandenyje ištirpusių mineralinių druskų, taip pat analizių metu gautų organinių medžiagų koncentracijas (bikarbonatas sumuojamas 50%). Geriamojo ir natūralaus vandens sausojo likučio vertė yra beveik lygi anijonų (karbonato, bikarbonato, chlorido, sulfato) ir katijonų (kalcio ir magnio, taip pat tų, kurie nustatomi skaičiavimo metodu) masės koncentracijų sumai. natrio ir kalio).

Buitinio, geriamojo ir kultūrinio vandens rezervuarų paviršiniuose vandenyse sausų likučių kiekis neturi viršyti 1000 mg/l (kai kuriais atvejais leidžiama iki 1500 mg/l).

7. Bendras kietumas, kalcis ir magnis

Vandens kietumas yra viena iš svarbiausių savybių, kuri turi didelę reikšmę naudojant vandenį. Jeigu vandenyje yra metalų jonų, kurie su muilu formuoja netirpias riebalų rūgščių druskas, tai tokiame vandenyje, plaunant drabužius ar plaunant rankas, susidaro putos, todėl jaučiamas kietumas. Vandens kietumas turi neigiamą poveikį vamzdynams, kai vanduo naudojamas šilumos tinkluose, todėl susidaro apnašos. Dėl šios priežasties į vandenį reikia dėti specialių „minkštinančių“ chemikalų, kurių kietumą lemia tirpios ir mažai tirpios mineralinės druskos, daugiausia kalcio (Ca2+) ir magnio (Mg2+).

Vandens kietumas gali labai skirtis priklausomai nuo uolienų ir dirvožemio, sudarančio drenažo baseiną, tipo, taip pat nuo metų sezono ir oro sąlygų. Pavyzdžiui, tundros ežeruose ir upėse bendras vandens kietumas yra 0,1-0,2 mg-ekv/l, o jūrose, vandenynuose ir požeminiame vandenyje siekia 80-100 mg-ekv/l ir net daugiau (Dead). Jūra). Lentelėje 11 lentelėje parodytos kai kurių Rusijos upių ir rezervuarų bendro vandens kietumo vertės.

Kai kurių Rusijos upių ir rezervuarų bendro vandens kietumo vertės

Iš visų druskų, priskiriamų kietumo druskoms, išskiriami hidrokarbonatai, sulfatai ir chloridai. Kitų tirpių kalcio ir magnio druskų kiekis natūraliuose vandenyse paprastai yra labai mažas. Kietumas, kurį vandeniui suteikia hidrokarbonatai, vadinamas hidrokarbonatu arba laikinas, nes. Hidrokarbonatai verdant vandenį (tiksliau, esant aukštesnei nei 60 ° C temperatūrai) suyra ir susidaro blogai tirpūs karbonatai (Mg(HC03)2 natūraliuose vandenyse yra mažiau paplitęs nei Ca(HCO3)2, nes magnezito uolienos nėra dažnos. Todėl gėluose vandenyse vyrauja vadinamasis kalcio kietumas:

CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2

Natūraliomis sąlygomis minėta reakcija yra grįžtama, tačiau, kai paviršių pasiekia didelį laikino kietumo požeminiai (požeminiai) vandenys, pusiausvyra pasislenka į CO2 susidarymą, kuris pašalinamas į atmosferą. Šis procesas veda prie angliavandenių skilimo ir CaCO3 bei MgCO3 nusodinimo. Tokiu būdu susidaro karbonatinių uolienų atmainos, vadinamos kalkingais tufais.
Esant vandenyje ištirpusiam anglies dioksidui, vyksta ir atvirkštinė reakcija. Taip natūraliomis sąlygomis ištirpsta arba išsiplauna karbonatinės uolienos.

Chloridų ar sulfatų sukeliamas kietumas vadinamas pastoviu, nes. šios druskos yra stabilios kaitinant ir verdant vandenį.
Bendrasis vandens kietumas, t.y. bendras tirpių kalcio ir magnio druskų kiekis vadinamas „bendruoju kietumu“.

Dėl to, kad kietumo druskos yra skirtingų katijonų druskos, turinčios skirtingą molekulinę masę, kietumo druskų koncentracija, arba vandens kietumas, matuojama ekvivalentinės koncentracijos vienetais – g-ekv/l arba mg-ekv/l skaičiumi. Vanduo, kurio kietumas yra iki 4 mEq/l, laikomas minkštu; nuo 4 iki 8 mEq/l - vidutinio kietumo; nuo 8 iki 12 mEq/l - kietas; daugiau nei 12 mEq/l - labai kietas (yra ir kitų vandens klasifikacijų pagal kietumo laipsnius) Leistinas geriamojo vandens ir centralizuoto vandens tiekimo šaltinių bendrojo kietumo dydis yra ne didesnis kaip 7 mEq/l (kai kuriais atvejais - aukštyn) iki 10 mEq /l), ribinis kenksmingumo rodiklis yra juslinis.

Geriamojo vandens ir centralizuoto vandens tiekimo šaltinių bendrojo kietumo leistina vertė yra ne didesnė kaip 7 mg-ekv/l (kai kuriais atvejais - iki 10 mg-ekv/l), ribinis kenksmingumo rodiklis yra organoleptinis.

8. Bendras druskos kiekis

Apskaičiuojant bendrą druskų kiekį iš pagrindinių anijonų masės koncentracijų miligramo ekvivalento pavidalu, jų masės koncentracijos, nustatytos analizės metu ir išreikštos mg/l, dauginamos iš lentelėje nurodytų koeficientų. 12, po to jie sumuojami.

Koncentracijos perskaičiavimo koeficientai

Kalio katijono koncentracija šiame skaičiavime (natūraliuose vandenyse) paprastai atsižvelgiama į natrio katijono koncentraciją. Gautas rezultatas suapvalinamas iki sveikųjų skaičių (mg/l)

9. Ištirpęs deguonis
Paviršiniuose vandenyse nuolat yra ištirpusio deguonies. Ištirpusio deguonies (DO) kiekis vandenyje apibūdina rezervuaro deguonies režimą ir yra itin svarbus vertinant rezervuaro ekologinę ir sanitarinę būklę. Vandenyje turi būti pakankamai deguonies, kad būtų sudarytos sąlygos vandens organizmams kvėpuoti. Jis taip pat reikalingas savaiminiam rezervuarų apsivalymui, nes dalyvauja organinių ir kitų priemaišų oksidacijos bei negyvų organizmų irimo procesuose. DO koncentracijos sumažėjimas rodo rezervuaro biologinių procesų pasikeitimą, rezervuaro užteršimą biochemiškai intensyviai oksiduojančiomis medžiagomis (pirmiausia organinėmis). Deguonies suvartojimą taip pat lemia cheminiai vandenyje esančių priemaišų oksidacijos procesai, taip pat vandens organizmų kvėpavimas.
Į rezervuarą deguonis patenka tirpdamas jį kontaktuodamas su oru (absorbcija), taip pat dėl ​​vandens augalų fotosintezės, t.y. dėl fizikinių-cheminių ir biocheminių procesų.Deguonis patenka ir į vandens telkinius su lietaus ir sniego vandeniu.Todėl. yra daug priežasčių, dėl kurių padidėja arba sumažėja ištirpusio deguonies koncentracija vandenyje.
Vandenyje ištirpęs deguonis yra hidratuotų O2 molekulių pavidalu. DO kiekis priklauso nuo temperatūros, atmosferos slėgio, vandens turbulizacijos laipsnio, kritulių kiekio, vandens druskingumo ir kt. Prie kiekvienos temperatūros reikšmės yra pusiausvyrinė deguonies koncentracija, kurią galima nustatyti naudojant specialias standartines lenteles, sudarytas normaliam atmosferos slėgiui. Laikoma, kad vandens prisotinimo deguonimi laipsnis, atitinkantis pusiausvyros koncentraciją, yra 100%. Deguonies tirpumas didėja mažėjant temperatūrai ir druskingumui bei didėjant atmosferos slėgiui.
Paviršiniuose vandenyse ištirpusio deguonies lygis gali svyruoti nuo 0 iki 14 mg/l ir gali labai skirtis sezoniškai ir paros metu. Vandens telkiniuose, kurie yra eutrofikuoti ir labai užteršti organiniais junginiais, gali būti didelis deguonies trūkumas. DO koncentracijos sumažėjimas iki 2 mg/l sukelia masinę žuvų ir kitų vandens organizmų mirtį.

Rezervuarų vandenyje bet kuriuo metų laiku iki 12 val., DO koncentracija turi būti ne mažesnė kaip 4 mg/l. Didžiausia leistina vandenyje ištirpusio deguonies koncentracija žuvininkystės telkiniams – 6 mg/l (vertingoms žuvų rūšims) arba 4 mg/l (kitoms rūšims).
Ištirpęs deguonis yra labai nestabili vandens cheminės sudėties sudedamoji dalis. Jį nustatant, mėginius reikia imti ypač atsargiai: reikia vengti vandens sąlyčio su oru, kol deguonis užsifiksuos (sujungs į netirpią junginį).
Vandens analizės metu nustatoma DO koncentracija (mg/l) ir vandens prisotinimo juo laipsnis (%), atsižvelgiant į pusiausvyros turinį tam tikroje temperatūroje ir atmosferos slėgyje.
Deguonies kiekio vandenyje kontrolė – itin svarbi problema, kurios sprendimu domina beveik visi šalies ūkio sektoriai, įskaitant juodųjų ir spalvotųjų metalurgiją, chemijos pramonę, žemės ūkį, mediciną, biologiją, žuvininkystę ir maistą. pramonės šakos ir aplinkos apsaugos paslaugos. DO kiekis nustatomas tiek neužterštuose natūraliuose vandenyse, tiek nuotekose po valymo. Nuotekų valymo procesus visada lydi deguonies kiekio kontrolė. RK nustatymas yra analizės dalis nustatant kitą svarbiausias rodiklis vandens kokybė – biocheminis deguonies poreikis (BDS).

10. Biocheminis deguonies poreikis (BDS)
Natūralus vanduo rezervuaruose visada turi organinių medžiagų. Jų koncentracija kartais gali būti labai maža (pavyzdžiui, pavasarį ir tirpstantys vandenys). Natūralūs organinių medžiagų šaltiniai yra irstančios augalinės ir gyvūninės kilmės organizmų liekanos, tiek gyvenančios vandenyje, tiek patenkančios į rezervuarą iš lapų, per orą, iš krantų ir kt. Be natūralių, yra ir technogeninių organinių medžiagų šaltinių: transporto įmonės (naftos produktai), celiuliozės ir popieriaus bei miško perdirbimo įmonės (ligninai), mėsos perdirbimo įmonės (baltymų junginiai), žemės ūkio ir fekalinės nuotekos ir kt. Organiniai teršalai į rezervuarą patenka įvairiais būdais, daugiausia per nuotekas ir lietaus paviršiaus nuotėkį iš dirvožemio.
IN gamtinės sąlygos Vandenyje esančias organines medžiagas sunaikina bakterijos, vyksta aerobinė biocheminė oksidacija, susidarant anglies dioksidui. Šiuo atveju oksidacijai sunaudojamas vandenyje ištirpęs deguonis. Rezervuaruose, kuriuose yra daug organinių medžiagų, didžioji dalis DO sunaudojama biocheminei oksidacijai, todėl kiti organizmai netenka deguonies. Kartu daugėja mažam DO kiekiui atsparesnių organizmų, nyksta deguonį mėgstančios rūšys, atsiranda deguonies trūkumui tolerantiškos rūšys. Taigi, vykstant biocheminei organinių medžiagų oksidacijai vandenyje, DO koncentracija mažėja, o šis sumažėjimas netiesiogiai yra organinių medžiagų kiekio vandenyje matas. Atitinkamas vandens kokybės rodiklis, apibūdinantis bendrą organinių medžiagų kiekį vandenyje, vadinamas biocheminiu deguonies poreikiu (BDS).
BDS nustatymas pagrįstas DO koncentracijos vandens mėginyje matavimu iš karto po mėginio paėmimo, taip pat po mėginio inkubavimo. Mėginys inkubuojamas be oro prieigos deguonies kolboje (t. y. tame pačiame inde, kuriame nustatoma DO vertė) tiek laiko, kiek reikia biocheminei oksidacijos reakcijai įvykti.
Nuo greičio biocheminė reakcija priklauso nuo temperatūros, inkubacija vykdoma pastovioje temperatūroje (20±1) °C, o BDS analizės tikslumas priklauso nuo temperatūros vertės išlaikymo tikslumo. Paprastai BDS nustatomas 5 inkubacijos dienoms (BDS5) (BDS10 galima nustatyti ir 10 dienų, o BDS bendras – 20 dienų (tokiu atveju oksiduojasi atitinkamai apie 90 ir 99 % organinių medžiagų)), tačiau kiekis Kai kurių junginių BDS vertė yra informatyviau apibūdinama 10 dienų arba visiškos oksidacijos laikotarpiu (atitinkamai BDS10 arba BDSbendras). BDS nustatymo klaida taip pat gali būti padaryta apšviečiant mėginį, kuris turi įtakos mikroorganizmų gyvybinei veiklai ir kai kuriais atvejais gali sukelti fotocheminę oksidaciją. Todėl mėginys inkubuojamas be šviesos (tamsioje vietoje).
BOD reikšmė laikui bėgant didėja, pasiekdama tam tikrą maksimalią reikšmę – BODtotal; ir teršalus skirtingo pobūdžio gali padidinti (sumažinti) BDS reikšmę. Biocheminio deguonies suvartojimo dinamika oksiduojantis vandenyje esančioms organinėms medžiagoms parodyta 8 pav.

Ryžiai. 8. Biocheminio deguonies suvartojimo dinamika:

a - lengvai oksiduojamos („biologiškai minkštos“) medžiagos – cukrus, formaldehidas, alkoholiai, fenoliai ir kt.;
c - normaliai oksiduojančios medžiagos - naftoliai, krezoliai, anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos, sulfanolis ir kt.;
c – sunkiai oksiduotos („biologiškai kietos“) medžiagos – nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos, hidrochinonas ir kt.

Taigi BDS yra deguonies kiekis (mg), reikalingas organinėms medžiagoms oksiduotis 1 litre vandens aerobinėmis sąlygomis, nepasiekiant šviesos, esant 20°C temperatūrai, per tam tikrą laikotarpį dėl vykstančių biocheminių procesų. vandens.
Apytiksliai daroma prielaida, kad BDS5 sudaro apie 70 % viso BDS, bet gali svyruoti nuo 10 iki 90 %, priklausomai nuo oksiduojančios medžiagos.
Vandenyje esančių organinių medžiagų biocheminės oksidacijos ypatybė yra lydimas nitrifikacijos procesas, kuris iškreipia deguonies suvartojimo pobūdį.

2NH4++ЗO2=2HNO2+2H2О+2Н++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
čia: Q – reakcijų metu išsiskirianti energija.

Ryžiai. 9. Deguonies suvartojimo pobūdžio pasikeitimas nitrifikacijos metu.

Nitrifikacija vyksta veikiant specialioms nitrifikuojančioms bakterijoms – Nitrozomonas, Nitrobacter ir kt. Šios bakterijos oksiduoja azoto turinčius junginius, kurie paprastai būna užterštose gamtinėse ir kai kuriose nuotekose, ir taip prisideda prie azoto pavertimo pirmiausia iš amonio į nitritus. , o tada susidaro nitratai

Nitrifikacijos procesas taip pat vyksta, kai mėginys yra inkubuojamas deguonies kolbose. Nitrifikacijai sunaudojamo deguonies kiekis gali būti kelis kartus didesnis nei deguonies kiekis, reikalingas organinės anglies turinčių junginių biocheminei oksidacijai. Nitrifikacijos pradžią galima įrašyti bent į dienos BDS prieaugio grafiką inkubaciniu laikotarpiu. Nitrifikacija prasideda maždaug 7 inkubavimo dieną (žr. 9 pav.), todėl, nustatant BDS 10 ir daugiau dienų, į mėginį reikia įvesti specialių medžiagų – inhibitorių, kurie slopina nitrifikuojančių bakterijų gyvybinę veiklą, tačiau tai daro. neveikia normalios mikrofloros (t.y. ant bakterijų – organinių junginių oksidatorių). Tiokarbamidas (tiokarbamidas) naudojamas kaip inhibitorius, kuris įvedamas į mėginį arba į skiedimo vandenį, kurio koncentracija yra 0,5 mg/ml.

Nors tiek natūraliose, tiek buitinėse nuotekose yra didelis skaičius mikroorganizmai, kurie gali išsivystyti dėl vandenyje esančių organinių medžiagų; daugelio rūšių pramoninės nuotekos yra sterilios arba jose yra mikroorganizmų, kurie negali aerobiškai apdoroti organinių medžiagų. Tačiau mikrobai gali prisitaikyti (prisitaikyti) prie įvairių junginių, įskaitant toksinius. Todėl analizuojant tokias nuotekas (kurioms, kaip taisyklė, būdingas didelis organinių medžiagų kiekis), dažniausiai naudojamas skiedimas vandeniu, prisotintu deguonies ir turinčiu adaptuotų mikroorganizmų priedų. Nustatant suminį pramoninių nuotekų BDS, labai svarbus išankstinis mikrofloros pritaikymas. teisingi rezultatai analizė, nes tokių vandenų sudėtyje dažnai yra medžiagų, kurios labai sulėtina biocheminės oksidacijos procesą, o kartais ir turi toksinis poveikis ant bakterinės mikrofloros.
Tiriant įvairias pramonines nuotekas, kurios sunkiai biochemiškai oksiduojamos, naudojamas metodas gali būti naudojamas „bendras“ BDS (BODtotal) nustatymo variante.
Jei mėginyje yra daug organinių medžiagų, į jį įpilama skiedimo vandens. Norint pasiekti maksimalų BDS analizės tikslumą, tiriamame mėginyje arba mėginio ir skiedimo vandens mišinyje turi būti toks deguonies kiekis, kad inkubacinis periodas sumažėjo jo koncentracija 2 mg/l ir daugiau, o likusi deguonies koncentracija po 5 dienų inkubacijos turi būti ne mažesnė kaip 3 mg/l. Jei DO kiekis vandenyje yra nepakankamas, vandens mėginys iš anksto aeruojamas, kad oras būtų prisotintas deguonimi. Teisingiausiu (tiksliausiu) rezultatu laikomas toks, kai sunaudojama apie 50 % iš pradžių mėginyje esančio deguonies.
Paviršiniuose vandenyse BDS5 vertė svyruoja nuo 0,5 iki 5,0 mg/l; jai būdingi sezoniniai ir kasdieniniai pokyčiai, kurie daugiausia priklauso nuo temperatūros pokyčių ir nuo fiziologinio bei biocheminio mikroorganizmų aktyvumo. Natūralių vandens telkinių BDS5 pokyčiai, kai jie užteršti nuotekomis, yra labai reikšmingi.

Standartas BODtotal. neturi viršyti: buitinio ir geriamojo vandens rezervuarams - 3 mg/l; kultūrinio ir buitinio vandens rezervuarams - 6 mg/l. Atitinkamai galime įvertinti didžiausias leistinas BDS5 vertes tiems patiems rezervuarams, lygias maždaug 2 mg/l ir 4 mg/l.

11. Biogeniniai elementai

Biogeniniai elementai (biogenai) tradiciškai laikomi elementais, kurie dideliais kiekiais yra įtraukti į gyvų organizmų sudėtį. Elementų, priskiriamų prie biogeninių, spektras gana platus: azotas, fosforas, siera, geležis, kalcis, magnis, kalis ir kt.
Vandens kokybės kontrolės ir vandens telkinių aplinkosauginio vertinimo klausimai įvedė platesnę maistinių medžiagų sąvoką: jie apima junginius (tiksliau vandens komponentus), kurie, pirma, yra gyvybinės veiklos produktai. įvairūs organizmai ir, antra, yra " Statybinė medžiaga"gyviems organizmams. Visų pirma, tai yra azoto junginiai (nitratai, nitritai, organiniai ir neorganiniai amonio junginiai), taip pat fosforas (ortofosfatai, polifosfatai, organiniai fosforo rūgšties esteriai ir kt.). Šiuo atžvilgiu sieros junginiai mus mažiau domina, nes sulfatus laikėme mineralinės vandens sudėties komponentu, o sulfidai ir hidrosulfitai, jei jų yra natūraliuose vandenyse, yra labai mažos koncentracijos ir gali būti aptinkami pagal kvapą.

11.1. Nitratai
Nitratai yra azoto rūgšties druskos ir dažniausiai randami vandenyje. Nitrato anijone yra azoto atomas, kurio maksimali oksidacijos būsena yra „+5“. Nitratus formuojančios (nitratus fiksuojančios) bakterijos aerobinėmis sąlygomis nitritus paverčia nitratais. Saulės spinduliuotės įtakoje atmosferos azotas (N2) taip pat daugiausia paverčiamas nitratais, susidarant azoto oksidams. Daugelyje mineralinių trąšų yra nitratų, kurie, per daug ar neracionaliai tręšiant dirvą, užteršia vandens telkinius. Nitratų taršos šaltiniai taip pat yra paviršinis nuotėkis iš ganyklų, gyvulių kiemų, pieno ūkių ir kt.
Padidėjęs nitratų kiekis vandenyje gali būti rezervuaro užterštumo rodiklis dėl išmatų ar cheminės taršos (žemės ūkio, pramonės) plitimo. Grioviai, kuriuose gausu nitratinio vandens, pablogina vandens kokybę telkinyje, skatina masinį vandens augalijos (pirmiausia melsvadumblių) vystymąsi ir spartina telkinių eutrofikaciją. Geriamasis vanduo ir maistas, kuriame yra daug nitratų, taip pat gali sukelti ligas, ypač kūdikiams (vadinamąją methemoglobinemiją). Dėl šio sutrikimo pablogėja deguonies transportavimas su kraujo kūneliais ir atsiranda „mėlynojo kūdikio“ sindromas (hipoksija). Tuo pačiu metu augalai nėra tokie jautrūs azoto kiekio padidėjimui vandenyje kaip fosforas.

11.2. Fosfatai ir bendras fosforas
Natūraliuose vandenyse ir nuotekose gali būti fosforo skirtingi tipai. Ištirpusioje būsenoje (kartais sakoma - analizuojamo vandens skystoje fazėje) jis gali būti ortofosforo rūgšties (H3P04) ir jos anijonų (H2P04-, HP042-, P043-) pavidalu, meta- , piro- ir polifosfatai (šios medžiagos naudojamos Siekiant išvengti nuosėdų susidarymo, jos taip pat įtrauktos į ploviklius). Be to, yra įvairių organinių fosforo junginių – nukleorūgščių, nukleoproteinų, fosfolipidų ir kt., kurių gali būti ir vandenyje, būdami gyvybinės veiklos ar organizmų skilimo produktai. Organiniai fosforo junginiai taip pat apima kai kuriuos pesticidus.
Fosforas taip pat gali būti neištirpęs (vandens kietoje fazėje), esantis mažai tirpių fosfatų, suspenduotų vandenyje, pavidalu, įskaitant natūralius mineralus, baltymus, organinius fosforo turinčius junginius, negyvų organizmų liekanas ir tt Fosforas kietoje fazėje natūraliuose rezervuaruose dažniausiai randama dugno nuosėdose, tačiau gali būti dideliais kiekiais ir nuotekose bei užterštuose natūraliuose vandenyse.
Fosforas yra būtinas gyvybės elementas, tačiau jo perteklius lemia greitesnę vandens telkinių eutrofikaciją. Dideli kiekiai fosforo gali patekti į vandens telkinius dėl natūralių ir antropogeninių procesų – paviršinio dirvožemio erozijos, netinkamo ar per didelio mineralinių trąšų naudojimo ir kt.
Didžiausia leistina polifosfatų (tripolifosfato ir heksametafosfato) koncentracija rezervuarų vandens telkiniuose yra 3,5 mg/l pagal ortofosfato anijoną PO43-, ribinis kenksmingumo rodiklis yra organoleptinis.

11.3. Amonio

Amonio junginiuose yra azoto atomas, kurio minimali oksidacijos būsena yra „-3“.
Amonio katijonai yra gyvūninės ir augalinės kilmės baltymų mikrobiologinio skilimo produktas. Taip susidaręs amonis vėl dalyvauja baltymų sintezės procese, tokiu būdu dalyvaujant biologinėje medžiagų cirkuliacijoje (azoto cikle). Dėl šios priežasties natūraliuose vandenyse amonio ir jo junginių paprastai yra nedidelėmis koncentracijomis.
Yra du pagrindiniai aplinkos taršos amonio junginiais šaltiniai. Amonio junginių dideliais kiekiais randama mineralinėse ir organinėse trąšose, kurių perteklius ir netinkamas naudojimas atitinkamai užteršia vandens telkinius. Be to, nuotekose (išmatose) dideli kiekiai yra amonio junginių. Netinkamai pašalintos nuotekos gali prasiskverbti į gruntinius vandenis arba būti išplautos paviršinio nuotėkio į vandens telkinius. Ganyklų ir gyvulininkystės plotų drenuose, gyvulininkystės kompleksų nuotekose, taip pat buitinėse ir fekalinėse nuotekose visada yra daug amonio junginių. Pavojingas gruntinio vandens užterštumas buitinėmis fekalinėmis ir buitinėmis nuotekomis atsiranda, kai nuotekų sistemoje yra sumažintas slėgis. Dėl šių priežasčių padidėjęs amoniakinio azoto kiekis paviršiniuose vandenyse dažniausiai yra buitinės išmatos taršos požymis.
Didžiausia leistina amoniako ir amonio jonų koncentracija rezervuarų vandenyje yra 2,6 mg/l (arba 2,0 mg/l amonio azoto). Ribojantis kenksmingumo rodiklis yra bendrasis sanitarinis.

11.4. Nitritai

Nitritai vadinami azoto rūgšties druskomis.
Nitritų anijonai yra tarpiniai azoto turinčių organinių junginių biologinio skilimo produktai ir turi azoto atomų, kurių oksidacijos būsena yra „+3“. Nitrifikuojančios bakterijos aerobinėmis sąlygomis amonio junginius paverčia nitritais. Kai kurios bakterijų rūšys savo gyvavimo metu taip pat gali paversti nitratus į nitritus, tačiau tai įvyksta jau anaerobinėmis sąlygomis. Nitritai dažnai naudojami pramonėje kaip korozijos inhibitoriai, o maisto pramonėje – kaip konservantai.
Dėl gebėjimo virsti nitratais nitritų paviršiniuose vandenyse paprastai nėra. Todėl padidėjęs nitritų kiekis tiriamame vandenyje rodo, kad vanduo yra užterštas, atsižvelgiant į tai, kad azoto junginiai iš dalies transformavosi iš vienos formos į kitą.
Didžiausia leistina nitritų koncentracija (pagal NO2-) telkinių vandens telkiniuose – 3,3 mg/l (arba 1 mg/l nitrito azoto), ribinis kenksmingumo rodiklis – sanitarinis-toksikologinis.

12. Fluoras (fluoridai)

Fluoras fluoridų pavidalu gali būti natūraliuose ir požeminiuose vandenyse, nes jis yra kai kurių dirvožemį formuojančių (pagrindinių) uolienų ir mineralų sudėtyje. Šio elemento galima dėti į geriamąjį vandenį, kad būtų išvengta ėduonies. Tačiau fluoro perteklius turi žalingą poveikį žmonėms ir sukelia dantų emalio sunaikinimą. Be to, fluoro perteklius organizme nusodina kalcį, todėl sutrinka kalcio ir fosforo apykaita. Dėl šių priežasčių labai svarbus fluoro nustatymas geriamajame vandenyje, taip pat požeminiame vandenyje (pavyzdžiui, šulinių ir artezinių gręžinių vandenyje) bei geriamojo vandens telkinių vandenyje.
Didžiausia leistina fluoro koncentracija geriamajame vandenyje įvairiuose klimato regionuose svyruoja nuo 0,7–1,5 mg/l, ribinis pavojaus rodiklis yra sanitariškai toksiškas.

13. Metalai

13.1. Viso geležies

Geležis yra vienas iš labiausiai paplitusių gamtos elementų. Jo turinys yra Žemės pluta yra apie 4,7 % masės, todėl geležis, jos gausos gamtoje požiūriu, dažniausiai vadinama makroelementu.
Yra žinoma daugiau nei 300 mineralų, kuriuose yra geležies junginių. Tarp jų yra magnetinė geležies rūda α-FeO(OH), rudoji geležies rūda Fe3O4x H2O, hematitas (raudonoji geležies rūda), hemitas (rudoji geležies rūda), hidrogoetitas, sideritas FeCO3, magnetinis piritas FeSx, (x = 1-1,4), feromangano mazgeliai ir kt.. Geležis taip pat yra gyvybiškai svarbus mikroelementas gyviems organizmams ir augalams, t.y. gyvybei reikalingas elementas nedideliais kiekiais.
Beveik visuose gamtiniuose vandenyse geležies visada randama mažomis koncentracijomis (iki 1 mg/l, o didžiausia leistina koncentracija geležies kiekiui – 0,3 mg/l) ir ypač nuotekose. Į pastarąsias geležies gali patekti iš ėsdinimo ir cinkavimo cechų atliekų (nuotekų), metalinių paviršių paruošimo zonų, tekstilės dažymo nuotekų ir kt.
Geležis sudaro 2 tipų tirpias druskas, sudarydama katijonus Fe2+ ir Fe3+, tačiau tirpale geležies galima rasti ir daugeliu kitų formų, ypač:
1) tikrų tirpalų (vandens kompleksų) 2+, turinčių geležies (II), pavidalu. Ore geležis (II) greitai oksiduojasi iki geležies (III), kurios tirpalai dėl greito hidrokso junginių susidarymo yra rudos spalvos (patys Fe2+ ir Fe3+ tirpalai yra praktiškai bespalviai);
2) koloidinių tirpalų pavidalu dėl geležies hidroksido peptizacijos (agreguotų dalelių skilimo), veikiant organiniams junginiams;
3) kompleksinių junginių su organiniais ir neorganiniais ligandais pavidalu. Tai karbonilai, areno kompleksai (su naftos produktais ir kitais angliavandeniliais), 4-heksacianoferatai ir kt.
Netirpioje geležies formoje gali būti įvairių kietų mineralinių dalelių, įvairios sudėties, suspenduotų vandenyje.
Esant pH>3,5, geležis (III) vandeniniame tirpale egzistuoja tik komplekso pavidalu, kuris palaipsniui virsta hidroksidu. Esant pH > 8, geležis (I) taip pat egzistuoja vandens komplekso pavidalu, oksiduojantis geležies (I) susidarymo stadijoje:

Fe (II) >Fe (III) >FeO (OH) x H2O

Taigi, kadangi geležies junginiai vandenyje gali egzistuoti įvairių formų, tiek tirpale, tiek suspenduotose dalelėse, tikslius rezultatus galima gauti tik nustačius visų formų bendrą geležies kiekį, vadinamąją „bendrąją geležį“.
Atskirai nustačius geležį (II) ir (III), jų netirpias ir tirpias formas, gaunami mažiau patikimi vandens užterštumo geležies junginiais rezultatai, nors kartais prireikia nustatyti atskirų geležies formų.
Geležis perkeliama į tirpią formą, tinkamą analizei, į mėginį įdedant tam tikrą kiekį stiprios rūgšties (azoto, druskos, sieros), kad pH būtų 1-2.
Nustatytų geležies koncentracijų diapazonas vandenyje yra nuo 0,1 iki 1,5 mg/l. Taip pat galima nustatyti geležies koncentraciją, didesnę nei 1,5 mg/l, tinkamai atskiedus mėginį švariu vandeniu.

Didžiausia leistina bendros geležies koncentracija rezervuarų vandenyje – 0,3 mg/l, ribinis kenksmingumo rodiklis.- organoleptiniai.

13.2. Sunkiųjų metalų kiekis
Kalbant apie padidėjusią metalų koncentraciją vandenyje, paprastai jie reiškia jo užterštumą sunkiaisiais metalais (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg ir kt.). Sunkieji metalai, patenkantys į vandenį, gali egzistuoti tirpių toksiškų druskų ir kompleksinių junginių (kartais labai stabilių), koloidinių dalelių, nuosėdų (laisvųjų metalų, oksidų, hidroksidų ir kt.) pavidalu. Pagrindiniai vandens taršos sunkiaisiais metalais šaltiniai yra galvanizavimo pramonė, kasyba, juodosios ir spalvotosios metalurgijos įmonės, inžinerinės gamyklos ir kt. Sunkieji metalai rezervuare sukelia daugybę neigiamų pasekmių: patenka į mitybos grandines ir pažeidžia biologinių audinių elementinę sudėtį, todėl jie daro tiesioginį arba netiesioginį toksinį poveikį vandens organizmams. Sunkieji metalai į žmogaus organizmą patenka per maisto grandines.
Sunkieji metalai pagal savo biologinio poveikio pobūdį gali būti skirstomi į toksiškus ir mikroelementus, kurie iš esmės turi skirtingas charakteris poveikis gyviems organizmams. Elemento poveikio organizmams pobūdis, priklausomai nuo jo koncentracijos vandenyje (taigi, kaip taisyklė, kūno audiniuose), parodytas Fig. 10.

Kaip matyti iš fig. 10, toksinės medžiagos neigiamai veikia organizmus esant bet kokiai koncentracijai, o mikroelementai turi trūkumo sritį, sukeliančią neigiamą poveikį (mažiau nei Ci), ir gyvybei būtinų koncentracijų sritį, viršijus vėl atsiranda neigiamas poveikis (daugiau nei C2). Tipiškos toksinės medžiagos yra kadmis, švinas, gyvsidabris; mikroelementai - manganas, varis, kobaltas.
Žemiau pateikiame trumpą informaciją apie kai kurių metalų, dažniausiai klasifikuojamų kaip sunkieji, fiziologinę (taip pat ir toksinę) informaciją.

Varis. Varis yra mikroelementas, randamas žmogaus organizme daugiausia sudėtingų organinių junginių pavidalu ir vaidina svarbų vaidmenį kraujodaros procesuose. Cu2+ katijonų reakcija su fermentų SH grupėmis turi lemiamą reikšmę žalingam vario pertekliaus poveikiui. Vario kiekio serume ir odoje pokyčiai sukelia odos depigmentacijos (vitiligo) reiškinį. Apsinuodijus vario junginiais gali sutrikti nervų sistemos veikla, sutrikti kepenų ir inkstų veikla ir kt. Didžiausia leistina vario koncentracija buities, geriamojo ir kultūros rezervuarų vandenyje yra 1,0 mg/l, ribinis rodiklis kenksmingumas yra organoleptinis.

Cinkas. Cinkas yra mikroelementas ir yra įtrauktas į kai kuriuos fermentus. Jo yra kraujyje (0,5-0,6), minkštuosiuose audiniuose (0,7-5,4), kauluose (10-18), plaukuose (16-22 mg%), (mažų koncentracijų matavimo vienetas, 1 mg%=10-3 ), t. y. daugiausia kauluose ir plaukuose. Kūne yra dinaminė pusiausvyra, kuri keičiasi esant padidėjusiai koncentracijai aplinkoje. Neigiamas cinko junginių poveikis gali pasireikšti organizmo nusilpimu, padidėjusiu sergamumu, astmą primenančiais reiškiniais ir kt. Didžiausia leistina cinko koncentracija vandens telkiniuose – 1,0 mg/l, ribinis kenksmingumo rodiklis – bendras sanitarinis.

kadmis. Kadmio junginiai yra labai nuodingi. Veikia daugelį organizmo sistemų – kvėpavimo ir virškinimo trakto, centrinė ir periferinė nervų sistema. Kadmio junginių veikimo mechanizmas – daugelio fermentų aktyvumo slopinimas, fosforo-kalcio apykaitos sutrikimas, mikroelementų (Zn, Cu, Fe, Mn, Se) apykaitos sutrikimai. Didžiausia leistina kadmio koncentracija vandens telkiniuose – 0,001 mg/l, ribinis pavojaus rodiklis – sanitarinis-toksikologinis.

Merkurijus . Gyvsidabris yra ultramikroelementas ir nuolat patenka į organizmą su maistu. Neorganiniai gyvsidabrio junginiai (pirmiausia Hg katijonai reaguoja su baltymų SH grupėmis („tiolio nuodai“), taip pat su audinių baltymų karboksilo ir amino grupėmis, sudarydami stiprius kompleksinius junginius - metaloproteinus. Dėl to atsiranda gilūs centrinės nervų sistemos disfunkcijos. atsiranda , ypač aukštesnėse jo dalyse.Iš organinių gyvsidabrio junginių svarbiausias yra metilo gyvsidabris, kuris labai gerai tirpsta lipidiniuose audiniuose ir greitai prasiskverbia į gyvybiškai svarbius organus, įskaitant smegenis.Dėl to pakitimai vyksta vegetacinėje nervų sistemoje, periferinėje nervų dariniai, širdis, kraujagyslės, hematopoetiniai organai, kepenys ir kt., organizmo imunobiologinės būklės sutrikimai. Gyvsidabrio junginiai taip pat turi embriotoksinį poveikį (nėščioms moterims pažeidžiamas vaisius). Didžiausia leistina gyvsidabrio koncentracija vandens telkiniuose – 0,0005 mg/l, ribinis kenksmingumo rodiklis – sanitarinis-toksikologinis.

Vadovauti. Švino junginiai – tai nuodai, kurie veikia visus gyvus dalykus, tačiau sukelia pokyčius ypač nervų sistemoje, kraujyje ir kraujagyslėse. Slopina daugelį fermentinių procesų. Vaikai yra jautresni švino junginių poveikiui nei suaugusieji. Jie turi embriotoksinį ir teratogeninį poveikį, sukelia encefalopatiją ir kepenų pažeidimus, slopina imuninę sistemą. Organiniai švino junginiai (tetrametilšvinas, tetraetilšvinas) yra stiprūs nervų nuodai, lakūs skysčiai. Jie yra aktyvūs inhibitoriai medžiagų apykaitos procesai. Visiems švino junginiams būdingas kumuliacinis poveikis. Didžiausia leistina švino koncentracija rezervuarų vandenyje – 0,03 mg/l, ribinis rodiklis – sanitarinis-toksikologinis.
Apytikslė didžiausia leistina metalų kiekio vandenyje vertė yra 0,001 mmol/l (GOST 24902). Vandens MPC vertės atskirų metalų rezervuaruose buvo pateiktos anksčiau, aprašant jų fiziologinį poveikį.

14. Aktyvus chloras

Chloras gali egzistuoti vandenyje ne tik kaip chloridai, bet ir kaip dalis kitų junginių, turinčių stiprių oksiduojančių savybių. Šie chloro junginiai apima laisvąjį chlorą (CL2), hapochlorito anijoną (ClO-), hipochloro rūgštį (HClO), chloraminus (medžiagas, kurios, ištirpusios vandenyje, sudaro monochloraminą NH2Cl, dichloraminą NHCl2, trichloraminą NCl3). Bendras šių junginių kiekis vadinamas „aktyviuoju chloru“.
Medžiagos, kurių sudėtyje yra aktyvaus chloro, skirstomos į dvi grupes: stiprūs oksidatoriai – chloras, hipochloritai ir hipochlorinė rūgštis – turi vadinamojo „laisvojo aktyvaus chloro“, o santykinai silpnesniuose oksidatoriuose – chloraminus – „surištą aktyvų chlorą“. Dėl stiprių oksidacinių savybių junginiai, kurių sudėtyje yra aktyvaus chloro, naudojami geriamojo vandens ir baseinų vandens dezinfekcijai (dezinfekcijai), taip pat kai kurių nuotekų cheminiam valymui. Be to, kai kurie junginiai, kurių sudėtyje yra aktyvaus chloro (pavyzdžiui, baliklis), yra plačiai naudojami infekcinių teršalų židiniams pašalinti.
Labiausiai geriamojo vandens dezinfekcijai naudojamas laisvasis chloras, kuris, ištirpęs vandenyje, yra neproporcingas reakcijai:

Cl2+H2O=H++Cl-+HOСl

Aktyvus chloras neleidžiamas natūraliame vandenyje; geriamajame vandenyje jo kiekis chloro atžvilgiu nustatytas 0,3-0,5 mg/l laisvoje formoje ir 0,8-1,2 mg/l surištoje formoje (šiuo atveju aktyviųjų medžiagų koncentracijų diapazonas duodamas chloras , nes esant mažesnėms koncentracijoms galima nepalanki situacija mikrobiologiniams rodikliams, o esant didesnėms koncentracijoms gali būti tiesiogiai aktyvaus chloro perteklius.). Aktyvusis chloras nurodytomis koncentracijomis geriamajame vandenyje būna trumpai (ne ilgiau kaip kelias dešimtis minučių) ir visiškai pašalinamas net ir trumpai užvirinus vandenį. Dėl šios priežasties paimtame mėginyje reikia nedelsiant ištirti aktyvaus chloro kiekį.
Susidomėjimas kontroliuoti chloro kiekį vandenyje, ypač geriamajame, išaugo suvokus, kad chloruojant vandenį susidaro pastebimi chloruotų angliavandenilių kiekiai, kurie kenkia visuomenės sveikatai. Ypatingą pavojų kelia fenoliu užteršto geriamojo vandens chlorinimas. Didžiausia leistina fenolių koncentracija geriamajame vandenyje, kai geriamasis vanduo nechloruojamas, yra 0,1 mg/l, o chloravimo sąlygomis (tokiu atveju susidaro daug toksiškesni ir stipraus būdingo kvapo chlorfenoliai) - 0,001 mg/l. Panašus cheminės reakcijos gali atsirasti dalyvaujant natūralios ar technogeninės kilmės organiniams junginiams, dėl kurių susidaro įvairūs toksiški organiniai chloro junginiai – ksenobiotikai.
Ribinis aktyvaus chloro kenksmingumo rodiklis yra bendrasis sanitarinis.

15. Integruotas ir visapusiškas vandens kokybės vertinimas

Kiekvienas vandens kokybės rodiklis atskirai, nors ir neša informaciją apie vandens kokybę, vis tiek negali būti vandens kokybės matas, nes neleidžia spręsti apie kitų rodiklių reikšmes, nors kartais tai netiesiogiai siejama su kai kuriais iš jų. Pavyzdžiui, padidėjusi BDS5 vertė, palyginti su norma, netiesiogiai rodo padidintas turinys vandenyje lengvai oksiduojasi organinės medžiagos, padidėjusi elektrinio laidumo reikšmė rodo padidėjusį druskos kiekį ir pan. Tuo pačiu vandens kokybės vertinimo rezultatas turėtų būti kai kurie vientisieji rodikliai, kurie apimtų pagrindinius vandens kokybės rodiklius (ar tuos iš jų). dėl kurių užfiksuojama bėda).
Paprasčiausiu atveju, jei yra kelių vertinamų rodiklių rezultatai, galima apskaičiuoti nurodytų komponentų koncentracijų sumą, t.y. jų faktinių koncentracijų santykis su MPC (sumavimo taisyklė). Vandens kokybės kriterijus naudojant sumavimo taisyklę yra nelygybės įvykdymas:

Pažymėtina, kad nurodytų koncentracijų suma pagal GOST 2874 gali būti apskaičiuojama tik cheminėms medžiagoms, turinčioms tą patį ribojantį kenksmingumo rodiklį - organoleptinį ir sanitarinį-toksikologinį.
Jei turimi pakankamo skaičiaus rodiklių analizės rezultatai, galima nustatyti vandens kokybės klases, kurios yra neatsiejama paviršinio vandens taršos charakteristika. Kokybės klasės nustatomos pagal vandens užterštumo indeksą (WPI), kuris apskaičiuojamas kaip 6 pagrindinių vandens kokybės rodiklių faktinių verčių suma, sumažinta iki didžiausios leistinos koncentracijos pagal formulę:

WPI reikšmė apskaičiuojama kiekvienam mėginių ėmimo taškui (vietovei). Toliau pagal lentelę. 14, priklausomai nuo WPI reikšmės, nustatoma vandens kokybės klasė.

Integruoto vandens kokybės vertinimo charakteristikos

Apskaičiuojant WPI į 6 pagrindinius, vadinamuosius „ribotus“ rodiklius, be abejo, įeina ištirpusio deguonies koncentracija ir BDS5 vertė, taip pat dar 4 rodiklių, kurie yra nepalankiausi tam tikram rezervuarui, reikšmės ( vandens) arba kurių sumažintos vertės yra didžiausios.koncentracijos (Ci/MPCi santykis). Tokie rodikliai, remiantis vandens telkinių hidrocheminio monitoringo patirtimi, dažnai yra šie: nitratų, nitritų, amonio azoto (organinių ir neorganinių amonio junginių pavidalu), sunkiųjų metalų – vario, mangano, kadmio ir kt. ., fenoliai, pesticidai, naftos produktai, aktyviosios paviršiaus medžiagos ( Paviršinio aktyvumo medžiagos yra sintetinės aktyviosios paviršiaus medžiagos. Yra nejoninių, taip pat katijoninių ir anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų), lignosulfonatai. Apskaičiuojant WPI, rodikliai parenkami neatsižvelgiant į ribinį kenksmingumo požymį, tačiau, jei nurodytos koncentracijos yra lygios, pirmenybė teikiama medžiagoms, kurios turi sanitarinį-toksikologinį kenksmingumo požymį (paprastai tokios medžiagos yra santykinai kenksmingesnės). .

Akivaizdu, kad ne visus išvardintus vandens kokybės rodiklius galima nustatyti lauko metodais. Integruoto vertinimo užduotis dar labiau apsunkina tai, kad norint gauti duomenis WPI skaičiuoti, būtina atlikti įvairiausių rodiklių analizę, iš jų išskiriant tuos, kuriems stebimos didžiausios sumažintos koncentracijos. . Jei neįmanoma atlikti rezervuaro hidrocheminio tyrimo naudojant visus dominančius rodiklius, patartina nustatyti, kurie komponentai gali būti teršalai. Tai daroma remiantis turimų pastarųjų metų hidrocheminių tyrimų rezultatų analize, taip pat informacija ir prielaidomis apie galimus vandens taršos šaltinius. Jei šio komponento analizės atlikti naudojant lauko metodus (paviršinio aktyvumo medžiagas, pesticidus, naftos produktus ir kt.) neįmanoma, reikia paimti mėginius ir juos konservuoti laikantis reikiamų sąlygų (žr. 5 skyrių), o tada mėginius reikia ištirti. pristatomi per reikiamą laikotarpį analizei atlikti į laboratoriją.

Taigi kompleksinio vandens kokybės vertinimo uždaviniai praktiškai sutampa su hidrocheminio monitoringo uždaviniais, nes Norint padaryti galutinę išvadą apie vandens kokybės klasę, reikalingi daugelio rodiklių analizės rezultatai per ilgą laikotarpį.

Įdomus vandens kokybės vertinimo metodas sukurtas JAV. 1970 m. šios šalies Nacionalinis sanitarijos fondas sukūrė standartinį apibendrintą vandens kokybės rodiklį (WQI), kuris plačiai paplito Amerikoje ir kai kuriose kitose šalyse. Kuriant PKV buvo naudojami ekspertų vertinimai, pagrįsti didele patirtimi vertinant vandens kokybę, kai jis naudojamas buitiniam ir pramoniniam vandens vartojimui, vandens pramogoms (plaukiojimas ir vandens pramogos, žvejyba), vandens gyvūnų ir žuvų apsauga, žemės ūkis (laistymas, drėkinimas). ), komerciniam naudojimui (laivyba, hidroenergija, šiluminė energija) ir kt. PQV yra bematė reikšmė, kurios reikšmės gali būti nuo 0 iki 100. Priklausomai nuo PQW vertės, galimi šie vandens kokybės vertinimai: 100-90 - puikus; 90-70 - geras; 70-50 - vidutinis; 50-25 - blogai; 25-0 yra labai blogai. Nustatyta, kad minimali PQV vertė, kuriai esant tenkinama dauguma valstybinių vandens kokybės standartų, yra 50-58. Tačiau vandens rezervuare PCV vertė gali būti didesnė nei nurodyta ir tuo pačiu neatitikti jokių atskirų rodiklių standartų.

PCI apskaičiuojamas remiantis 9 svarbiausių vandens charakteristikų – privačių rodiklių nustatymo rezultatais ir kiekvienas iš jų turi savo prioritetą apibūdinantį svorio koeficientą. šis rodiklis vertinant vandens kokybę. Konkretūs vandens kokybės rodikliai, naudojami skaičiuojant PQI, ir jų svoriniai koeficientai pateikti lentelėje. 15.

Rodiklių svoriniai koeficientai skaičiuojant PCV pagal JAV nacionalinį sanitarijos fondą

Kaip matyti iš pateiktų lentelėje. 15 duomenimis, reikšmingiausi rodikliai yra ištirpęs deguonis ir E. coli skaičius, o tai visai suprantama, jei prisimintume svarbiausią ekologinį vandenyje ištirpusio deguonies vaidmenį ir pavojų žmogui, kurį sukelia kontaktas su išmatomis užterštu vandeniu.

Be svertinių koeficientų, turinčių pastovią vertę, kiekvienam atskiram rodikliui sukurtos svorio kreivės, apibūdinančios vandens kokybės lygį (Q) kiekvienam rodikliui, priklausomai nuo jo faktinės vertės, nustatytos analizės metu. Svorio kreivių diagramos parodytos fig. 11. Turint konkrečių rodiklių analizės rezultatus, kiekvieno iš jų vertinimo skaitinės reikšmės nustatomos naudojant svorio kreives. Pastarieji dauginami iš atitinkamo svertinio koeficiento ir kiekvienam iš rodiklių gaunamas kokybės įvertinimas. Susumavus visų apibrėžtų rodiklių įverčius, gaunama apibendrinto PCI reikšmė.

Apibendrintas PQI iš esmės pašalina kompleksinio vandens kokybės įvertinimo skaičiuojant WPI trūkumus, nes yra specifinių prioritetinių rodiklių grupė, kuri apima ir mikrobinio užterštumo rodiklį.
Vertinant vandens kokybę, be kompleksinio vertinimo, dėl kurio nustatoma vandens kokybės klasė, taip pat hidrobiologinio įvertinimo bioindikaciniais metodais, dėl kurių nustatoma grynumo klasė, kartais taip pat yra -vadinamas kompleksinis vertinimas, kurio pagrindas – biotestavimo metodai.

Pastarieji taip pat susiję su hidrobiologiniais metodais, tačiau skiriasi tuo, kad leidžia nustatyti vandens biotos reakciją į taršą naudojant įvairius tiriamuosius organizmus – tiek pirmuonius (blakstienas, dafnijas), tiek aukštesniuosius – žuvis (gupija). Ši reakcija kartais laikoma labiausiai orientacine, ypač vertinant užteršto vandens (gamtinio ir atliekų) kokybę ir leidžia net kiekybiškai nustatyti atskirų junginių koncentracijas.

Geriamojo vandens nekenksmingumą cheminės sudėties požiūriu lemia jo atitiktis šiems standartams:

Žalingų medžiagų, kurių gali būti geriamajame vandenyje, sąrašas, jų šaltiniai ir poveikio žmogaus organizmui pobūdis.

Vandens mėginių ėmimas ir išsaugojimas

Mėginių ėmimas – operacija, kurio teisingas įgyvendinimas daugiausia lemia gautų rezultatų tikslumą. Mėginių ėmimas atliekant lauko tyrimus turi būti suplanuotas, nurodant mėginių ėmimo vietas ir gylius, nustatytinų rodiklių sąrašą, analizei paimto vandens kiekį ir mėginių išsaugojimo tolesnei analizei metodų suderinamumą. Dažniausiai iš rezervuaro imami vadinamieji vienkartiniai mėginiai. Tačiau tiriant rezervuarą gali prireikti periodiškai ir reguliariai paimti mėginius – iš paviršinio, giluminio, dugno vandens sluoksnių ir kt. Mėginius taip pat galima imti iš požeminių šaltinių, vandens vamzdžių ir kt. Vandens sudėties vidurkius pateikia mišrūs mėginiai.
Normatyviniuose dokumentuose (GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2 ir kt.) apibrėžiamos pagrindinės taisyklės ir rekomendacijos, kurios turėtų būti taikomos norint gauti reprezentatyvius10 pavyzdžių. Skirtingi rezervuarų tipai (vandens šaltiniai) kiekvienu atveju lemia kai kurias mėginių ėmimo ypatybes. Pažvelkime į pagrindinius.
Mėginiai iš upių ir upelių parenkami siekiant nustatyti upės baseino vandens kokybę, vandens tinkamumą maistui, drėkinimui, gyvulių girdymui, žuvininkystei, maudymuisi ir vandens sportui bei taršos šaltiniams nustatyti.
Norint nustatyti nuotekų išleidimo vietos ir intakų vandenų įtaką, mėginiai imami prieš srovę ir toje vietoje, kur visiškai susimaišė vandenys. Reikia nepamiršti, kad upės tėkmėje teršalai gali pasiskirstyti netolygiai, todėl mėginiai dažniausiai imami tose vietose, kur tėkmė yra srauniausia, kur srautai gerai susimaišę. Mėginių imtuvai dedami pasroviui nuo upelio, išdėstyti norimame gylyje.
Mėginiai iš natūralių ir dirbtinių ežerų (tvenkinių)) imami tais pačiais tikslais, kaip ir vandens mėginiai iš upių. Tačiau, atsižvelgiant į ežerų egzistavimą ilgą laiką, vandens kokybės stebėjimas ilgą laiką (kelerius metus), taip pat ir žmonėms skirtose vietose, taip pat antropogeninės vandens taršos pasekmių nustatymas (jo sudėties ir savybių stebėjimas). į priekį. Mėginių ėmimas iš ežerų turi būti kruopščiai suplanuotas, kad būtų gauta informacija, kuriai būtų galima taikyti statistinį vertinimą. Mažo srauto rezervuarai turi didelį vandens nevienalytiškumą horizontalia kryptimi. Ežerų vandens kokybė dažnai labai skiriasi gylyje dėl terminės stratifikacijos, kurią sukelia fotosintezė paviršiaus zonoje, vandens įkaitimas, dugno nuosėdų įtaka ir kt. Dideliuose, giliuose rezervuaruose gali atsirasti ir vidinė cirkuliacija.
Pažymėtina, kad vandens kokybė rezervuaruose (tiek ežeruose, tiek upėse) yra cikliška, stebimas kasdienis ir sezoninis cikliškumas. Dėl šios priežasties kasdieniai mėginiai turėtų būti renkami tuo pačiu paros metu (pavyzdžiui, 12 val.), o sezoninių tyrimų trukmė turi būti ne trumpesnė kaip 1 metai, įskaitant ir serijinių mėginių, paimtų per kiekvieną sezoną, tyrimus. Tai ypač svarbu nustatant vandens kokybę upėse, kurių režimas smarkiai skiriasi – žemas vanduo ir potvynis.
Šlapių nuosėdų mėginiai (lietaus ir sniego) itin jautrus užterštumui, kuris gali atsirasti mėginyje naudojant nepakankamai švarius indus, pašalinių (ne atmosferinės kilmės) dalelių patekimui į vidų ir pan. Manoma, kad šlapių kritulių mėginių negalima imti šalia didelės atmosferos taršos šaltinių – pavyzdžiui, katilinės ar šiluminės elektrinės, atvirų sandėlių medžiagos ir trąšos, transporto mazgai ir kt. Tokiais atvejais nuosėdų mėginiui didelę įtaką turės nurodyti vietiniai antropogeninės taršos šaltiniai.
Nuosėdų mėginiai renkami į specialius konteinerius, pagamintus iš neutralių medžiagų. Lietaus vanduo piltuvu (mažiausiai 20 cm skersmens) surenkamas į matavimo cilindrą (arba tiesiai į kibirą) ir laikomas iki analizės.
Sniego mėginių ėmimas dažniausiai atliekamas perpjaunant kernus iki galo (iki žemės), patartina tai daryti pasibaigus gausaus snigimo laikotarpiui (kovo pradžioje). Sniego, paversto vandeniu, tūrį taip pat galima apskaičiuoti naudojant aukščiau pateiktą formulę, kur D yra šerdies skersmuo.
Požeminio vandens mėginiai parenkami nustatyti požeminio vandens tinkamumą geriamojo vandens šaltiniui, techniniams ar žemės ūkio tikslams, nustatyti potencialiai pavojingų ūkio objektų įtaką požeminio vandens kokybei, atliekant požeminio vandens teršalų monitoringą.
Gruntinis vanduo tiriamas imant mėginius iš artezinių šulinių, šulinių ir šaltinių. Reikėtų nepamiršti, kad vandens kokybė skirtinguose vandeninguose sluoksniuose gali labai skirtis, todėl imant požeminio vandens mėginį atsižvelgiama į horizonto, iš kurio buvo paimtas mėginys, gylį, galimus požeminių srautų gradientus, informaciją apie vandens sudėtį. požeminės uolos, per kurias eina horizontas, turėtų būti įvertintos turimais metodais. Kadangi mėginių ėmimo vietoje gali susidaryti įvairių priemaišų koncentracija, kuri skiriasi nuo viso vandeningojo sluoksnio, reikia iš gręžinio (arba iš šaltinio, darančio jame įdubą) išsiurbti vandens tiek, kiek pakaktų vandeniui atsinaujinti. šulinyje, vandentiekio sistemoje, įduboje ir kt.
Vandens mėginiai iš vandentiekio tinklų yra atrenkami siekiant nustatyti bendras lygis vandens iš čiaupo kokybė, skirstymo sistemos užterštumo priežasčių paieška, galimo geriamojo vandens užterštumo korozijos produktais laipsnio stebėjimas ir kt.
Norėdami gauti reprezentatyvius mėginius, renkant vandenį iš vandentiekio tinklų, stebėkite laikantis taisyklių;
- mėginių ėmimas atliekamas nuleidus vandenį 10-15 minučių - paprastai užtenka laiko atnaujinti vandenį susikaupusiais teršalais;
— ėminiams imti nenaudojami vandentiekio tinklų galiniai ruožai, taip pat ruožai su mažo skersmens vamzdžiais (mažiau nei 1,2 cm);
- mėginiams imti, kai tik įmanoma, naudokite turbulentinės srovės vietas - čiaupus prie vožtuvų, posūkius;
— imant mėginius vanduo turi lėtai tekėti į mėginių ėmimo indą, kol išsipildys.
Mėginių ėmimas vandens sudėčiai (bet ne kokybei!) nustatyti taip pat atliekamas tiriant nuotekas, vandenį ir garą iš katilinių ir kt. Toks darbas, kaip taisyklė, turi technologinį tikslą ir reikalauja specialaus personalo mokymo bei papildomų reikalavimų laikymosi. saugumo taisyklės. Lauko metodus šiais atvejais specialistai gali panaudoti gana (dažnai labai efektyviai), tačiau dėl minėtų priežasčių jų nerekomenduosime švietimo įstaigų, gyventojų ir visuomenės darbui, neaprašysime atitinkamos atrankos. technikos.
Imant mėginius reikėtų atkreipti dėmesį (ir protokole įrašyti) į hidrologines ir klimatines sąlygas, kurios lydėjo mėginių ėmimą, pvz., kritulių ir jų gausumo, potvynių, vandens trūkumo ir rezervuaro sąstingio ir kt.
Vandens mėginiai analizei gali būti imami prieš pat analizę arba iš anksto. Mėginiams paimti specialistai naudoja standartinius arba ne mažesnės kaip 1 litro talpos butelius, kurie atsidaro ir užpildo reikiamu gyliu. Kadangi bet kurio rodiklio (išskyrus ištirpusį deguonį ir BDS) analizei lauko metodais paprastai pakanka 30–50 ml vandens, mėginius prieš pat analizę galima imti 250 t. talpos kolboje. -500 ml (pavyzdžiui, iš laboratorinio rinkinio, matavimo rinkinio ir pan.).
Aišku, kad mėginių ėmimo indai turi būti švarūs. Indų švara užtikrinama iš pradžių nuplaunant juos karštu muiluotu vandeniu (nenaudokite skalbimo miltelių ir chromo mišinio!), pakartotinai skalaujant švariu šiltas vanduo. Ateityje mėginių ėmimui patartina naudoti tuos pačius indus. Indai, skirti ėminiams imti, pirmiausia kruopščiai nuplaunami, mažiausiai tris kartus išskalaujami vandeniu, iš kurio imamas mėginys, ir užsandarinami stikliniais arba plastikiniais kamščiais, virinamais distiliuotame vandenyje. Tarp kamščio ir paimto mėginio inde paliekamas 5–10 ml oro. Į bendrą talpyklą analizei imamas tik tų komponentų, kurių laikymo ir laikymo sąlygos vienodos, mėginys.
Mėginių, kurie nėra skirti analizei iš karto (t. y. paimti iš anksto), mėginiai imami hermetiškai uždarytuose stikliniuose arba plastikiniuose (geriausia fluoroplastikuose) induose, kurių talpa ne mažesnė kaip 1 litras.
Norint gauti patikimus rezultatus, vandens analizę reikia atlikti kuo greičiau. Vandenyje vyksta oksidacijos-redukcijos, sorbcijos, sedimentacijos procesai, biocheminiai procesai, kuriuos sukelia gyvybinė mikroorganizmų veikla ir kt.. Dėl to kai kurie komponentai gali oksiduotis arba redukuotis: nitratai - į nitritus arba amonio jonus, sulfatai - į sulfitus. ; deguonis gali būti sunaudotas organinių medžiagų oksidacijai ir kt. Atitinkamai gali keistis ir vandens organoleptinės savybės – kvapas, skonis, spalva, drumstumas. Biocheminius procesus galima sulėtinti atšaldžius vandenį iki 4-5 °C temperatūros (šaldytuve).
Tačiau net ir žinant lauko analizės metodus, analizę atlikti iš karto po mėginių paėmimo ne visada įmanoma. Atsižvelgiant į numatomą surinktų mėginių laikymo trukmę, gali prireikti juos konservuoti. Universalaus konservanto nėra, todėl mėginiai analizei imami keliuose buteliuose. Kiekviename iš jų vanduo konservuojamas pridedant atitinkamų cheminių medžiagų, priklausomai nuo nustatomų komponentų.
Lentelėje pateikiami konservavimo būdai, mėginių ėmimo ir laikymo ypatumai. Tiriant vandenį dėl tam tikrų rodiklių (pavyzdžiui, ištirpusio deguonies, fenolių, naftos produktų), mėginių ėmimui keliami specialūs reikalavimai. Taigi, nustatant ištirpusio deguonies ir vandenilio sulfido kiekį, svarbu neįtraukti mėginio sąlyčio su atmosferos oru, todėl buteliai turi būti pripildyti naudojant sifoną – guminį vamzdelį, nuleistą į butelio dugną, užtikrinantį vandens išsiliejimą per kraštą. kai butelis persipildo. Specialios mėginių ėmimo sąlygos (jei tokios yra) išsamiai aprašytos atitinkamų tyrimų aprašyme.

Konservavimo būdai, mėginių ėmimo ir laikymo ypatumai

Reikia turėti omenyje, kad nei konservavimas, nei fiksavimas neužtikrina pastovios vandens sudėties neribotą laiką. Jie tik taupo tam tikras laikas atitinkamas komponentas vandenyje, kuris leidžia mėginius pristatyti į tyrimo vietą, pavyzdžiui, į lauko stovyklą ir, jei reikia, į specializuotą laboratoriją. Mėginių ėmimo ir analizės protokoluose turi būti nurodytos mėginių ėmimo ir analizės datos.

Panašūs straipsniai

Baisus belaisvių moterų likimas Antrojo pasaulinio karo metais

Sukilimas VDR: „marmeladas“ ir laisvė Darbininkų sukilimas VDR 1953 m.

Lenkijos kampanija (1939 m.)

Karinio jūrų laivyno taktikos struktūra ir jos sprendžiamos užduotys