В настоящее время для оценки качества воды используются различные показатели: органолептические, химические, бактериологические, биологические, гельминтологические и др.
а) Органолептические показатели . К органолептическим показателям, с помощью которых производится определение физических свойств воды, относятся: прозрачность, цветность, запах, вкус.

Прозрачность зависит от количества и состава находящихся в воде взвешенных частиц. Она может ухудшаться за счет попадания в водоемы фекально-хозяйственных и производственных сточных вод, а также дождевых и талых, которые несут с собой большое количество взвешенных частиц почвы с поверхности окружающей территории. Считают, что ухудшение прозрачности воды имеет существенное значение с эпидемиологической точки зрения, так как такая вода может стать причиной возникновения кишечных инфекций. Прозрачность воды определяется при помощи специального шрифта Снеллена, который читают через столб воды, налитой в цилиндр. Выражается в сантиметрах.

Цвет воды зависит часто от природных условий. Воды болотистого происхождения (особенно торфяных болот) имеют гамму оттенков от слабо желтого до коричневого, что зависит от содержания в ней гуминовых веществ. Коллоидные соединения железа придают воде желтовато-зеленоватое окрашивание. Микрофлора и микрофауна, особенно водоросли в период цветения, придают воде ярко-зеленый, бурый и другие окраски, Самую разнообразную окраску вода приобретает в результате стока вод промышленных предприятий.

Цветность воды определяют колориметрически при помощи стандартной шкалы и выражают в градусах.

Запах может быть различным: болотный (при разложении растительных органических веществ); гнилостный (от разлагающихся нечистот и отбросов), свежей травы, землистый, зловонный и др.

Вкус может быть неприятным, если в воду попадут бытовые сточные воды и находящиеся в них примеси загнивают. Различный специфический привкус часто придают воде производственные стоки. Природные воды иногда имеют своеобразный вкус, что связано с условиями их формирования: соленый привкус придают воде хлориды, горький- сернокислый магний, вяжущий - сернокислый кальций и др.

Запах и вкус определяют органолептически и оценивают в баллах по пятибалльной системе.

Активная реакция воды рН зависит от присутствия в ней ионов Н и ОН. Обычно она колеблется в пределах 6,8-8,5.

Температура воды в интервале 7-11° является наиболее благоприятной для организма человека. В открытых водоемах она меняется в соответствии с изменением температуры воздуха. Подземные воды имеют более постоянную, сравнительно низкую температуру, колебания которой свидетельствуют о возможности подтока поверхностных вод.

Плотный или сухой остаток характеризует общую минерализацию воды.
б) Химические показатели . К этой группе относятся различные химические вещества. Одни из них оказывают вредное влияние на организм человека, другие позволяют косвенно судить о загрязнении воды органическими веществами и тем самым определить степень эпидемиологической опасности воды. Среди веществ, указывающих на загрязнение воды органическими веществами, наибольшее значение имеет определение азотсодержащих веществ (аммиака, нитритов, нитратов).

Аммиак образуется в начальной стадии разложения попавших в воду веществ органического происхождения. Его наличие даже в виде следов вызывает подозрение, что в воду попали свежие нечистоты человека и животных. И с этой точки зрения он является косвенным показателем, указывающим на заражение воды микробами. Вместе с тем его находят в болотистых, торфяных водах, а также в железистых грунтовых водах. Естественно, что в этом случае он не имеет санитарно-показательного значения.

Нитриты (соли азотистой кислоты) могут быть также различного происхождения. Дождевые воды почти всегда содержат азотистую кислоту в количестве 0,01-1,7 мг/л. Нитриты могут образоваться в результате восстановления нитратов денитрифицирующими бактериями, а также при нитрификации аммиака. В последнем случае они приобретают большое санитарно-показательное значение и их наличие указывает на то, что аммиак, образовавшийся в воде в результате разложения органических веществ, начал подвергаться минерализации. Следовательно, наличие нитритов в воде свидетельствует о недавнем загрязнении ее органическими веществами животного происхождения.

Нитраты (соли азотной кислоты) обнаруживаются в незагрязненных водах болотистого происхождения, но они могут оказаться в воде как продукт минерализации аммиака и нитритов, образовавшихся в результате гниения органических отбросов. Наличие только нитратов при отсутствии нитритов и аммиака указывает на давнее, возможно случайное, однократное загрязнение воды фекалиями человека и животных. Если одновременно с нитратами в воде присутствуют аммиак и нитриты, это является серьезным признаком постоянного и длительного загрязнения воды. В связи с тем что в настоящее время установлена роль нитратов воды в возникновении метгемоглобинемии, особенно у Детей, этому показателю придается большое значение.

Практически азотсодержащие вещества определяются колориметрически при помощи фотоэлектроколориметров или методом объемной колориметрии.

Хлориды являются ценным санитарным показателем. Они всегда содержатся в моче и кухонных отбросах, а следовательно, если их находят в воде, возникает подозрение о загрязнении ее хозяйственно-бытовыми сточными водами. Однако они могут оказаться и в грунтовой воде, так как, фильтруясь через почву, содержащую хлористый натрий, она обогащается хлоридами. Хлориды определяются методом аргентометрического титрования.

Определенное значение при оценке качества воды играет окисляемость - показатель, характеризующий количество находящихся в воде легко окисляющихся органических веществ. Так как непосредственное определение в воде органических веществ является методически сложным, то о них судят косвенно, по количеству кислорода, пошедшему на их окисление в 1 л воды. Следовательно, этот показатель дает общее, условное представление о количестве органических загрязнений. Практически окисляемость определяется методом перманганометрии.

Жесткость воды обусловливается наличием в ней растворимых солей кальция и магния. Различают: общую жесткость, зависящую от растворенных солей угольной, соляной, азотной, серной и фосфорной кислот; устранимую (или карбонатную), обусловленную присутствием бикарбонатов, которые при кипячении выпадают в виде белого осадка; неустранимую (или постоянную), зависящую от солей, не выпадающих в осадок при кипячении.

Определение жесткости воды продиктовано необходимостью учета хозяйственно-бытовых интересов населения, которое избегает пользоваться жесткой водой, прибегая даже в ряде случаев к сомнительному в санитарном отношении водоисточнику, но с мягкой водой. Это объясняется тем, что в жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, ухудшается качество чая, затрудняется стирка белья, при мытье наблюдается раздражение кожи вследствие образования нерастворимых соединений в результате замещения в мыле натрия кальцием или магнием.

Как показали исследования последних лет, непосредственного влияния на организм человека повышенная жесткость воды не оказывает. Определяется общая жесткость путем комплексометрического титрования. Выражается жесткость в миллиграмм-эквивалентах на 1 л воды.

Помимо этих показателей, при оценке качества воды открытых водоемов применяются определение биохимической потребности кислорода (БПК5 - пятисуточная проба), величина растворенного кислорода и некоторые другие.

Что касается определения химических веществ, оказывающих непосредственно вредное влияние на организм человека, то оно производится в том случае, если имеется подозрение на наличие в воде того или иного токсического вещества или группы веществ. Полученные результаты сравнивают с установленными санитарным законодательством предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ в воде.

в) Санитарно-бактериологические показатели качества воды . Непосредственное обнаружение в воде возбудителей инфекционных заболеваний является затруднительным в виду того, что методы выделения патогенных микроорганизмов, особенно вирусов, сложны и не позволяют в короткий срок дать заключение об эпидемиологической характеристике воды. Поэтому санитарно-бактериологическая оценка производится по косвенным показателям, которыми являются: 1) микробное число и 2) содержание кишечной палочки. Оба эти показателя общеприняты на основе длительных наблюдений, свидетельствующих о том, что чем сильнее загрязнена вода, тем больше в ней сапрофитной и кишечной микрофлоры и, наоборот, чем меньше она загрязнена (особенно выделениями человека и хозяйственно-бытовыми сточными водами), тем меньше в этой воде число микробов и, в частности, кишечных палочек и, следовательно, тем слабее выражена возможность возникновения инфекционных заболеваний при употреблении такой воды.

Микробное число (общее количество микробов в 1 мл воды) является ориентировочным показателем, поскольку подсчитываются все находящиеся в пробе микробы без их идентификации; оно указывает на загрязнение воды любой сточной жидкостью, отбросами и т. д., которые не гарантированы от содержания в них патогенных бактерий.

Обнаружение кишечной палочки в воде имеет большое санитарно-показательное значение. Это связано с тем, что местом естественного обитания ее является толстый кишечник человека и животного. Во внешнюю среду она может попадать только с испражнениями. Следовательно, обнаружение кишечной палочки в воде свидетельствует о загрязнении ее фекалиями, в которых могут находиться, помимо B. coli, патогенные бактерии кишечной группы - возбудители брюшного тифа, дизентерии, паратифов. Кишечная палочка называется показателем фекального загрязнения воды.

Для того чтобы выяснить степень эпидемиологической опасности воды в отношении кишечных инфекций, необходимо установить интенсивность фекального загрязнения воды, т. е. определить количество кишечных палочек в воде, так как чем больше B. coli в воде, тем сильнее она загрязнена фекалиями. Количественно наличие кишечной палочки характеризуется двумя показателями:
а) коли-титр - наименьшее количество воды (в миллилитрах), в котором содержится одна кишечная палочка,
б) коли-индекс - количество кишечных палочек в 1 л воды.

В последние годы некоторые авторы предлагают использовать для санитарно-бактериологической оценки воды, помимо кишечной палочки, фекальный стрептококк, Clostridium perfringens Welenii, бактериофаг. Разрабатывается метод обнаружения патогенных бактерий кишечной группы при помощи гаптена (неспецифического антигена) и др.

При исследовании воды водоисточников, особенно открытых водоемов, большое значение приобретают некоторые другие показатели и приемы.

Так, при исследовании воды в водоисточниках, особенно в открытых водоемах, большое значение имеет санитарно-топографическое обследование, задачей которого является обнаружение на площади водосбора, который питает водоем, факторов, могущих ухудшить качество воды. Изучается рельеф местности, состав почвы, наличие лесных массивов. Характеризуется размещение населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственное использование территории. Особое значение имеет изучение степени заселения территории, так как чем выше плотность населения, тем больше образуется отбросов органического происхождения и тем реальнее возможность попадания их в водоем и возникновения водных эпидемий. Необходимо получить сведения об использовании водоема в народнохозяйственных целях, обратив особое внимание на водный транспорт и рыбное хозяйство, на использование водоемов в спортивных целях, на заболеваемость населения данного района. Большое значение имеют гидрометрические измерения (глубина, скорость течения, расход воды и т. д.).

Существенную роль играет биологический анализ, так как известно, что в водоеме большие количества водных растений и животных влияют на качество воды. В силу этого водная флора и фауна используются в качестве показательных организмов, чувствительно реагирующих на изменение условий жизни водоема. Эти биологические организмы называются сапробными (sapros - гнилостный). Существуют четыре зоны сапробности (полисапробная, α-мезосапробная, β-мезосапробная и олигосапробная). Каждой из них соответствует определенная флора и фауна, а также степень содержания кислорода в воде.

Обнаружение яиц гельминтов и цист кишечных простейших также имеет большое эпидемиологическое и санитарно-гигиеническое значение.

Большое значение приобрело в последние годы исследование воды на содержание радиоактивных веществ.

1. Усвоить общие требования к качеству питьевой воды и гигиенического значения отдельных ее показателей.
   1. Овладеть методикой чтения анализа и оценки качества питьевой воды при местном и централизованном водоснабжении.

1. Исходные знания и умения

1. Знать:
   1. Гигиенические показатели и нормативы качества питьевой воды (физические, органолептические, химический состав) и показатели загрязнения (химические, бактериологические - прямые и косвенные), их научное обоснование.
      1. Понятие и характеристику централизованных (хозяйственно-питьевой водопровод) и децентрализованных (шахтный колод е ц, каптаж родника ) систем водоснабжения.
      2. Гигиеничную характеристику общепринятых и специальных методов улучшения качества питьевой воды, технических средств их осуществления на головных сооружениях водопроводов при централизованных системах водоснабжения.
      3. Комплекс мероприятий по санитарному надзору за эксплуатацией головных сооружений водопровода (отдельных его элементов и водопроводной сети), а также колодцев, каптажей.

1. Уметь:
   1. Давать гигиеничную оценку качества питьевой воды по данным санитарного обследования источника водоснабжения и результатов лабораторного анализа воды.
      1. Давать гигиеничную оценку разным методам улучшения качества воды и эффективности эксплуатации отдельных сооружений и средств, используемых с этой целью.
      2. Разрабатывать комплекс мероприятий по улучшению качества воды и профилактики заболеваний, связанных с ее качеством.

1. Вопросы для самоподготовки

1. Влияние количества и качества питьевой воды и условий водоснабжения на состояние здоровья населения и санитарные условия жизни.
   1. Нормы водоснабжения и их обоснование.
   2. Инфекционные заболевания, возбудители которых передаются через воду. Особенности водных эпидемий, их профилактика.
   3. Заболевания неинфекционного происхождения, обусловленные употреблениям недоброкачественной воды и средства их профилактики.
   4. Проблема макро- и микроэлементозов водного происхождения. Гигиеническое значение жесткости воды. Эндемический флюороз и его профилактика.
   5. Эндемический кариес. Фторопрофилактика кариеса зубов и ее значение в практике централизованного водоснабжения.
   6. Вклад отечественных гигиенистов в научное обоснование и практическую реализацию фторирования воды в централизованных системах водоснабжения Украины. Зависимость фторирования воды от климатических условий местности.
   7. Водно-нитратная метгемоглобинэмия как гигиеническая проблема, ее профилактика.
   8. Общие гигиенические требования к качеству питьевой воды, их показатели - физические, органолептические, показатели природного химического состава, их гигиеническая характеристика. Госстандарт на питьевую воду.
   9. Источники и показатели загрязнения и эпидемической безопасности воды - органолептические, химические, бактериологические, их гигиеническая характеристика.
   10. Сравнительная характеристика централизованного и децентрализованного водоснабжения.
   11. Элементы водопровода при заборе воды из артезианских и поверхностных водоемов. Зоны санитарной охраны.
   12. Общепринятые методы очистки воды при централизованном водоснабжении (коагуляция, отстаивание, фильтрация), их сущность и сооружения, применяемые с этой целью.
   13. Методы обеззараживания воды, их классификация, гигиеническая характеристика.
   14. Хлорирование воды, его методы и реагенты, используемые с этой целью. Недостатки хлорирования.
   15. Обеззараживание воды озонированием и ультрафиолетовым облучением, их гигиеническая характеристика.
   16. Специальные методы улучшения качества воды, их сущность и гигиеническая характеристика (опреснение, деферизация, дезодорация, дезактивация).
   17. Методы санитарного надзора за централизованным водоснабжением (предупредительного и текущего). Виды лабораторного анализа води - бактериологического, санитарно-химического (краткого и полного).
   18. Санитарный надзор за местными системами водоснабжения. Устройство и эксплуатация шахтных колодцев, каптажей родников. “Санация” колодцев.
   19. Методика чтения анализов и экспертная оценка питьевой воды.

1. Задание (задания) для самоподготовки

4.1. Решить задачу: вода отобрана из шахтного колодца, глубина которого от поверхности земли до поверхности воды составляет 14 м. Сруб колодца сделан из дерева. Колодец имеет навес, крышку, оборудован коловоротом с общественным ведром. Окружающий колодец участок не загрязнен, огражден. Проба воды доставлена в лабораторию 20 июня текущего года, отобрана в две склянки для санитарно-химического и бактериологического исследования. Пробы воды опечатаны, к ним приложено сопроводительное письмо, в котором приводятся данные о состоянии колодца и условия, при которых отобрана проба воды. Результаты лабораторного анализа проб воды следующие: прозрачность – 30 см за стандартным шрифтом, цветность – 40 0 по хромокобальтовой шкале; запах при температуре воды 20 и 60 0 С – отсутствует (1 балл); интенсивность привкуса – 0 баллов; осадок – отсутствует; сухой остаток – 400 мг/л; рН – 7,5; общая жесткость – 9 мг-экв/л СаО; железо общее – 0,25 мг/л; сульфаты – 80 мг/л; фтор – 1,2 мг/л; хлориды – 82 мг/л; азот аммония – 0,1 мг/л; азот нитритов – 0, 002 мг/л; азот нитратов – 20 мг/ л; микробное число – 200 КУО/см 3 ; индекс БГКП – 4 КУО/см 3 . Дать гигиеническую оценку качества воды в колодце и решить вопрос о пригодности ее для хозяйственно-питьевого использования (см. приложение 4).

4.2. Составить санитарное заключение на воду, проба которой отобрана из водопроводной сети. Результаты ее лабораторного исследования следующие: прозрачность – более 30 см по шкале Снеллена; цветность – 20 0 по стандартной хромокобальтовой шкале; запах и привкус – не превышают 2 балла; осадок – отсутствует; мутность – 2 мг/ л; сухой остаток 200 мг/ л; железо общее – 0,7 мг/ л; сульфаты – 96 мг/л; хлориды – 34 мг/л; фтор – 0,8 мг/л; азот аммонийный – 0,28 мг/л; азот нитратов 10 мг/л; азот нитритов – 0,001 мг/л; общая жесткость 6,3 мг-экв/л СаО; микробное число – 92 КУО/см 3 ; индекс БГКП – 3 КУО/см 3 (см. приложение 3).

1. Структура занятия

Занятие семинарское. После организационной части преподаватель путем опроса студентов проверяет уровень их теоретической подготовки согласно приведенным выше вопросам для самоподготовки и приложения 1. Затем на примере одной из ситуационных задач, подготовленных кафедрой, преподаватель излагает методику “чтения” лабораторного анализа воды, активно привлекая к этому студентов. По результатам рассмотрения ситуационной задачи студенты составляют развернутое санитарное заключение, пользуясь нормативами, приведенными в приложениях 3, 4.

После этого каждый студент получает индивидуальную ситуационную задачу с данными санитарного обследования и результатами лабораторного анализа воды и самостоятельно составляет санитарное заключение, пользуясь теми же нормативами и методикой, изложенной в приложении 5.

1. Литература

6.1. Основная:

6.1.1. Гончарук Е.И., Бардов В.Г., Гаркавый С.И., Яворовский А.П. и др. /Коммунальная гигиена/ под ред. Е.И. Гончарука– К.: Здоровье, 2006. – С.111-197.

6.1.2. Гончарук Е.И., Кундиев Ю.И., Бардов В.Г. и др. /Общая гигиена: пропедевтики гигиены/ Под ред. Е.И. Гончарука - К.: Высшая школа, 1995. - С. 127-129, 283-300 (на укр. языке).

6.1.3. Гончарук Е.И., Кундиев Ю.И., Бардов В.Г. и др. /Общая гигиена: пропедевтика гигиены/ - К.: Высшая школа, 2000 - С. 142-144; 345-364.

6.1.4. Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян Г.Х. /Гигиена./ - К.: 1983 - С. 57-84.

6.1.5. Гончарук В.Г., Габович Р.Д., Гаркавый С.И. и др. /Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене/ Под ред. Е.И. Гончарука– М.: Медицина, 1990. – С. 110-157.

6.1.4. Даценко И.И., Денисюк О.Б., Долошицький С.Л. и др. /Общая гигиена. Пособие к практическим занятиям /Под ред. И.И. Даценко - Львов.: “Мир”, 1992 - С. 57-59 (на укр. языке).

6.1.5. Даценко И.И., Габович Р.Д. /Профилактическая медицина. Общая гигиена с основами экологии./ - К.: Здоровье, 1999. - С. 150-220 (на укр. языке).

6.2. Дополнительная:

6.2.1. Минх А.А. /Методы гигиенических исследований./ - М.: Медицина, 1990. - С. 109-164.

6.2.2. Даценко И.И., Габович Р.Д. /Основы общей и тропической гигиены./ - К.: Здоровье, 1995. - С. 176-207 (на укр. языке).

7. Оснащение занятия

1. ГОСТ “Вода питьевая”, СанПиН на воду централизованного водоснабжения (1996), санитарные правила по устройству шахтных колодцев и каптажей родников (1975).
2. Ситуационная задача по результатам лабораторного анализа воды и пример санитарного заключения.
3. Ситуационные задачи результатов лабораторного анализа воды для самостоятельной работы студентов.

Приложение 1

Гигиеническая характеристика систем водоснабжения населенных мест

Различают централизованную и децентрализованную системы водоснабжения.

Централизованная система (водопровод) включает: источник воды (межпластовые напорные или безнапорные воды, поверхностный естественный водоем или искусственное водохранилище), водозаборное сооружение (артезианская буровая скважина, искусственный залив с береговым водоприемным колодцем с фильтрующими сетками), водоподъемное сооружение (помпы или насосы первого подъема), головные сооружения водопроводной станции, на которых проводятся осветление, обесцвечивание, обеззараживание, а иногда и специальные методы (фторирование, дефторирование, обезжелезивание, и т.п.) улучшения качества воды, резервуары накопления ее запасов (резервуары чистой воды), насосная станция второго подъема и водопроводная сеть - система водопроводных труб, которые доставляют воду к потребителям.

Артезианская вода (межпластовая напорная) большей частью не нуждается в очистке, иногда требует лишь обеззараживания, еще реже - специальных методов улучшения качества. Если же водопровод использует воду поверхностных водоемов, она обязательно подлежит очистке. Последняя осуществляется на очистных сооружениях водопроводной станции и обязательно предусматривает осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Для очистки воды используют коагуляцию - химическую обработку воды сернокислым алюминием по реакции:

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2 = 2Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2

Гидроксид алюминия в виде довольно больших хлопьев адсорбирует на себе зависшие в воде загрязняющие вещества и гуминовые коллоидные соединения, вследствие чего вода осветляется и обесцвечивается. Доза коагулянта зависит от степени щелочности воды, наличия в ней бикарбонатов, количества взвешенных веществ и температуры воды. При малой карбонатной жесткости (менее 4 О добавляют 0,5-1,0% раствор соды или гашеной извести. С целью ускорения коагуляции в воду добавляют флокулянты (полиакриламид).

После коагуляции вода поступает в отстойники, а затем на фильтры, наконец, в резервуары чистой воды, откуда насосами второго подъема направляется в водопроводную сеть.

После фильтрации вода обязательно обеззараживается методом озонирования, УФ-излучением, или хлорированием.

Хлорирование - простой, надежный и наиболее дешевый способ обеззараживания воды. В то же время хлор придает воде неприятный запах, а при наличии в ней химических загрязнений (из-за выпуска в водоемы сточных вод промышленных предприятий) способствует образованию хлорорганических соединений, которым присуще канцерогенное действие и хлорфенольных соединений с неприятным запахом. В связи с этим разработан метод хлорирования с преаммонизацией: предварительное введение в воду раствора аммиака связывает хлор в виде хлораминов, обеззараживающих воду, а хлорорганические и хлорфенольные соединения, при этом, не образуются.

Децентрализованное (местное) водоснабжение чаще всего осуществляется из шахтных или трубчатых колодцев, реже каптажей родников. В колодцах используют грунтовую воду, которая залегает в водоносном слое над первым водонепроницаемым горизонтом. Глубина залегания таких вод достигает нескольких десятков метров. Колодец в условиях местного водоснабжения одновременно выполняет функции водозаборного, водоподъемного и водоразборного сооружения.

Расстояние от колодца до потребителя воды не должно превышать 100 м. Колодцы необходимо размещать по рельефу местности выше всех источников загрязнения (выгреба, площадки подземной фильтрации, компосты и проч.) на расстоянии не менее 30-50 м. Если потенциальный источник загрязнения расположен выше по рельефу местности, относительно колодца, то расстояние между ними должно быть не менее чем 80-100 м, а в некоторых случаях даже не менее чем 120-150 м.

Колодец представляет собой вертикальную шахту квадратного или круглого сечения, которая доходит до водоносного слоя. Боковые стенки шахты закрепляют водонепроницаемым материалом (бетон, железобетон, кирпич, дерево и др.). На дно насыпают слой гравия на высоту 30 см. Надземная часть сруба колодца должна подниматься над поверхностью земли не меньше чем на 1,0 м. Вокруг сруба колодца при его строительстве устраивают глиняный замок глубиной 2 метра, шириной 1 метр и отмостку в радиусе 2 м с наклоном от колодца. Для отвода ливневых вод устраивают водоотводный лоток. В радиусе 3-5 метров вокруг общественных колодцев должна быть изгородь. Воду из колодца поднимают с помощью насоса, или устраивают коловорот с общественным ведром. Сруб плотно закрывают крышкой и над ней и коловоротом устраивают навес.

Санация шахтного колодца ― это комплекс мероприятий, включающий ремонт, очистку и дезинфекцию колодца, как сооружения, с целью предотвращения загрязнения воды в нем. С профилактической целью санация колодца проводится перед введением его в эксплуатацию, а затем, при благоприятной эпидемической ситуации, периодически 1 раз в год после очистки и текущего или капитального ремонта. Профилактическая санация состоит из двух этапов: 1) очистки и ремонта и 2) заключительной дезинфекции. При заключительной дезинфекции сначала сруб и внутреннюю часть сруба обрабатывают оросительным способом (орошение с гидропульта 5% раствором хлорной извести или 3% раствором гипохлорита кальция из расчета 0,5 дм 3 на 1 м 2 поверхности сруба). Затем выжидают, пока колодец наполнится водой до обычного уровня, после чего проводят дезинфекцию подводной части колодца объемным способом (количество хлорной извести или гипохлорита кальция из расчета 100 ― 150 мг активного хлора на 1 дм 3 воды в колодце растворяют в небольшом объеме воды, осветляют отстаиванием, выливают полученный раствор в колодец, воду в колодце хорошо перемешивают на протяжении 15-20 минут, колодец закрывают крышкой и оставляют на 6-8 часов, не разрешая забор воды из него).

При неблагоприятной эпидемической ситуации (колодец является фактором распространения кишечных инфекций), в случае лабораторно установленного факта загрязнения воды в колодце, или видимых признаков загрязнения воды фекалиями, трупами животных, другими инородными телами, санацию проводят по эпидпоказаниям. При этом процесс обработки колодца включает три этапа: 1) предварительную дезинфекцию подводной части колодца объемным способом, 2) очистку и ремонт и 3) заключительную дезинфекцию сначала оросительным, а затем объемным способом.

В случае недостаточного улучшения качества воды после проведения дезинфекции (санации) колодца иногда осуществляют длительное обеззараживание воды в колодце с помощью дозирующих патронов. Дозирующие патроны представляют собой емкости цилиндрической формы вместительностью 250, 500 или 1000 см 3 , изготовленные из пористой керамики, в которые загружают хлорную известь или гипохлорит кальция. Количество гипохлорита кальция с активностью не ниже 52 % рассчитывают по формуле:

X 1 = 0,07 X 2 + 0,08 X 3 + 0,02 X 4 + 0,14 X 5 ,

где X 1 - количество препарата, необходимого для загрузки патрона (кг), X 2 - объем воды в колодце (м 3 ), X 3 - дебит колодца (м 3 /ч), X 4 - водовыбор (м 3 /сутки), X 5 - хлорпоглощаемость воды (мг/дм 3 ). Перед заполнением патрон выдерживают в воде на протяжении 3-5 часов. Затем наполняют найденным количеством хлорсодержащего препарата, прибавляют 100–300 см 3 воды, тщательно перемешивают, патрон закрывают керамической или резиновой пробкой. После этого подвешивают в колодце и погружают в толщу воды приблизительно на 0,5 м ниже ее верхнего уровня и 0,2-0,5 м выше дна колодца.

Каптаж - бетонированный резервуар, построенный возле устья родника в подножии холма, горы, с выводной трубой, через которую постоянно вытекает вода. Резервуар разделен стенкой определенной высоты на две камеры. Первая камера служит отстойником для песка, вымываемого родником, а во второй камере накапливается отстоявшаяся вода, которая постоянно вытекает через выводную трубу. Место родника оборудовано водоотводным бетонированным лотком с наклоном в сторону ручья, речки.

Приложение 2

Гигиеническая характеристика показателей качества воды

Органолептические свойства воды делятся на 2 подгруппы: 1) физико-органолептические – совокупность органолептических признаков, которые воспринимаются органами чувств и оцениваются по интенсивности восприятия и 2) химико-органолептические за счет содержания определенных химических веществ, способных раздражать рецепторы соответствующих анализаторов и вызывать те или иные ощущения.

Запах — это способность имеющихся в воде химических веществ испаряться и, создавая ощутимое давление пара над поверхностью воды, раздражать рецепторы слизистых оболочек носа и синусных пазух. Это служит причиной соответствующего ощущения. Различают: естественные (ароматический, болотный, гнилостный, рыбий, травяной и др.), специфические (аптечный) и, неопределенные запахи.

Вкус и привкус — способность имеющихся в воде химических веществ после взаимодействия со слюной раздражать вкусовые сосочки, расположенные на поверхности языка, и предопределять соответствующее ощущение. Различают соленый, горький, кислый и сладкий вкусы. Остальное — привкусы: щелочной, болотный, металлический, нефтепродуктов и др.

Для характеристики интенсивности запахов, вкусов и привкусов воды предложена пятибалльная шкала: 0 - запах (вкус, привкус) отсутствует, его не обнаруживает даже опытный одоратор (дегустатор), 1 - очень слабый, потребитель не обнаруживает, но ощущает опытный одоратор (дегустатор), 2 - слабый, потребитель ощущает только тогда, когда обратить на него внимание, 3 - заметный, потребитель легко обнаруживает и отрицательно реагирует, 4 - четкий, вода непригодна для употребления, 5 - очень сильный, ощущается на расстоянии, из-за чего вода непригодна для употребления.

ДСанПиН № 136/1940 интенсивность запаха и привкуса оценивает по показателю разведения (ПР).

Неприятные запахи, вкусы и привкусы воды ограничивают ее потребление и вынуждают искать другие источники, которые могут оказаться опасными в эпидемическом и химическом отношении. Специфические запах, вкус и привкус свидетельствуют о загрязнении воды вследствие попадания в водоем сточных вод промышленных предприятий или поверхностного стока из сельскохозяйственных полей. Естественные запах, вкус и привкус свидетельствуют о наличии в воде определенных органических и неорганических веществ, которые образовались вследствие жизнедеятельности водных организмов (водорослей, актиномицетов, грибков и др.) и биохимических процессов преобразования органических соединений (гуминовых веществ), которые попали в воду из почвы. Запах воды подземных источников может быть обусловлен сероводородом, колодцев - деревом сруба. Эти вещества могут быть биологически активными, небезразличными для здоровья, обладать аллергенными свойствами. Являются показателем эффективности очистки воды на водопроводных станциях.

Цветность — природное свойство воды, обусловленное гуминовыми веществами, которые вымываются из почвы во время формирования поверхностных и подземных водоемов и придают воде желто-коричневую окраску. Цветность измеряют в градусах с помощью спектрофотометров и фотоколориметров путем сравнения с окраской растворов хромово-кобальтовой или платиново-кобальтовой шкалы, имитирующей цветность природной воды.

Загрязненная вода может иметь неестественный цвет, обусловленный красителями, которые могут попасть в водоем со сточными водами предприятий легкой промышленности, некоторыми неорганическими соединениями как естественного, так и техногенного происхождения. Так, железо и марганец могут обуславливать окраску воды от красного до черного, медь – от бледно-голубого до сине-зеленого. Этот показатель носит название окраски воды. Для его измерения воду наливают в цилиндр с плоским дном, на расстоянии 4 см от дна размещают лист белой бумаги, воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик лист будет восприниматься как белый, т.е. пока не исчезнет окраска. Высота этого столбика в см и характеризует окраску воды.

Мутность — природное свойство воды, обусловленное содержанием взвешенных веществ органического и неорганического происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и др.). Мутность измеряют нефелометрами, спектрофотометрами и фотоколориметрами по имитирующей каолиновой шкале, которая представляет собой набор суспензий белой глины каолина в дистиллированной воде. Мутность воды измеряют в мг/л путем сравнения ее оптической плотности с плотностью стандартных суспензий каолина, согласно ДСанПиН 136/1940 - в нефелометрических единицах мутности (НОМ).

Противоположная характеристика мутности воды – прозрачность – способность пропускать световые лучи. Прозрачность измеряют по методу Снеллена: воду наливают в цилиндр с плоским дном, на расстоянии 4 см от дна размещают стандартный шрифт с буквами размером 4 мм, толщиной — 0,5 мм. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик можно будет прочитать буквы. Высота этого столбика в см и характеризует прозрачность воды.

Цветная, окрашенная, мутная вода вызывает у человека ощущение отвращения, ограничивающее ее потребление и вынуждающее искать новые источники водоснабжения. Повышение окраски, мутности и снижение прозрачности может свидетельствовать о загрязнении воды промышленными сточными водами. Они могут содержать органические и неорганические вещества, вредные для здоровья человека или образовывать вредные вещества во время реагентной обработки воды (например, хлорирование). Вода с высокой цветностью может быть биологически активной за счет гуминовых органических веществ. Являются показателями эффективности просветления и обесцвечивания воды на водоочистных сооружениях. Взвешенные и гуминовые вещества ухудшают обеззараживание воды (препятствуют механическому проникновению активного хлора в бактериальную клетку).

Температура существенно влияет на: 1) органолептические свойства воды (запах, вкус и привкус); вода с температурой свыше 25°С обладает рвотным рефлексом; по международному стандарту температура не должна превышать 25°С, наилучшей считается прохладной (12-15°С) температуры; 2) скорость и глубину процессов очистки и обеззараживания воды на водопроводных станциях: с повышением температуры до 20-25°С улучшаются процессы осветления и обесцвечивания воды за счет лучшей коагуляции, повышается эффективность фильтрации воды через активированный уголь вследствие уменьшения его адсорбционных свойств, усиливается диффузия молекул обеззараживающих хлорсодержащих веществ внутрь бактериальной клетки, т.е. улучшается обеззараживание.

Сухой остаток (минерализация общая) — это количество растворенных веществ, преимущественно (90 %) минеральных солей, в 1 л воды. Воду с сухим остатком до 1000 мг/л называют пресной, от 1000 до 3000 мг/л – солоноватой, свыше 3000 мг/л – соленой. Оптимальной считается минерализация на уровне 300—500 мг/л. Вода с сухим остатком 100—300 мг/л считается удовлетворительно минерализованной, 300-500 – оптимально минерализованной, 500—1000 мг/л — повышено, но допустимо минерализованной.

Солоноватая и соленая вода неприятна на вкус. Употребление такой воды сопровождается повышением гидрофильности тканей, задержкой воды в организме, уменьшением на 30-60 % диуреза. Вследствие этого повышается нагрузка на сердечно-сосудистую систему, тяжелее протекает ишемическая болезнь сердца, миокардиодис т рофия, гипертоническая болезнь, повышается риск их обострения. Вода повышенной минерализации может служить причиной диспепсических расстройств у лиц, сменивших местожительство. Причиной таких расстройств является изменение секреторной и моторной функций желудка, раздражение слизистых оболочек тонкой и толстой кишок и усиление их перистальтики. Такая вода способствует развитию и тяжести течения мочекаменной и желчнокаменной болезней.

Систематическое употребление слабоминерализованной воды приводит к нарушению водно-электролитного гомеостаза, которое основывается на реакции осморецепторного поля печени. Эта реакция предопределяет повышенный выброс натрия в кровь и сопровождается перераспределением воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостью.

Водородный показатель (pН) — природное свойство воды, обусловленное наличием свободных ионов водорода. Вода большинства поверхностных водоемов имеет рН в пределах от 6,5 до 8,5. Показатель рН подземных вод колеблется в диапазоне от 6 до 9. Кислыми (с рН до 7) являются болотные воды, богатые на гуминовые вещества. Щелочными (с рН свыше 7) - подземные воды, которые содержат много гидрокарбонатов.

Изменение активной реакции воды свидетельствует о загрязнении источника водоснабжения кислыми или щелочными сточными водами промышленных предприятий. Активная реакция влияет на процессы очистки и обеззараживания воды: в щелочных водах улучшается осветление и обесцвечивание за счет улучшения процессов коагуляции; в кислой среде ускоряется процесс обеззараживания воды.

Жесткость общая — природное свойство воды, обусловленное наличием так называемых солей жесткости, а именно: кальция и магния (сульфатов, хлоридов, карбонатов, гидрокарбонатов и др.). Различают общую, устранимую, постоянную и карбонатную жесткость. Устранимая, или гидрокарбонатная, жесткость обусловлена бикарбонатами Ca 2+ и Mg 2+ , которые во время кипячения воды превращаются в нерастворимые карбонаты и выпадают в осадок за такими уравнениями:

Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 .

Mg(HCO 3 ) 2 = MgCO 3 + H 2 O + CO 2 .

Постоянной называют жесткость, которая остается после 1 часа кипячения воды и обусловленная наличием хлоридов и сульфатов Ca 2+ и Mg 2+ , не выпадающих в осадок.

Общую жесткость воды выражают в мг-экв/л. Раньше пользовались градусами жесткости: 10 О = 0,35 мг-экв/л, 1 мг-экв/л = 28 мг Сао/л = 2,8 О .

Вода с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л (10  ) считается мягкой, от 3,5 до 7 мг-экв/л (10-20  ) — умеренно жесткой, от 7 до 10 мг-экв/л (20-28  ) — жесткой и свыше 10 мг-экв/л (28  ) — очень жесткой.

Содержание солей жесткости свыше 7 мг-экв/л придает воде горького вкуса. Резкий переход от мягкой воды к жесткой может привести к диспепсии. В районах с жарким климатом пользование водой с высокой жесткостью приводит к ухудшению течения мочекаменной болезни. Соли жесткости ухудшают всасывание жиров вследствие их омыления и образования в кишечнике нерастворимых кальциево-магнезиальных мыл. При этом ограничивается поступление в организм ПНЖК, жирорастворимых витаминов, некоторых микроэлементов (вода с жесткостью свыше 10 мг-экв/л повышает риск заболевания на эндемический зоб). Высокая жесткость оказывает содействие возникновению дерматитов вследствие раздражающего действия кальциево-магнезиальных мыл, которые образуются при омылении кожного сала. С повышением жесткости воды усложняется кулинарная обработка пищевых продуктов (хуже разваривается мясо и бобовые, плохо заваривается чай, образуется накипь на стенках посуды), повышается расход мыла. Волосы после мытья становится жестким, кожа грубеет, ткани желтеют, теряют мягкость, гибкость, вентиляционную способность за счет импрегнации кальциево-магнезиальных мыл.

Длительное пользование мягкой водой, бедной кальцием, может привести к его дефициту в организме у детей, живущих в районах с мягкой водой. На зубной эмали у таких детей образуются лиловые пятна, которые являются следствием декальцинации дентина. Развивается уровская болезнь (болезнь Кашин-Бека), которая является эндемическим полигипермикроэлементозом стронция, железа, марганца, цинка, фтора. Она возникает в местностях с низким содержимым кальция в питьевой воде. Вода с низким содержимым электролитов, предопределяющих жесткость, способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Хлориды и сульфаты широко распространены в природе. Они составляют большую часть сухого остатка пресных вод. Поступают в воду водоемов вследствие как естественных процессов вымывания с почвы, так и загрязнения водоема разнообразными сточными водами. Природное содержание в воде поверхностных водоемов их незначительное и колеблется в пределах нескольких десятков мг/л. Вода, которая фильтруется через солончаковый грунт, может содержать сотни и даже тысячи мг хлоридов в 1 л.

Хлориды влияют на органолептические свойства воды - придают ей соленый (хлориды) либо горький (сульфаты) вкус. Учитывая большое количество хлоридов в моче и поту человека и животных, в хозяйственно-бытовых сточных водах, жидких бытовых отходах, сточных водах животноводческих и птицеводческих комплексов, поверхностных стоках из пастбищ их также используют как косвенные санитарно-химические показатели эпидемической безопасности воды. Вместе с тем хлориды, поступающие в водоем со сточными водами промышленных предприятий, например, металлургических, не имеют ничего общего с вероятным одновременным органическим и бактериальным загрязнениям.

Железо. В поверхностных водоемах железо содержится в виде стойкого гуминовокислого Fe (IIІ), в подземных водах - гидрокарбоната двухвалентного Fe (II). После подьема подземной воды на поверхность Fe (II) окисляется кислородом атмосферного воздуха до Fe (IIІ) с образованием гидрооксида Fe (III) за реакцией:

4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3 .

Гидроксид Fe (III) плохо растворяется и образует в воде коричневые хлопья, которые обуславливают ее цветность и мутность. При значительном содержании железа в воде вследствие указанных преобразований она будет приобретать желто-коричневую окраску, становиться мутной и приобретать вяжущий металлический привкус.

Марганец . В концентрациях, свыше 0,15 мг/л, марганец окрашивает воду в розовый цвет, придает ей неприятного привкуса, окрашивает при стирке белье, образует накипь на посуде. Если соединения марганца (ІІ) в воде подвергаются окислению, то отрицательное влияние на органолептические свойства усиливается. При аэрации воды, которая содержит марганца свыше 0,1 мг/л, будет образовываться темно-бурый осадок MnО 2 , при озонировании с целью обеззараживания за счет образования солей Mn 7+ (перманганатов) может возникнуть розовая окраска.

Медь. При концентрациях, свыше 5,0 мг/л, медь придает водопроводной воде ощутимый неприятный вяжущий привкус. При концентрациях свыше 1,0 мг/л красится белье при стирке, наблюдается коррозия алюминиевой и цинковой посуды.

Цинк. Высокое содержание в воде цинка ухудшает ее органолептические свойства. При концентрациях, свыше 5,0 мг/л, соединения цинка предают воде ощутимый неприятный вяжущий привкус. При этом в воде может появиться опалесценция и образование пленки при кипячении.

Показатели безвредности по химическому составу – это химические вещества, которые могут отрицательно влиять на здоровье человека, вызывая развитие разнообразных заболеваний.

Химические вещества природного происхождения (бериллий, молибден, мышьяк, свинец, нитраты, фтор, селен, стронций) предопределяют возникновение эндемических заболеваний. Некоторые из них (молибден, селен, фтор) принадлежат к биомикроэлементам, содержание которых в организме не превышает 0,01 %, но они являются эссенциальными для человека. Они обязательно должны поступать в организм в оптимальных суточных дозах, при несоблюдении которых могут развиться или гипомикроэлементозы, или гипермикроэлементозы. Другие (бериллий, мышьяк, свинец, нитраты, стронций) при чрезмерном поступлении в организм могут проявить токсическое действие.

Химические вещества, которые поступают в воду вследствие промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения источников водоснабжения. К ним принадлежат тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть, никель, висмут, сурьма, олово, хром и т.п.. Детергенты (синтетические моющие средства или поверхностно активные вещества), пестициди (ДДТ, ГХЦГ, хлорофос, метафос, 2, 4-Д, атразин и т.п.). Также синтетические полимеры и их мономеры (фенол, формальдегид, капролактам и т.п.). Их содержание в воде не должно вызывать опасность для здоровья людей и их потомства при постоянном, на протяжении всей жизни, употреблении такой воды. Оно должно гарантировать не только отсутствие острых и хронических отравлений, но и отсутствие, неспецифического вредного действия, связанного с угнетением общей резистентности организма. Оно должно обеспечивать сохранение репродуктивного здоровья, гарантировать отсутствие мутагенного, канцерогенного, эмбриотоксического, тератогенного, гонадотоксического действия и других отдаленных последствий. Такое содержание мы, гигиенисты, называем предельно допустимой концентрацией (ПДК).

Токсические химические вещества при одновременном наличии в воде способны оказывать на организм человека комбинированное действие, следствием которого чаще всего является суммация отрицательных эффектов, т.е. адитивное действие. Чтобы гарантировать сохранение здоровья в условиях такого комбинированного действия необходимо придерживаться правила (Аверьянова) суммационной токсичности: сумма соотношений фактических концентраций веществ в воде к их ПДК не должна превышать 1:

где С 1 , С 2 , С n — фактические концентрации химических веществ в воде, мг/л.

Показатели, которые характеризуют эпидемическую безопасность воды, делятся на 2 подгруппы: санитарно-микробиологические и санитарно-химические.

Санитарно-микробиологические показатели эпидемической безопасности воды. Критерием безопасности воды в эпидемическом отношении является отсутствие патогенных микроорганизмов - возбудителей инфекционных болезней. Однако исследование воды на наличие патогенных микроорганизмов - это довольно продолжительный, сложный и трудоемкий процесс. Поэтому оценку эпидемической безопасности воды проводят путем косвенной индикации возможного присутствия возбудителя. Для этого используют два косвенных санитарно-микробиологических показателя - общее микробное число (ОМЧ) и содержание санитарно-показательных микроорганизмов.

ОМЧ – это количество колоний, вырастающих при посеве 1 мл воды на 1,5 % мясо-пептонный агар после 24 ч выращивания при температуре 37 °С.

Санитарно-показательными являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП), содержащиеся в испражнениях человека и животных. К БГКП принадлежат бактерии родов Echerihia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter и другие представители семьи Enterobacteriaceae, которые представляют собой грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсул. Они сбраживают глюкозу и лактозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 °С на протяжении 24-48 ч и не обладают оксидазной активностью. Селективной для БГКП является питательная среда Эндо, на которой БГКП растут в виде темно-красных колоний с металлическим блеском (Е. Сoli), красных без блеска, розовых или прозрачных с красным центром или краями колоний.

Наличие и количество БГКП в воде свидетельствует о фекальном происхождении загрязнения и о возможной контаминации воды патогенными микроорганизмами кишечной группы. Количественно этот показатель характеризуется индексом БГКП (количество колониеобразующих единиц (КОЕ) - бактерий группы кишечных палочек в 1 дм 3 воды) и титром БГКП (наименьшее количество исследуемой воды в мл, в которой обнаруживают одну БГКП).

Санитарно-химические показатели эпидемической безопасности воды свидетельствуют о наличии в воде органических веществ и продуктов их обмена, которые косвенно намекают на вероятность эпидемической опасности воды. Это наблюдается при загрязнении воды водоемов хозяйственно-бытовыми сточными водами, стоками животноводческих и птицеводческих комплексов и т.п.. Наиболее показательными из них являются приведенные ниже.

Перманганатная окисляемость — это количество кислорода (в мг), необходимое для химического окисления легко окисляемых органических и неорганических (солей Fe (II), H 2 S, аммонийных солей, нитритов) соединений, которые содержатся в 1 л воды. Окислителем при этом служит KMnО 4 . Наименьшую перманганатную окисляемость имеет артезианская вода – до 2 мг О 2 на 1 л. В воде шахтных колодцев этот показатель достигает 2-4 мг О 2 на 1 л, в воде открытых водохранилищ она может быть 5-8 мг О 2 на 1 л и выше.

Бихроматная окисляемость , или химическая потребность в кислороде (ХПК) — это количество кислорода (в мг), необходимое для химического окисления всех органических и неорганических восстановителей в 1 л воды. Окислителем при этом служит K 2 Cr 2 O 7 . Чистые подземные воды имеют ХПК в пределах 3-5 мг/л, поверхностные - 10-15 мг/л.

Биохимическая потребность в кислороде (БПК) — это количество кислорода (в мг), необходимое для биохимического окисления (за счет деятельности микроорганизмов) органических веществ, присутствующих в 1 л воды, при температуре 20 °С на протяжении или 5 суток (БПК 5 ), или 20 суток (БПК 20 ). БПК 20 еще называют полной (БПК пол. ). Чем больше загрязнена вода органическими веществами, тем выше ее БПК. БПК 5 в воде очень чистых водоемов меньше, чем 2 мг О 2 /л (БПК 20 меньше, чем 3 мг О 2 /л), в воде относительно чистых водоемов – 2-4 мг О 2 /л (БПК 20 3-6 мг О 2 /л), в воде загрязненных водоемов – свыше 4 мг О 2 /л (БПК 20 больше 6 мг О 2 / л).

Ратворенный кислород – количество кислорода, которое содержится в 1 л воды. Имеет значение для характеристики санитарного режима открытых водоемов. Кислород воздуха диффундирует в воду и растворяется в ней. Некоторое количество кислорода образуется вследствие жизнедеятельности хлорофильных водорослей. Наряду с обогащением воды кислородом он тратится на биохимическое окисление органических веществ (процессы самоочищения водоема) и дыхание аэробных гидробионтов, в частности рыб. Для предотвращения ухудшения процессов самоочищения и гибели гидробионтов, содержание кислорода в воде водоема должно быть не менее 4 мг О 2 /л. При поступлении в водоем сточных вод, содержащих большое количество органических веществ, повышается БПК и уменьшается растворенный кислород, который расходуется на окисление органики.

Азот аммонийных солей, нитритов и нитратов . Источником азота в природных водах служит разложение белковых остатков, трупы животных, моча, фекалии. Вследствие процессов самоочищения водоема сложные азотосодержащие белковые соединения и мочевина минерализуются с образованием аммонийных солей, которые в дальнейшем окисляются сначала до нитритов, а затем до нитратов. Также происходит и самоочищение водоема от органических азотосодержащих загрязняющих веществ, которые попадают в водоем в составе разнообразных сточных вод и поверхностного стока.

В чистых природных водах поверхностных и подземных водоемов, азот аммонийных солей содержится в пределах 0,01-0,1 мг/л. Азот нитритов, как промежуточный продукт дальнейшего химического окисления аммонийных солей, содержится в воде чистых природных водоемов в очень малых количествах, не более 0,001-0,002 мг/л. Повышение их концентрации свыше 0,005 мг/л, является важным признаком загрязнения источника. Нитраты являются конечным продуктом окисления аммонийных солей. Наличие их в воде при отсутствии аммиака и нитритов свидетельствует о сравнительно давнем поступлении в воду азотосодержащих веществ, которые успели минерализоваться. В чистой природной воде содержание азота нитратов не превышает 1-2 мг/л. В грунтовых водах может наблюдаться более высокое содержание нитратов вследствие их миграции из почвы в случае ее органического загрязнения, или интенсивного использования азотных удобрений.

Общие гигиенические требования к питьевой воде включают:

• хорошие органолептические свойства (прозрачность, относительно низкая температура, хороший освежающий вкус, отсутствие запахов, неприятных привкусов, окрашивания, видимых невооруженным глазом плавающих примесей и др.);
• оптимальный природный минеральный состав, который обеспечивает хорошие вкусовые качества воды, получение некоторых необходимых организму макро- и микроэлементов;
• токсикологическая безвредность (отсутствие токсичных веществ во вредных для организма концентрациях);
• эпидемиологическая безопасность (отсутствие возбудителей инфекционных заболеваний, гельминтозов и т.п.);
• радиоактивность воды - в пределах установленных уровней.

Государственный санитарный надзор за централизованным водоснабжением делится на предупредительный и текущий. Предупредительный надзор предусматривает участие врача профилактика в выборе источника водоснабжения, санитарную экспертизу проекта водопровода, всех его составных элементов, зон санитарной охраны, надзор за ходом его строительства и введение в эксплуатацию.

Перед введением в эксплуатацию построенного водопровода определяют зоны санитарной охраны:

Зона сурового режима, в которую входит определенная часть акватории водоема в месте забора воды, вверх и вниз по течению, территория вокруг водоочистных сооружений, вокруг места расположения артезианской скважины;

Зона ограничений - территория, на которой запрещено строительство и использование объектов, которые могут загрязнять эту территорию и водоем;

Зона наблюдений, которая включает всю территорию, по которой протекают поверхностный источник водоснабжения, или является зоной питания артезианских вод.

Вдоль водопроводной сети предусматривается санитарно-защитная полоса.

Текущий санитарный надзор проводится путем углубленного (при ремонтах, реконструкциях) планового периодического, спорадического, а иногда (при грубых санитарных нарушениях, или появления кишечных инфекционных заболеваний) и экстренного санитарного обследования. Такое обследование обязательно дополняется отбором проб воды и ее лабораторным исследованием. Результаты этого исследования оцениваются путем сравнения с гигиеническими нормативами ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая (требования к качеству)” и ДСанПин № 136/1940 „Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения” (Приложение 3).

Результаты лабораторного анализа проб воды из местных источников водоснабжения оцениваются согласно “Санитарных правил по устройству и содержанию колодцев и каптажей родников, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения” №1226-75 (Приложение 4).

Приложение 3

Требования к качеству питьевой воды при централизованном водоснабжении (Извлечение из ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за каче с твом” и ДержСанПиН № 136/1940 “Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения”)

Распространяются на водопроводную питьевую воду при централизованном хозяйственно-питьевом водоснабжении

Органолептические показатели качества питьевой воды

	Нормативы (не больше)
		ГОСТ 2874-82	ДСанПіН
Физико-органолептические
Запах, баллы
Мутность, мг/л		0,5 (1,5) **
Цветность, град.		20 (35) ***
Привкус, баллы
Химико-органолептические
Водородный показатель, рН, в диапазоне, ед.	6,0-9,0	6,5-8,5
Железо, мг/л	0,3 (1,0)
Жесткость общая, мг-экв/л	7,0 (10,0)	7,0 (10,0)
Сульфаты, мг/л		250 (500)
Сухой остаток (минерализация общая), мг/л	1000 (1500)	1000 (1500)
Полифосфаты остаточные, мг/л
Хлориды, мг/л		250 (350)
Медь, мг/л
Марганец, мг/л
Цинк, мг/л
Хлорфенолы, мг/л		0,0003

* - показатель разведения, ПР (к исчезновению запаха, привкуса),

** - нефелометрические единицы мутности, НЕМ,

*** - указанные в дужках величины допускаются с учетом конкретной ситуации.

Показатели эпидемической безопасности питьевой воды

Показатели, единицы измерения	Нормативы
		ГОСТ 2874-82	ДСанПіН
Микробиологические
Количество бактерий в 1 мл воды (общее микробное число, ОМЧ), КОЕ/мл	Не больше 100	Не больше 100 *
Количество бактерий группы кишечных палочек (колиформных микроорганизмов), т.е. индекс БГКП, КОЕ/л	Не больше 3	Не больше 3 **
Количество термостабильных кишечных палочек (фекальных коли-форм), т.е. индекс ФК, КОЕ/100 мл		Нет ***
Количество патогенных микроорганизмов, КОЕ/л		Нет ***
Количество коли-фагов, БОЕ/л		Нет ***
Количество патогенных кишечных простейших (клетки, цисты) в 25 л воды		Нет
Количество кишечных гельминтов (клетки, яйца, личинки) в 25 л воды		Нет

* — Для 95 % проб воды в водопроводной сети, которая исследуется на протяжении года,

** — Для 98 % проб воды, которая поступает в водоснабжающую сеть и исследуется на протяжении года. В случае превышения индекса БГКП на этапе идентификации колоний, которые выросли, дополнительно исследуют на наличие фекальных кругов-форм,

*** — Если выявлены фекальные круги-формы в 2 последовательно отобранных пробах, следует начать на протяжении 12 часов исследования воды на наличие возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной или вирусной этиологии (по эпидситуации)

Токсикологические показатели безвредности химического состава питьевой воды

Показатели	Нормативы (не больше), мг/л
		ГОСТ 2874-82		ДСанПіН
Неорганические компоненты
Алюминий			0,2 (0,5) *
Барий
Бериллий	0,0002
Молибден	0,25
Мышьяк	0,05		0,01
Полиакриламид остаточный
Селен	0,001		0,01
Свинец	0,03		0,01
Стронций
Никель
Нитраты	45,0		45,0
Фтор: І-ІІ климатический пояс ІІІ климатический пояс ІV климатический пояс
Органические компоненты
Тригалогенметаны (ТГМ, сумма) Хлороформ Дибромхлорметан Тетрахлоруглерод		0,06 0,01 0,002
Пестициди (сумма)		0,0001 **
Интегральные показатели
Перманганатная окисляемость
Общий органический углерод

* Величина, указанная в скобках, допускается в случае обработки воды реагентами, которые содержат алюминий,

** перечень контролируемых пестицидов устанавливают с учетом конкретной ситуации.

Показатели радиационной безопасности питьевой воды

Показатели	Нормативы (не больше), Бк/л
		ГОСТ 2874-82	ДСанПіН
Общая объемная активность α-излучателей
Общая объемная активность β-излучателей

Примечание: Для особых регионов нормативы радиационной безопасности питьевой воды согласовываются Главным государственным санитарным врачом Украины

Показатели физиологической полноценности минерального состава

Показатели, единицы измерения	Нормативы
		ГОСТ 2874-82	ДСанПиН
Минерализация общая, мг/л		От 100,0 до 1000,0
Жесткость общая, мг-экв/л		От 1,5 до 7,0
Щелочность общая, мг-экв/л		От 0,5 до 6,5
Магний, мг/л		От 10,0 до 80,0
Фтор, мг/л		От 0,7до 1,5

Приложение 4

Требования к качеству питьевой воды при децентрализованном водоснабжении (Извлечение из “Санитарных правил по устройству и содержанию колодцев и каптажей родников, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения”, №1226-75).

1. Органолептические показатели:

Запах, баллы, не больше 2-3

Привкусы, баллы не больше 2-3

Прозрачность, см не меньше 30

Мутность, мг/дм 3 не больше 1,5

Цветность, градусы не больше 30

Температура, °С 8-12

Внешний вид отсутствие видимых примесей

1. Бактериологические показатели эпидемиологической безопасности:

Микробное число, КУО/см 3 не больше 200-400

Коли-индекс, КУО/дм 3 не больше 10

1. Санитарно-химические показатели эпидемической безопасности:

Перманганатная окисляемость, мг О 2 /дм 3 не больше 4

Азот аммонийный, мг/дм 3 не больше 0,1

Азот нитритов, мг/дм 3 не больше 0,005

Азот нитратов, мг/дм 3 не больше 10,0

Хлориды, мг/дм 3 не больше 350

4. Химико-органолептические показатели:

Сухой остаток, мг/дм 3 1000 (1500)

Жесткость, мг-экв./дм 3 СаО не более 10

Железо, мг/дм 3 0,3 (1,0)

Сульфаты, мг/дм 3 не более 500

5. Показатели безвредности по химическому составу:

Фтор, мг/дм 3 0,7-1,5

Нитраты, мг/дм 3 не более 45,0

Другие химические вещества в пределах предельно допустимых концентраций (ПДК) согласно С а нПіН № 4630-88.

Приложение 5

Методика гигиеничной оценки качества воды по данным санитарного обследования и

результатами лабораторного исследования (методика “чтения” анализа воды)

Методика (алгоритм) “чтения” анализа воды состоит из 7 этапов.

На первом этапе устанавливают тип требований к качеству воды:

Первый тип — это требования к качеству питьевой водопроводной воды при централизованном хозяйственно-питьевом водоснабжении. Эта вода должна быть доброкачественной и отвечать показателям действующего стандарта (ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая. Гиги е нические требования и контроль за качеством”, ДСанПиН № 136/1940 “Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения”.

Второй тип - это требования к качеству колодезной (родниковой) воды. Она должна также быть доброкачественной и отвечать требованиям “Санитарных правил по устройству и содержанию колодцев и каптажей родников, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения № 1226-75”.

Третий тип - это требования к качеству воды источников (подземных и поверхностных) централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Регламентируются ГОСТ 2761-84 “Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора”.

Четвертый тип - это требования к качеству горячей воды, которые должны отвечать требованиям «Санитарных правил проектирования и эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения № 2270-80».

На втором этапе определяют задачи: сделать вывод о качестве питьевой водопроводной или колодезной воды, оценить качество и эффективность водоподготовки на сооружениях водопроводной станции, установить причину возникновения кариеса или флюороза у населения, установить причину развития метгемоглобинемии у детей и людей преклонного возраста, выяснить причину случая массового инфекционного заболевания, определиться относительно влияния на качество питьевой воды новых реагентов, которые используют на водопроводных станциях или новых полимерных материалов, из которых изготовлены конструкции водоочистных сооружений, водопроводные трубы и т.п..

На третьем этапе определяют программу и объем лабораторных исследований. Для вывода о качестве питьевой водопроводной воды (из крана или уличной водоразборной колонки) согласно ГОСТ 2874-82 должны быть исследованы физико-органолептические (запах, вкус и привкус, цветность, мутность) и санитарно-микробиологические (микробное число и коли индекс) показатели. Для вывода о качестве колодезной воды согласно “Санитарными правилами...” N 1226-75 исследуют физико-органолептические (запах, вкус и привкус, цветность, мутность), химико-органолептические (сухой остаток, общая жесткость, содержание железа, активная реакция), санитарно-микробиологические (микробное число и коли-индекс), санитарно-химические (перманганатная окисляемость, содержание азота нитратов, нитритов и аммиака), показатели безвредности по химическому составу (фториды, например). Для выяснения возможной причины кариеса или флюороза надо определить содержание фтора в питьевой воде, воднонитратной метгемоглобинемии - концентрацию нитратов, инфекционного заболевания - провести бактериологические или вирусологические исследования, влияние полимерных материалов - соответствующие химические анализы и прочее.

На четвертом этапе проверяют полноту представленных материалов и сроки выполнения исследований.

Если проба воды отобрана на водопроводной станции, из водоразборной колонки или шахтного колодца, должны быть приведены данные санитарного (санитарно-топографического, санитарно-технического, санитарно-эпидемиологического) обследования и результаты лабораторного исследования воды согласно программе исследований.

Если проба воды отобрана из водопроводного крана, должны быть приведены результаты лабораторного исследования воды согласно соответствующей программе исследований.

Бактериологические исследования должны быть проведены на протяжении 2 часов после отбора пробы или при условии хранения в холодильнике при 1-8 °С — не позднее, чем через 6 часов. Физико-химический анализ проводят на протяжении 4 часов после взятия пробы или при условии хранения в холодильнике при 1-8 °С — не позднее, чем через 48 часов.

На пятом этапе анализируют данные санитарного обследования и делают предварительное заключения: есть ли основания подозревать, что вода может быть загрязненной, некачественной, эпидемически опасной, или есть ли условия для загрязнения воды в источнике водоснабжения, колодце, водоразборной колонке.

На шестом этапе анализируют данные лабораторного исследования воды по каждой группе показателей в такой последовательности: 1) физико-органолептические, 2) химико-органолептические, 3) показатели безвредности по химическому составу, 4) санитарно-микробиологические и 5) санитарно-химические показатели эпидемической безопасности. При этом дают качественную и количественную оценку каждому показателю. Например, общая жесткость воды 9 мг-экв/л. В выводе указываем: “Вода жесткая, с общей жесткостью свыше нормы 7 мг-экв/л”. Если сухой остаток воды 750 мг/л, то отмечаем: “Вода пресная, поскольку сухой остаток — до 1000 мг/л, повышенной минерализации”. Если запах - 2 балла, привкус - 2 балла, прозрачность - 30 см, мутность - 1,5 мг/л, цветность - 20 градусов, то вывод: “Вода без запаха, без привкусов, прозрачная, без цветная, т.е. имеет приятные органолептические свойства и по этой группе показателей отвечает Госту 2874-82”.

На седьмом этапе врач делает общий вывод о качестве воды соответственно задаче и при необходимости дает рекомендации относительно улучшения ее качества.

Составили сотрудники кафедры зоогигиены и зоологии:

профессор, доктор сельскохозяйственных наук

доцент, кандидат ветеринарных наук

доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

Санитарно-топографическое обследование водоисточника. 4

Взятие пробы воды на анализ. 4

Исследование физических свойств воды.. 5

Определение температуры.. 5

Определение прозрачности. 6

Определение цвета. 8

Определение запаха. 9

Определение вкуса и привкуса. 9

Исследование химического состава воды.. 10

Определение окисляемости воды.. 10

Определение реакции воды (рН) 12

Определение нитритов. 13

Определение нитратов. 14

Определение сульфатов в воде. 14

Определение хлоридов в воде. 15

Определение жесткости воды.. 16

Определение общей жесткости воды.. 17

Определение устранимой жесткости. 18

Определение постоянной жесткости. 18

Очистка и обеззараживание воды.. 18

Коагуляция воды.. 19

Хлорирование воды.. 20

Определение хлорпотребности воды.. 21

Определение остаточного хлора в хлорированной воде. 23

Дехлорирование воды.. 23

Санитарное заключение о качестве воды (по данным собственного анализа) 24

Приложение. 25

Оценка доброкачественности питьевой воды

Заключение о доброкачественности питьевой воды делается на основании санитарно-топографического обследования водоисточника, определения физических свойств, химического состава и бактериального загрязнения воды.

Санитарно-топографическое обследование водоисточника

Это обследование проводится путем осмотра источника водоснабжения по специальной карте. Основные вопросы в карте:

1. Тип водоисточника (колодец, родник и др.).

2. Время сооружения, размер, глубина.

3. Водоподъемные сооружения, перекрытие.

4. Месторасположение водоисточника (область, край, район, село).

5. Местонахождение водоисточника (на дворе, пустыре и пр., на возвышение, на уклоне, в низине).

6. Обделка поверхности почвы около водоисточника.

7. Водопользование.

При осмотре водоисточника обращается внимание на выявление возможных источников загрязнения воды. На основании внешнего осмотра делается предварительная оценка водоисточника.

Взятие пробы воды на анализ

Место взятия пробы воды определяют в зависимости от характера водоисточника.

Из открытых водоисточников пробу воды берут с помощью специального прибора батометра (рис. 1) на глубине 0,5-1 м не ниже 10-15 см до дна и на расстоянии 1-2 м от берега. Проба воды для анализа берется в стеклянную бутыль в количестве трех-пяти литров.

К каждой пробе воды, направляемой для анализа, прилагается карта и сопроводительная записка, в которой отмечается:

1. Название водоисточника, место взятия пробы.

2. Дата взятия пробы (год, месяц, число и час), кем взята проба.

3. Место и точки взятия проб воды (расстояние от берега, глубина в реке, колодце).

4. Состояние погоды в день взятия пробы и за предыдущие три дня (температура воздуха, ветер, осадки).

5. Способ взятия пробы.

6. Краткое санитарно-топографическое описание водоисточника, возможные источники загрязнения.

7. Краткие результаты органолептической оценки воды при взятии пробы (температура, прозрачность, цвет, запах)

Применялось ли консервирование и каким способом.

9. Цель анализа.

Рис. 1. Батометры.

Проба воды должна быть подвергнута исследованию возможно быст­рее. В крайнем случае, допускается хранение в леднике незагрязненной воды до 72 часов, довольно чистой – 48 часов и загрязненной – 12 часов. Если на пересылку пробы в летнее время требуется свыше суток, рекомен­дуется консервировать воду добавлением 2 мл 25% раствора H2S04 на каждый литр воды. Пробы воды для бактериологического исследования берут в стерильную посуду и не консервируют.

Исследование физических свойств воды

Определение температуры

Температура в водоисточниках определяется черпательным или обычным термометром, обернутым несколькими слоями марли. Термометр выдерживают в воде 15 минут на глубине взятия проб, после чего снимают показания.

Наиболее благоприятной температурой питьевой воды является 8-16°С.

Определение прозрачности

Прозрачность воды зависит от количества содержащихся в ней механических взвешенных веществ и химических примесей. Мутная вода всегда подозрительна в эпизоотическом и санитарном отношении. Существует несколько методов определения прозрачности воды.

Метод сравнения. В один цилиндр из бесцветного стекла наливают исследуемую воду, а в другой – дистиллированную. Вода может быть оценена как прозрачная, слабо прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная и сильно мутная.

Метод диска. Для определения прозрачности воды непосредственно в водоеме пользуются белым эмалированным диском – диском Секки (рис. 2). При погружении в воду диска отмечают глубину, на которой он перестает быть видимым и при которой становится вновь заметным при извлечении. Средняя из этих двух величин показывает прозрачность воды в водоеме. В прозрачной воде диск остается видимым на глубине нескольких метров: в очень мутной воде он исчезает на глубине 25-30 см.

https://pandia.ru/text/78/361/images/image007_103.gif" alt="Подпись:" align="left" width="307" height="34 src=">.gif" alt="Подпись:" align="left" width="307" height="51 src=">Метод кольца. Прозрачность воды можно определить при помощи кольца (рис. 3). Для этого пользуются проволочным кольцом диаметром 1-1,5 см и сечением проволоки 1 мм. Держа за рукоятку, проволочное кольцо опускают в цилиндр с исследуемой водой до тех пор, пока контуры его не станут невидимыми. Затем линейкой измеряют глубину (см), на которой кольцо становится отчетливо видимым при извлечении. Показателем допустимой прозрачности считают 40 см. Полученные данные «по кольцу» можно перевести в показания «по шрифту» (табл. 1).

Таблица 1

Перевод значений прозрачности воды «по кольцу» на значение «по шрифту»

Значение, см

«По кольцу»

«По шрифту»

Определение цвета

Простым приемом определения цвета является сравнение на белом фоне окраски профильтрованной исследуемой воды с дистиллированной, налитых слоем одинаковой высоты в два бесцветных цилиндра с плоским дном.

Для открытых водоемов используют набор стандартных шкал цветности (рис. 5), в который входит 21 пробирка с растворами разных цветов – от синего до коричневого (1-11 – сине-желтые, 12-21 – сине-желто-коричневые).

Рис. 5. Шкала цветности.

Цвет водоемов по шкале цветности наблюдают на фоне диска Секки, опущенного в водоем на глубину прозрачности. Найденный цвет воды определяют номером соответствующей пробирки.

В полевых условиях цветность воды определяют следующим образом. В пробирку из бесцветного стекла (диаметром 1,5 см) наливают 8-10 мл исследуемой воды и сравнивают с аналогичным столбиком дистиллированной воды. Цветность выражают в градусах по таблице 2.

Таблица 2

Приближенное определение цветности

Окрашивание при рассмотрении	Цветность, град.
Едва уловимое	Очень слабое желтоватое
Едва уловимое бледно-желтоватое	Желтоватое
Едва заметное бледно-желтоватое	Слабо желтое
Очень слабое бледно-желтое
Бледно-зеленоватое	Интенсивно желтое
	Интенсивно желтое

Цветность питьевой воды не должна превышать 20°.

Определение запаха

Запах воды температуре 20 и 60°С. Берется 100 мл исследуемой воды в чистую колбу с широким горлом, закрывается пробкой, встряхивается. В открытом сосуде определяется обонянием характер и интенсивность запаха. Затем ту же колбу покрывают стеклом, нагревают до 60°С, слегка перемешивают вращением и определяют обонянием интенсивность запаха, руководствуясь 6-балльной шкалой (табл. 3).

Таблица 3

Оценка интенсивности запаха воды

	Сила запаха	Значение
		Запах не ощущается
	Очень слабый	Не определяется потребителем, но обнаруживается опытным исследователем
		Потребитель обнаруживает только в том случае, если на запах обратить его внимание
	Заметный	Запах различает потребитель, что вызывает его неодобрение
	Отчетливый	Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду неприятной для питья
	Очень сильный	Запах, делающий воду непригодной для питья

Запах воды не должен превышать 2 балла.

Определение вкуса и привкуса

Вкусовые качества воды зависят от наличия в ней веществ природного происхождения или веществ, которые попадают в воду в результате ее загрязнения.

Вкус воды определяют при температуре 20 и 60° С. В рот набирают 10-15 мл воды и держат несколько секунд, не проглатывая. При определении вкуса воды открытых водоемов, сомнительных в санитарном отношении, пробу необходимо прокипятить в течение 5 мин, затем охладить до 20-25°С. Различают 4 основных вкуса: соленый, сладкий, горький, кислый. Все иные вкусовые ощущения определяют как привкусы.

Интенсивность и характер вкуса и привкуса оценивают в баллах так же, как и запах (табл. 3). Эти показатели не должны превышать 2 баллов.

Исследование химического состава воды

Определение окисляемости воды

Доброкачественной считается вода, органические примеси которой окислялись и превратились в неорганические соединения (минерализовались). Непосредственное определение органических веществ в воде технически трудно выполнимо. О наличии их можно судить по окисляемости воды. Под окисляемостью воды понимают количество кислорода, необходимого для окисления органических веществ животного и растительного происхождения, находящихся в 1 литре воды. Чем больше органических веществ в воде, тем выше ее окисляемость.

Принцип определения окисляемости воды основан на свойстве мар­ганцовокислого калия разлагаться в горячей воде с выделением свободного кислорода, который и окисляет органические вещества растворенные в воде.

1. Бюретка

2. Колбочки

3. Пипетка

4. Электроплитка

Реактивы:

1. 0,01 N раствор марганцовокислого калия КМnO4, 1 мл которого в кислой среде может дать 0,08 мг кислорода (0,316 КМnO4 на 1 л дистиллированной воды).

2. 0,01 N раствор щавелевой кислоты H2C2O4, 1 мл которой поглощает при окислении 0,08 мг кислорода (0,65 г H2C2O4 на 1 л дистиллированной воды).

3. 25% раствор H2SO4 (1 часть H2S04 удельного веса 1,84 разбавляется в 3-х частях дистиллированной воды).

Установление титра раствора.

Титр раствора КМnO4 устанавливается по щавелевой кислоте.

В колбу наливается 100 мл дистиллированной воды, добавляется 5 мл 25% раствора H2SO4 и 8 мл 0,01 N раствора КМnO4. Жидкость в колбе кипятится 10 мин. После этого в колбу добавляется 10 мл 0,01 N раствора Н2С2O4 отчего розовато окрашенное содержимое колбы обесцвечивается. Обесцвеченная горячая жидкость титруется 0,01 N раствором КМnO4 до появления слабого розового оттенка.

Количество миллилитров 0,01 N раствора КМ NO4, израсходованного до и в процессе титрования, будет соответствовать по титру 10 мл 0,01 N раствора Н2С2O4 и выделит при окислении 0,8 мг кислорода (10´0,08=0,8).

Ход анализа:

В колбу наливают 100 мл исследуемой воды, добавляется 5 мл 25% раствора H2SO4 и 8 мл 0,01 N раствора КМnO4.

Жидкость в колбе кипятится 10 мин. После этого в колбу добавляется 10 мл 0,01 N раствора Н2С2O4. Обесцвеченная горячая жидкость титрируется 0,01 N раствором КМnO4 до появления розоватого оттенка. Количество миллилитров 0,01 N раствора КМnO4, израсходованного до и в процессе второго титрования пойдет на окисление 10 мл Н2С2O4 и органических веществ содержащихся в исследуемой воде. После 10-минутного кипячения вода должна сохранять слабый розовый цвет. Если проба воды содержит много органических веществ, она может при кипячении побуреть или обесцветиться. В этом случае исследуемую воду разбавляют в несколько раз дистиллированной водой, а окончательный результат увеличивают во столько же раз.

Окисляемость воды вычисляется по формуле:

,

где: Х – искомая окисляемость воды в мг/л;

V1 – второй титр КМnO4;

V2 – первый титр КМnO4;

К – поправка к титру КМnO4;

0,08 – количество кислорода в мг, выделяемое 1 мл 0,01 раствора КМnO4;

V – объем исследуемой воды.

Поправка к титру КМnO4 находится делением количества мл Н2С2O4 на количество мл КМnO4, пошедшее на титрование.

Допускается окисляемость воды до 5 мг кислорода на 1 литр. Приблизительное весовое содержание органических веществ в 1 л исследуемой воды получается при умножении весового количества кислорода, израсхо­дованного при окислении, на 20, так как 1 мг кислорода соответствует 20 мг органических веществ.

Определение реакции воды (рН)

Реакцию воды определяют погружением в нее красной и синей лакмусовых бумажек, через 5 минут их сравнивают с такими же бумажками, смоченными дистиллированной водой.

Посинение красной бумажки указывает на щелочную реакцию, покраснение синей – на кислоту, при отсутствии изменений окраски бумажек – реакция нейтральная. В нейтральной среде рН=7, в кислой она меньше, в щелочной больше.

Питьевая вода должна иметь слабощелочную или нейтральную реак­цию (от 6,5 до 8).

Для точного определения величины рН воды используется колориметрический способ или рН-метры.

Определение азотосодержащих веществ в воде

Важным показателем загрязнения воды являются соли аммиака, азотистой и азотной кислоты (нитраты и нитриты).

Определение аммиака

Реактивы:

1. 50% раствор сегнетовой соли (виннокислый калий натрий КNаС4Н4O6 4Н2O в дистиллированной воде).

2. Реактив Несслера (двойная соль йодистой ртути и йодистого калия – НgI2 2KJ в растворе КОН).

Ход анализа .

В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды, добавляют 0,3 мл раствора сегнетовой соли, затем 0,3 мл реактива Несслера. При наличии в воде аммиака, в пробирке через 10 мин появляется желтое окрашивание различной интенсивности, вследствие образования йодистого меркураммония NH2Hg2JO. По интенсивности окраски жидкости делается приближенное заключение о содержании аммиака в воде в мг/л, пользуясь таблицей 4.

При обильном содержании в воде аммиака в пробирке появляется осадок красно-бурого цвета.

Таблица 4

Приближенное определение аммиака

Окрашивание при рассматривании
	Чрезвычайно слабо-желтоватое
Чрезвычайно слабо-желтоватое	Слабо-желтоватое
Очень слабо-желтоватое	Желтоватое
Светло-желтоватое
	Интенсивно желто-буроватое
Мутновато-резко-желтое	Бурое, раствор мутный
Интенсивно бурое, раствор мутный	Бурое, раствор мутный

Допустимое содержание аммиака в питьевой воде – следы (менее 0,02 мг/л).

I. Вводная часть

Значение химической промышленности

Роль аналитического контроля

Функции и задачи лаборатории

II. Аналитическая часть

Характеристика анализируемой продукции

Требования, предъявляемые к природной воде

Методики анализов

Устройство, универсальный иономер ЭВ-74

III. Охрана труда

ТБ с кислотами и щелочами

ТБ при работе в лаборатории

Пожаро- и электробезопасность

IV. Охрана окружающей среды

Список литературы

І. Вводная часть

. Значение химической промышленности

Химическая промышленность - комплексная отрасль, определяющая, наряду с машиностроением, уровень НТП, обеспечивающая все отрасли народного хозяйства химическими технологиями и материалами, в том числе новыми, прогрессивными и производящая товары массового народного потребления.

Химическая промышленность представляет собой одну из ведущих отраслей тяжелой индустрии, является научно-технической и материальной базой химизации народного хозяйства и играет исключительно важную роль в развитии производительных сил, укреплению обороноспособности государства и в обеспечении жизненных потребностей общества. Она объединяет целый комплекс отраслей производства, в которых преобладают химические методы переработки предметов овеществленного труда (сырья, материалов), позволяет решить технические, технологические и экономические проблемы, создавать новые материалы с заранее заданными свойствами, заменять металл в строительстве, машиностроении, повышать производительность и экономить затраты общественного труда. Химическая промышленность включает производство нескольких тысяч различных видов продукции, по количеству которых уступает только машиностроению.

Значение химической промышленности выражается в прогрессивной химизации всего народнохозяйственного комплекса: расширяется производство ценных промышленных продуктов; происходит замена дорогого и дефицитного сырья более дешевым и распространенным; производится комплексное использование сырья; улавливаются и утилизируются многие производственные отходы, в том числе вредные в экологическом отношении. На базе комплексного использования разнообразного сырья и утилизации производственных отходов химическая индустрия образует сложную систему связей со многими отраслями промышленности и комбинируется с переработкой нефти, газа, угля, с черной и цветной металлургией, лесной промышленностью. Из таких сочетаний складываются целые промышленные комплексы.

В основе производственного процесса в химической промышленности чаще всего лежит преобразование молекулярной структуры вещества. Продукцию этой отрасли народного хозяйства можно подразделить на предметы производственного назначения и предметы длительного или кратковременного личного пользования.

Потребители продукции химической промышленности находятся во всех сферах народного хозяйства. Машиностроение нуждается в пластических массах, лаках, красках; сельское хозяйство - в минеральных удобрениях, препаратах для борьбы с вредителями растений, в кормовых добавках (животноводство); транспорт - в моторном топливе, смазочных материалах, синтетическом каучуке. Химическая и нефтехимическая промышленность становится источником сырья для производства товаров широкого потребления, особенно химических волокон и пластмасс.

2. Роль аналитического контроля

Аналитическая химия - наука о методах и средствах определения химического состава веществ и их смесей. Задачи аналитической химии: обнаружение, идентификация и определение составных частей (атомов, ионов, радикалов, молекул, функциональных групп) анализируемого объекта. Соответствующий раздел аналитической химии - качественный анализ;

Определение последовательности соединения и взаимного расположения составных частей в анализируемом объекте. Соответствующий раздел аналитической химии - структурный анализ;

Определение изменения природы и концентрации составных частей объекта во времени. Это важно для установления характера, механизма и скорости превращений, в частности, для контроля технологических процессов в производстве.

Во многих методах аналитической химии используются последние достижения естественных, технических наук. Поэтому вполне закономерно рассматривать аналитическую химию как междисциплинарную науку.

Методы аналитической химии широко реализуется в самых разнообразных производствах. Например, в нефтехимии, металлургии, при получении кислот, щелочей, соды, удобрений, органических продуктов и красителей, пластических масс, искусственных и синтетических волокон, строительных материалов, взрывчатых веществ, поверхностно-активных веществ, лекарственных препаратов, парфюмерии.

В нефтехимии и металлургии требуется аналитический контроль исходного сырья, промежуточных и конечных продуктов производства.

Получение особо чистых веществ, в частности полупроводниковых материалов, невозможно без определения примесей на уровне до 10 -9 %.

Химический анализ необходим при поиске полезных ископаемых. Многие выводы геохимии базируется на результатах химического анализа.

Огромное значение имеет химический анализ для наук биологического цикла. Например, выяснение природы белка - задача, в сущности, аналитическая, поскольку требуется выяснить, какие аминокислоты входят в состав белка и в какой последовательности они связаны. В медицине методы аналитической химии широко применяют при проведении разнообразных биохимических анализов.

Даже гуманитарные науки используют методы аналитической химии. На первом месте среди них стоит археология. Результаты химического анализа предметов древности служат источником важной информации, позволяющим делать выводы о происхождении предметов и их возрасте. Развитие криминалистики также немыслимо без современных методов аналитической химии. Как и в археологии, в ней чрезвычайно важны методы, не разрушающие исследуемый образец: локальный анализ, идентификация веществ.

3. Функции и задачи лаборатории

Основными задачами лаборатории является выполнение опытно-исследовательских работ, обеспечивающих внедрение и освоение новой техники и технологии при использовании современных достижений, направленных на интенсификацию действующих цехов, улучшению их экономических показателей, повышения качества выпускаемой продукции, охраны окружающей среды.

Во исполнении указанных задач лаборатория проводит работы по:

Осуществление с требуемой точностью и достоверностью количественного химического и микробиологического анализов проб питьевой воды, сточных вод и промышленных стоков с целью установления соответствия их качества требованиям нормативных документов;

Выполнение в полном объёме «Рабочей программы производственного контроля качества питьевой воды», контроль эффективности очистки питьевой воды, а также «Графика производственного контроля качества сточных вод и промышленных стоков».

Подготовка исходных данных для разработки нормативно-технической документации для предприятий и принятия решений по улучшению качества воды согласно санитарно-эпидемиологического надзора и сбросов.

Подбор, освоение и внедрение новых методик для анализа состояния качества питьевой, сточной воды.

Усовершенствованию технологических процессов и полному освоению производственных мощностей.

Улучшению методов утилизации промышленных отходов.

II . Аналитическая часть

. Характеристика анализируемой продукции

Вода (Н 2 О) - жидкость без запаха, вкуса, цвета; самое распространенное природное соединение.

По физико-химическим свойствам В. отличается аномальным характером констант, которые определяют многие физические и биологические процессы на Земле. Плотность воды возрастает в интервале 100-4°, при дальнейшем охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает. Поэтому в реках и озерах лед как более легкий располагается на поверхности, создавая необходимые условия для сохранения жизни в водных экологических системах. Морская вода превращается в лед, не достигая наибольшей плотности, поэтому в морях происходит более интенсивное вертикальное перемешивание воды.

В качестве первых санитарно - гигиенических характеристик пресной воды использовались органолептические показатели, которые были основаны на интенсивности восприятия органами чувств физических свойств воды. В настоящее время в эту группу в качестве нормативных характеристик входят:

· Запах при 20 о С и подогреве до 60 о С,

· балл Цветность по шкале, градус

· Прозрачность по шкале,

· Мутность по стандартной шкале, мг/дм 3

· Окраска окрашенного столбца (отсутствие водных организмов и пленки)

В артезианских водах содержатся взвешенные твердые примеси. Они состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды. Содержание в воде взвешенных примесей, измеряемое в мг/л, дает представление о загрязненности воды частицами в основном условным диаметром более 1·10-4 мм. При содержании в воде взвешенных веществ менее 2-3 мг/л или

больше указанных значений, но условный диаметр частиц меньше 1 · 10-4 мм, определение загрязненности воды производят косвенно по мутности воды.

2. Требования предъявляемые к природной воде

Основными требованиями, предъявляемыми к питьевой воде, являются безопасность в эпидемическом отношении, безвредность по токсикологическим показателям, хорошие органолептические показатели и пригодность для хозяйственных нужд. Оптимальная температура воды для питьевых целей находится в пределах 7-11 °С. Наиболее близки к этим условиям воды подземных источников, которые отличаются постоянством температуры. Их в первую очередь рекомендуется использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Органолептические показатели (мутность, прозрачность, цветность, запахи и привкусы) воды, потребляемой для хозяйственно-питьевых целей, определяются веществами, встречающимися в природных водах, добавляемыми в процессе обработки воды в виде реагентов и появляющимися в результате бытового, промышленного и сельскохозяйственного загрязнения водоисточников. К химическим веществам, влияющим на органолептические показатели воды, кроме нерастворимых примесей и гуминовых веществ относятся встречающиеся в природных водах или добавляемые в них при обработке хлориды, сульфаты, железо, марганец, медь, цинк, алюминий, гекса- мета- и триполифосфат, соли кальция и магния.

Водородный показатель рН большинства природных вод близок к 7. Постоянство рН воды имеет большое значение для нормального протекания в ней биологических и физико-химических процессов, приводящих к самоочищению. Для воды хозяйственно-питьевого назначения он должен находиться в пределах 6,5-8,5.

Количество сухого остатка характеризует степень минерализации природных вод; оно не должно превышать 1000 мг/л и лишь в отдельных случаях допускается 1500 мг/л.

Общая норма жесткости - 7 мг * экв/л.

В подземных водах, не подвергаемых обезжелезиванию, может быть допущено содержание железа 1 мг/л.

Азотсодержащие вещества (аммиак, нитриты и нитраты) образуются в воде в результате протекания химических процессов и гниения растительных остатков, а также за счет разложения белковых соединений, попадающих почти всегда со сточными бытовыми водами, конечным продуктом распада белковых веществ является аммиак. Присутствие в воде аммиака растительного или минерального происхождения не опасно в санитарном отношении. Воды, причиной образования аммиака в которых является разложение белковых веществ, непригодны для питья. Пригодной для питьевых целей считается вода, содержащая лишь следы аммиака и нитритов, а по стандарту допускается содержание не более 10 мг/л нитратов.

Сероводород может содержаться в природных водах в небольших количествах. Он придает воде неприятный запах, вызывает развитие серобактерий и интенсифицирует процесс коррозии металлов.

Токсические вещества (бериллий, молибден, мышьяк, селен, стронций и др.), а также радиоактивные вещества (уран, радий и стронцнй-90) попадают в воду с промышленными стоками и в результате длительного соприкосновения воды с пластами почвы, содержащими соответствующие минеральные соли. При наличии в воде нескольких токсических или радиоактивных веществ сумма концентраций или излучений, выраженная в долях концентраций, допустимых для каждого из них в отдельности, не должна превышать единицу.

3. Методики анализов

Методика. Определение общей жесткости.

Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния.

Определение проводят титрованием пробы трилоном Б при рН 10 в присутствии индикатора.

МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

2. Объем пробы воды для определения общей жесткости должен быть не менее 250 см3.

3. Если определение жесткости не может быть проведено в день отбора пробы, то отмеренный объем воды, разбавленный дистиллированной водой 1:1, допускается оставлять для определения до следующего дня.

Пробы воды, предназначенные для определения общей жесткости, не консервируют.

АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ.

Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770 вместимостью: пипетки 10, 25, 50 и 100 см3 без делений; бюретка 25 см3.

Колбы конические по ГОСТ 25336 вместимостью 250-300 см3.

Капельница по ГОСТ 25336.

Трилон Б (комплексон III, двунатриевая соль этилендиамин­тетрауксусной кислоты) по ГОСТ 10652.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456.

Кислота лимонная по ГОСТ 3118.

Натрий сернистый (сульфид натрия) по ГОСТ 2053.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Цинк металлический гранулированный.

Магний сернокислый - фиксанал.

Хромоген черный специальный ЕТ-00 (индикатор).

Хром темно-синий кислотный (индикатор).

Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.)

ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ.

1. Дистиллированная вода, перегнанная дважды в стеклянном приборе, используется для разбавления проб воды.

2. Приготовление 0,05 н. раствора трилона Б.

31 г трилона Б растворяют в дистиллированной и доводят до 1 дм3. Если раствор мутный, то его фильтруют. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.

3. Приготовление буферного раствора.

г хлористого аммония (NH 4 Cl) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 см 3 25 %-ного раствора аммиака и доводят до 500 см 3 дистиллированной водой. Во избежание потери аммиака раствор следует хранить в плотно закрытой склянке.

4. Приготовление индикаторов.

5 г индикатора растворяют в 20 см 3 буферного раствора и доводят до 100 см3 этиловым спиртом. Раствор индикатора хрома темно-синего может сохраняться длительное время без изменения. Раствор индикатора хромогена черного устойчив в течение 10 сут. Допускается пользоваться сухим индикатором. Для этого 0,25 г индикатора смешивают с 50 г сухого хлористого натрия, предварительно тщательно растертого в ступке.

5. Приготовление раствора сернистого натрия.

г сернистого натрия Na 2 S × 9H 2 O или 3,7 г Na 2 S × 5H 2 O растворяют в 100 см 3 дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке с резиновой пробкой.

6. Приготовление раствора солянокислого гидроксиламина.

г солянокислого гидроксиламина NH 2 OH × HCl растворяют в дистиллированной воде и доводят до 100 см 3 .

7. Приготовление 0,1 н. раствора хлористого цинка.

Точную навеску гранулированного цинка 3,269 г растворяют в 30 см 3 соляной кислоты, разбавленной 1:1. Затем доводят объем в мерной колбе дистиллированной водой до 1 дм 3 . Получают точный 0,1 н. раствор. Разведением этого раствора вдвое получают 0,05 н. раствор. Если навеска неточная (больше или меньше чем 3,269), то рассчитывают количество кубических сантиметров исходного раствора цинка для приготовления точного 0,05 н. раствора, который должен содержать 1,6345 г цинка в 1 дм 3 .

8. Приготовление 0,05 н. раствора сернокислого магния.

Раствор готовят из фиксанала, прилагаемого к набору реактивов для определения жесткости воды и рассчитанного на приготовление 1 дм3 0,01 н раствора. Для получения 0,05 н. раствора содержимое ампулы растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора в мерной колбе до 200 см 3 .

9. Установка поправочного коэффициента к нормальности раствора трилона Б.

В коническую колбу вносят 10 см 3 0,05 н. раствора хлористого цинка или 10 см3 0,05 н. раствора сернокислого магния и разбавляют дистиллированной водой до 100 см 3 . Прибавляют 5 см 3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора и титруют при сильном взбалтывании раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке. Окраска должна быть синей с фиолетовым оттенком при прибавлении индикатора хрома темно-синего и синей с зеленоватым оттенком при прибавлении индикатора хромогена черного.

Титрование следует проводить на фоне контрольной пробы, которой может быть слегка перетитрованная проба.

Поправочный коэффициент (К) к нормальности раствора трилона Б вычисляют по формуле:

где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см 3 .

ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

1. Определению общей жесткости воды мешают: медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние мешающих веществ устраняется в ходе анализа.

Погрешность при титровании 100 см3 пробы составляет 0,05 моль/м3.

В коническую колбу вносят 100 см3 отфильтрованной испытуемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 см3 дистиллированной водой. При этом суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния во взятом объеме не должно превышать 0,5 моль. Затем прибавляют 5 см3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромогена черного с сухим натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке (окраска должна быть синей с зеленоватым оттенком).

Если на титрование было израсходовано больше 10 см3 0,05 н. раствора трилона Б, то это указывает что в отмеренном объеме воды суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния больше 0,5 моль. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 см3 дистиллированной водой.

Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 см3 раствора сульфида натрия, после чего проводят испытание, как указано выше.

Если после прибавления к отмеренному объему воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в этом случае к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить пять капель 1 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина и далее определить жесткость, как указано выше.

Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой и нечеткой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влияние устраняется прибавлением к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов 0,1 н. раствора соляной кислоты в количестве, необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 5 мин. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Общую жесткость воды (Х), моль/м 3 , вычисляют по формуле:

,

где v - количество раствора трилона Б, израсходованное на титрование, см 3 ;

К - поправочный коэффициент к нормальности раствора трилона Б;- объем воды, взятый для определения, см 3 .

Расхождение между повторными определениями не должно превышать 2 отн. %.

Методика. Определение содержания сухого остатка.

Величина сухого остатка характеризует общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений.

МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ.

1. Пробы отбирают по ГОСТ 2874 и ГОСТ 4979.

2. Объем пробы воды для определения сухого остатка должен быть не менее 300 см3.

АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ.

Шкаф сушильный с терморегулятором.

Баня водяная.

Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770, вместимостью: колбы мерные 250 и 500 см2; пипетки без деления 25 см3, чашка фарфоровая выпарительная 500-100 см3.

Эксикаторы по ГОСТ 25336.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

Натрий углекислый Na 2 CO 3 , х.ч., точный раствор, готовят следующим образом: 10 г безводной соды (высушенной при 200 ° С и отвешенной на аналитических весах) растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 дм3. 1 см3 раствора содержит 10 мг соды.

ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА.

500 см3 профильтрованной воды выпаривают в предварительно высушенной до постоянной массы фарфоровой чашке. Выпаривание ведут на водяной бане с дистиллированной водой. Затем чашку с сухим остатком помещают в термостат при 110 ° С и сушат до постоянной массы.

1.1. Обработка результатов.

,

где m - масса чашки с сухим остатком, мг;1 - масса пустой чашки, мг;- объем воды, взятый для определения, см3.

Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышенные результаты вследствие гидролиза и гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами кальция и магния. Эти недостатки устраняются прибавлением к выпариваемой воде химически чистого карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия обладает кристаллизационной водой, но она полностью удаляется высушиванием сухого остатка при 150-180 ° С.

2. Определение сухого остатка с добавлением соды.

500 см3 профильтрованной воды выпаривают в фарфоровой чашке, высушенной до постоянной массы при 150 ° С. После того как в чашку прилита последняя порция воды, вносят пипеткой 25 см3 точного 1 %-ного раствора углекислого натрия с таким расчетом, чтобы масса прибавленной соды примерно в два раза превышала массу предполагаемого сухого остатка. Для обычных пресных вод достаточно добавить 250 мг безводной соли (25 см3 1 %-ного раствора Na 2 CO 3). Раствор хорошо перемешивают стеклянной палочкой. Палочку обмывают дистиллированной водой, собирая воду в чашку с осадком. Выпаренный с содой сухой остаток высушивают до постоянной массы при 150 ° С. Чашку с сухим остатком помещают в холодный термостат и затем поднимают температуру до 150 ° С. Разность в массе между чашкой с сухим остатком и первоначальной массой чашки и соды (1 см3 раствора соды содержит 10 мг Na 2 CO 3) дает значение сухого остатка во взятом объеме воды.

2.1. Обработка результатов.

Сухой остаток (Х), мг/дм3, вычисляют по формуле:

,

где m - масса чашки с сухим остатком, мг;1 - масса пустой чашки, мг;2 - масса добавленной соды, мг;- объем воды, взятый для определения, см3.

Расхождения между результатами повторных определений не должны превышать 10 мг/дм3, если сухой остаток не превышает 500 мг/дм3, при более высоких концентрациях расхождение не должно превышать 2 отн. оо/о.

Методика. Определение содержания хлоридов.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ.

1. Отбор проб производят по ГОСТ 2874 и ГОСТ 4979.

2. Объем пробы воды для определения содержания хлоридов должен быть не менее 250 см3.

3. Пробы воды, предназначенные для определения хлоридов, не консервируют.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХЛОР-ИОНА ТИТРОВАНИЕМ АЗОТНОКИСЛЫМ СЕРЕБРОМ

2.1. Сущность метода

Метод основан на осаждении хлор-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево-желтую. Точность метода 1-3 мг/дм3.

2 Аппаратура, материалы и реактивы

Посуда мерная стеклянная лабораторная по ГОСТ 1770, ГОСТ 29227, ГОСТ 29251, вместимостью: пипетки 100, 50 и 10 см3 без делений; пипетка 1 см3 с делением через 0,01 см3; цилиндр мерный 100 см3; бюретка 25 см3 со стеклянным краном.

Колбы конические по ГОСТ 25336, вместимостью 250 см3.

Капельница по ГОСТ 25336.

Пробирки колориметрические с отметкой на 5 см3.

Воронки стеклянные по ГОСТ 25336.

Фильтры без зольные «белая лента».

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233.

Квасцы алюмокалиевые (алюминий-калий сернокислый) по ГОСТ 4329.

Калий хромовокислый по ГОСТ 4459.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, 25 %-ный раствор.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации чистые для анализа (ч. д. а.).

3. Подготовка к анализу

3.1. Приготовление титрованного раствора азотнокислого серебра.

40 г химически чистого AgNO3 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 дм3.

см3 раствора эквивалентен 0,5 мг Сl-.

Раствор хранят в склянке из темного стекла.

3.2. Приготовление 10%-ного раствора (подкисленного азотной кислотой) азотнокислого серебра

г AgNO3 растворяют в 90 см3 дистиллированной воды и добавляют 1-2 капли HNO3.

3.3. Приготовление титрованного раствора хлористого натрия

8245 г химически чистого NaCl, высушенного при 105 °С, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 дм3.

см3 раствора содержит 0,5 мг Сl-.

3.4. Приготовление гидроокиси алюминия

г алюмокалиевых квасцов растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды, нагревают до 60 °С и постепенно прибавляют 55 см3 концентрированного раствора аммиака при постоянном перемешивании. После отстаивания в течение 1 ч осадок переносят в большой стакан и промывают декантацией дистиллированной водой до исчезновения реакции на хлориды.

3.5. Приготовление 5 %-ного раствора хромовокислого калия

г К2СrО4 растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды и доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 дм3.

3.6. Установка поправочного коэффициента к раствору азотнокислого серебра.

В коническую колбу вносят пипеткой 10 см3 раствора хлористого натрия и 90 см3 дистиллированной воды, добавляют 1 см3 раствора хромовокислого калия и титруют раствором азотнокислого серебра до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево-желтую, не исчезающую в течение 15-20 с. Полученный результат считают ориентировочным. К оттитрованной пробе прибавляют 1-2 капли раствора хлористого натрия до получения желтой окраски. Эта проба является контрольной при повторном, более точном определении. Для этого отбирают новую порцию раствора хлористого натрия и титруют азотнокислым серебром до получения незначительной разницы оттенков слабо-оранжевого в титруемом растворе и желтого в контрольной пробе. Поправочный коэффициент (К) вычисляют по формуле

где v - количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см 3 .

4. Проведение анализа

4.1. Качественное определение

В колориметрическую пробирку наливают 5 см 3 воды и добавляют три капли 10 %-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлор-иона определяют по осадку или мути в соответствии с требованиями таблицы.

4.2. Количественное определение

В зависимости от результатов качественного определения отбирают 100 см 3 испытуемой воды или меньший ее объем (10-50 см 3) и доводят до 100 см 3 дистиллированной водой. Без разбавления определяются хлориды в концентрации до 100 мг/дм 3 . pН титруемой пробы должен быть в пределах 6-10. Если вода мутная, ее фильтруют через без зольный фильтр, промытый горячей водой. Если вода имеет цветность выше 30°, пробу обесцвечивают добавлением гидроокиси алюминия. Для этого к 200 см 3 пробы добавляют 6 см 3 суспензии гидроокиси алюминия, а смесь встряхивают до обесцвечивания жидкости. Затем пробу фильтруют через без зольный фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отмеренный объем воды вносят в две конические колбы и прибавляют по 1 см 3 раствора хромовокислого калия. Одну пробу титруют раствором азотнокислого серебра до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу используют в качестве контрольной пробы. При значительном содержании хлоридов образуется осадок AgCl, мешающий определению. В этом случае к оттитрованной первой пробе приливают 2-3 капли титрованного раствора NaCl до исчезновения оранжевого оттенка, затем титруют вторую пробу, пользуясь первой, как контрольной пробой.

Определению мешают: ортофосфаты в концентрации, превышающей 25 мг/дм 3 ; железо в концентрации более 10 мг/дм 3 . Бромиды и йодиды определяются в концентрациях, эквивалентных Сl - . При обычном содержании в водопроводной воде они не мешают определению.

5. Обработка результатов.

где v - количество азотнокислого серебра, израсходованное на титрование, см 3 ;

К - поправочный коэффициент к титру раствора нитрата серебра;

g - количество хлор-иона, соответствующее 1 см 3 раствора азотнокислого серебра, мг;- объем пробы, взятый для определения, см 3 .

Расхождения между результатами повторных определений при содержании Сl - от 20 до 200 мг/дм 3 - 2 мг/дм 3 ; при более высоком содержании - 2 отн. %.

4. Устройство анализируемого прибора. Универсальный иономер ЭВ-74

. Назначение.

Универсальный иономер ЭВ-74 предназначается для определения в комплекте с ионоселективными электродами активности одно- и двухвалентных анионов и катионов (величины pX) в водных растворах, а также для измерения окислительно-восстановительных потенциалов (величины Еh) в этих же растворах.

Иономер может использоваться также в качестве высокоомного милливольтметра.

При работе с блоком автоматического титрования прибор может быть использован для массового однотипного титрования.

Иономером ЭВ-74 можно производить измерения как методом отбора проб, так и непосредственно в лабораторных установках.

Иономер предназначен для применения в лабораториях научно-исследовательских учреждений и промышленных предприятий.

2. Устройство и принцип работы.

2.1. Общие сведения

Для измерения активности одно- и двухвалентных ионов в растворах используется электродная система с ионоселективными измерительными электродами и преобразователь. Электродвижущая сила электродной системы зависит от активности соответствующих ионов в растворе и определяется уравнениями (1) или (2).

Значение рХ контролируемого раствора определяется измерением э.д.с. электродной системы с помощью преобразователя, шкала которого проградуирована в единицах рХ. Градировочные значения э.д.с, могут быть вычислены при помощи уравнений (1) и (2).

2. Принцип действия и схема преобразователя иономера

Работа иономера основана на преобразовании э.д.с. электродной системы в постоянный ток, пропорциональный измеряемой величине. Преобразование э.д.с. электродной системы в постоянный ток осуществляется высокоомным преобразователем авто компенсационного типа.

Электродвижущая сила Ех электродной системы (рис. 1) сравнивается с падением напряжения на сопротивлении R, через которое протекает ток Iвых. усилителя. Падение напряжения U вых. на сопротивлении R противоположно по знаку электродвижущей силе Ех на вход усилителя подается напряжение:

вх. =Eх-Uвых. =Eх-Iвых.×R (4)

При достаточно большом коэффициенте усиления напряжение Uвых. мало отличается от э.д.с. электродной системы Sx благодаря этому ток, протекающий через электроды в процессе измерения, весьма мал, а ток Iвых. протекающий через сопротивление R, пропорционален э.д.с. электродной системы, т.е. рХ контролируемого раствора.

3. Конструкция иономера ЭВ-74

Иономер состоит из преобразователя и подставки, предназначенной для крепления электродов и установки сосудов с контролируемым раствором.

Преобразователь.

Общий вид преобразователя и элементы его конструкции показаны на рис. 5.

Для удобства монтажа и обслуживания при ремонте наклонная лицевая панель 9 (рис. 5) укреплена таким образом, что при снятии задней стенки и нижней планки она может быть откинута вперед после откручивания 2 винтов.

На лицевой панели располагаются органы оперативного управления и показывающий прибор 1. Органы заводской настройки и регулировки 7 расположены под лицевой панелью.

На шкале показывающего прибора имеются следующие оцифровки: «-1-19» для измерения на широком диапазоне и «0-5» для измерения на узких диапазонах (показания прибора суммируются со значением, соответствующим началу диапазона). Для удобства диапазон «-1-4» имеет дополнительную оцифровку.

Для установки температуры измеряемого раствора имеется оцифровка «0-100».

К органам оперативного управления относятся: тумблер «СЕТЬ», ручки переменных резисторов «КАЛИБРОВКА», «КРУТИЗНА», «рХи» и «ТЕМПЕРАТУРА РАСТВОРА»; 5 кнопок выбора рода работы: «АНИОНЫ/КАТИОНЫ (+/-)», «Х"/Х"», «mV», «рХ» и «t°»; 5 кнопок выбора диапазона измерения: «-1-19», «-1-4», «4-9», «9-14», «14-19»; корректор показывающего прибора. Кнопка «АНИОНЫ/КАТИОНЫ (+/-)» позволяет производить измерение активности анионов или положительных потенциалов в отжатом к катионов или отрицательных потенциалов в нажатом положениях, кнопка «Х"Х"» - измерение активности одновалентных или двухвалентных ионов соответственно в отжатом или нажатом положениях; кнопки с зависимой фиксацией «mV», «рХ» и «t°» позволяют включить прибор в режим милливольтметра («mV»), иономера («pX») или установки температуры раствора при ручной термокомпенсации («t°»).

При настройке ручками, выведенными на лицевую панель, следует учитывать, что в приборе применены потенциометры с высокой разрешающей способностью, которые имеют зоны плавной и грубой регулировки.

Резисторы «КАЛИБРОВКА», «КРУТИЗНА» и «pH» служат для оперативной настройки прибора на данную электродную систему.

Органы заводской настройки закрыты опломбированной планкой и предназначены: R52 - для дополнительной подстройки начала шкал при измерении катионов; R54 - то же при измерении анионов; R37 - для балансировки температурного моста; R11 - для основной настройки начала шкал при измерении рХ; R40 - для калибровки ручного термокомпенсатора при измерении двухвалентных ионов; R21 - для настройки начала шкал при измерении э.д.с. (мВ); R23 -- для регулировки размаха (крутизны) при измерении э.д.с. (мВ); R1 - для установки тока в цепи регулировки рХи.

Оси указанных потенциометров фиксируются цанговыми зажимами.

К органам заводской настройки относятся также резисторы, расположенные на плате измерительного блока: R48 - для подстройки показывающего прибора на диапазоне «-1-19»; R35 - для калибровки ручного термокомпенсатора при измерении одновалентных ионов.

Элементы внешних соединений расположены на задней планке.

Перемычка, замыкающая клеммы показывающего прибора в рабочем состоянии, должна быть снята.

ІІІ. Охрана труда

питьевой вода хлорид жесткость

1. Техника безопасности при работе с кислотами и щелочами

Концентрированные кислоты вызывают обезвоживание кожи и других тканей.

По быстроте действия и по скорости разрушения тканей тела кислоты располагаются в следующем порядке, начиная с наиболее сильных: царская водка (смесь азотной и соляной кислот). Азотная кислота, уксусная кислота (90 - 100%), молочная кислота, щавелевая кислота и т.д. очень опасны ожоги хромой смесью. Сильное раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз оказывают дымящие кислоты (концентрированные соляная и азотная кислоты).

Концентрированные кислоты хранят под тягой. Переливают их также под тягой, пользуясь индивидуальными средствами защиты (очки или защитная маска, резиновые перчатки, халат, резиновый фартук).

При пользовании склянкой с кислотой необходимо следить, чтобы на каждой склянке было четкое название кислоты. Наливать кислоту надо так, чтобы при наклоне склянки этикетка, во избежание ее порчи оказывалась наверху.

При разбавлении или укреплении растворов кислот льют кислоту большей концентрации; при изготовлении смеси кислот необходимо вливать жидкость большей плотности в жидкость с меньшей плотностью.

При разбавлении кислот нужно помнить правило: кислоту следует приливать тонкой струей при перемешивании в холодную воду, а не наоборот, и только в жаростойких и фарфоровых стаканах, так как при этом происходит значительное выделение тепла.

Переливать крепкие HNO3, H2SO4 и HCl можно только при включенной тяге в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть, по возможности, прикрыты.

Наливая раствор, следует снимать пробиркой со склянки последнюю каплю реактива во избежание попадания жидкости на халат (одежду) или обувь.

При работе с крепкими кислотами необходимо одевать защитные очки, а при работе с дымящими серной и соляной кислотой, кроме очков, надевать длинный резиновый фартук и противогаз (или по крайней мере марлевую повязку, респиратор).

Во время приготовления растворов щелочей твердые вещества из содержащих их емкостей берут только специальной ложечкой и ни в коем случае не насыпают, потому что пыль может попасть в глаза и на кожу. После использования ложечку тщательно моют, т. к. щелочь прочно пристает ко многим поверхностям.

При взятии навески используют тонкостенные фарфоровые чашечки. Бумагой, тем более фильтровальной, пользоваться нельзя, т к. щелочь ее разъедает.

Растворы приготавливают в толстостенных фарфоровых сосудах в два этапа. Сначала делают концентрированный раствор, охлаждают его до комнатной температуры, а потом разбавляют до нужной концентрации. Такая последовательность вызвана значительным экзотермическим эффектом растворения.

2. Общие требования безопасности работы в лаборатории

При выполнении химико-аналитических исследований необходимо соблюдать требования безопасности при работе с вредными веществами в соответствии с ГОСТ 12.1.007.

Во избежание возможного негативного воздействия на организм человека реактивы, применяемые при консервировании проб воды, подготовке и проведении анализов, должны храниться в минимально необходимом количестве.

Помещение, в котором проводятся химико-аналитические исследования, должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией, соответствующей строительным нормам и правилам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в соответствии с ГОСТ 12.4.021.

Необходимо организовать упорядоченное хранение отработанных реактивов и соответствующую их утилизацию. Определенные в установленном порядке отходы деятельности лаборатории следует направлять в специализированные организации по переработке отходов в соответствии с требованиями законодательства.

Приборы устанавливаются в сухом помещении, свободном от пыли, паров кислот и щелочей. Рядом с приборами не должны находиться электронагревательные приборы, а также источники электромагнитных колебаний и радиопомех.

Приборы, которые предусмотрены для работ с горючим газом, должны быть установлены на столах под вытяжными устройствами, обеспечивающими удаление продуктов сгорания.

Необходимо соблюдать правила ТБ по обращению и работе с газовыми баллонами, если таковые применяются. Баллоны с газом должны быть удалены от прибора и радиаторов отопления, а также защищены от прямого воздействия солнечных лучей. При работе с газом, находящимся под давлением, следует соблюдать установленные для этих работ "Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением". При подаче газа нужно следить за полной герметизацией всех систем подводных и отводных трубок системы.

3. Пожаро- и электробезопасность

Обесточить комнату, выключить электронагревательные приборы и тягу.

Немедленно сообщить по телефону 20-01 в пожарную часть о загорании (назвать место возникновения пожара и свою фамилию).

Доложить начальнику бюро, заведующей лабораторией, начальнику цеха.

Принять меры по ограничению распространения огня и ликвидации пожара всеми первичными средствами пожаротушения под руководством непосредственного руководителя, горящие хлорорганические продукты, перечисленные в данной инструкции можно тушить любыми средствами.

Организовать встречу пожарной части.

При загазованности одеть противогаз.

Для приведения огнетушителя ОУ-2 в действие необходимо вынуть его из гнезда, повернуть раструб в сторону очага загорания, левой рукой взяться за ручку, а правой - сорвать пломбу, повернуть до отказа маховичок вентиля. Направить струю на очаг загорания. Тушить следует с периферии, стремясь перекрыть струёй газа поверхность горения. Не следует направлять струю газа на поверхность горящей жидкости во избежание её разбрызгивания, что может привести к увеличению площади горения. После ликвидации очага загорания поворотом вентиля перекрыть клапан запорной головки.

При тушении асбестовым полотном необходимо накрыть им очаг загорания, прекратить доступ воздуха к продуктам загорания.

В случае, если при использовании средств пожаротушения, указанных выше, пожар ликвидировать не удалось, пользоваться пожарным краном, находящимся в коридоре.

Работа в лаборатории должна проводиться при наличии исправного электрооборудования. При обнаружении дефектов в изоляции проводов, неисправности пускателей рубильников, штепселей, розеток, вилок и другой арматуры, а также заземления и ограждений следует немедленно сообщить об этом непосредственным руководителям. Все обнаруженные неисправности должны устраняться только электромонтером.

При работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, необходимо применять неисправные индивидуальные средства защиты, диэлектрические перчатки, коврики.

Нельзя переносить включенные электронагревательные приборы.

В случае перерыва в подаче электрического тока все электронагревательные приборы и электрооборудования должны быть немедленно выключены.

В случае загорания электропроводов и электроустановок необходимо их немедленно обесточить и приступить к тушению огня углекислотным или порошковым огнетушителем, а также кошмой или песком.

IV . Охрана окружающей среды

Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы. К ней относится как крупномасштабная, осуществляемая на общегосударственном уровне деятельность по сохранению эталонных образцов нетронутой природы и сохранению разнообразия видов на Земле, организации научных исследований, подготовке специалистов-экологов и воспитанию населения, так и деятельность отдельных предприятий по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, снижению норм использования природных ресурсов и т. д. Такая деятельность осуществляется в основном инженерными методами.

Существуют два основных направления природоохранной деятельности предприятий. Первое - очистка вредных выбросов. Этот путь «в чистом виде» малоэффективен, так как с его помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в биосферу. К тому же сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды ведет к усилению загрязнения другого.

И например, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды. Уловленные из отходящих газов и сливных вод вещества часто отравляют значительные земельные площади.

Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

Кроме того, загрязнители, на обезвреживание которых идут огромные средства, представляют собой вещества, на которые уже затрачен труд и которые за редким исключением можно было бы использовать в народном хозяйстве.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо процесс очистки вредных выбросов совместить с процессом утилизации уловленных веществ, что сделает возможным объединение первого направления со вторым.

Второе направление - устранение самих причин загрязнения, что требует разработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для биосферы веществ.

Однако далеко не для всех производств найдены приемлемые технико-экономические решения по резкому сокращению количества образующихся отходов и их утилизации, поэтому в настоящее время приходится работать по обоим указанным направлениям.

Заботясь о совершенствовании инженерной охраны окружающей природной среды, надо помнить, что никакие очистные сооружения и безотходные технологии не смогут восстановить устойчивость биосферы, если будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения естественных, не преобразованных человеком природных систем, в чем проявляется действие закона незаменимости биосферы.

Таким порогом может оказаться использование более 1% энергетики биосферы и глубокое преобразование более 10% природных территорий (правила одного и десяти процентов). Поэтому технические достижения не снимают необходимости решения проблем изменения приоритетов общественного развития, стабилизации народонаселения, создания достаточного числа заповедных территорий и других, рассмотренных ранее.

Список используемой литературы

Аналитическая химия. Васильев В.П. Год издания: 1989

Герасимов И.П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира. М.: Наука, 1985.

Интернет-сайты:

www.ekologichno.ru