Химические показатели качества воды

Разберем  основные химические показатели, которые наиболее часто определяются при проведении анализов воды.Водородный показатель (рН) .Водородный показатель (рН) представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов в растворе: рН = - lg [H+].

Для всего живого в воде (за исключением некоторых кислотоустойчивых бактерий) минимально возможная  величина  рН=5.  Дождь,  имеющий  рН < 5,5, считается кислотным дождем. В  питьевой  воде  допускается  рН 6,0-9,0; в  воде  водоемов  хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования — 6,5 - 8,5.  Величина рН  природной воды определятся, как правило, соотношением концентраций гидрокарбонат-анионов и свободного СО2. Пониженное значение рН характерно для болотных вод за счет повышенного содержания гуминовых и других природных кислот.

Измерение  рН  при  контроле  качества  природной  и  питьевой  воды  проводится практически повсеместно. Колебания рН воды сами по себе даже за пределами диапазона требований стандарта  не могут  причинить вреда здоровью  в  силу наличия  буферного резерва воды и соответствующих механизмов гомеостаза в организме. Основанием для регламентации рН являются зависимость растворимости «главных ионов» воды от рН.  Известно,  что  от  рН  воды  и  содержания  солей  в  макроконцентрациях  зависит форма нахождения в воде микроэлементов и связанные с формой физические свойства,  в частности, растворимость.  Это обстоятельство, в конечном счете, отражается на биологической активности микроэлементов.

Ниже  будет  дана  гигиеническая  характеристика  неорганических  веществ  техногенного  происхождения,  ставших,  к  сожалению, «универсальными»  загрязняющими компонентами природных вод. Речь пойдет об элементах (кадмий, никель, ртуть, хром, и др.), соединениях, которые способны вызывать токсические эффекты. Растворимость этих соединений определяется величиной рН. Кроме того, смещение рН за  пределы, свойственные конкретному источнику водоснабжения  или  предусмотренные  технологической  картой  водообработки,  является сигналом  либо поступления в источник воды другого состава, либо нарушения технологического режима водоподготовки.

Щелочность обусловлена присутствием в воде веществ, содержащих гидроксоанион, а также веществ, реагирующих с сильными кислотами (соляной, серной). К таким соединениям относятся:

- сильные щелочи (КОН, NaOH) и летучие основания (например, NH3xH20), a также анионы,  обуславливающие высокую  щелочность  в  результате  гидролиза  в  водном растворе при рН>8,4 (S2- SiOз2- и др.);

-  слабые основания и анионы летучих и нелетучих слабых кислот ,  анионы  гуминовых  кислот и др.).

Щелочность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно используют соляную кислоту с концентрацией 0,05 или 0,1 г-экв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора. При нейтрализации сильных щелочей до значений рН 8,0-8,2 в качестве индикатора используют фенолфталеин. Определяемая таким образом величина называется свободной щелочностью.

При нейтрализации слабых оснований и анионов летучих и нелетучих слабых кислот до значений рН 4,2-4,5 в качестве индикатора используют метиловый оранжевый. Определяемая  таким  образом  величина  называется  общей  щелочностью.  При  рН 4,5 проба воды имеет нулевую щелочность. Щелочность природных вод в силу их контакта с атмосферным воздухом и известняками,  обусловлена, главным образом, содержанием  в  них гидрокарбонатов и  карбонатов, которые вносят  значительный вклад в минерализацию воды. Соединения первой группы  могут  содержаться  также в  сточных  и загрязненных поверхностных  водах.  Аналогично  щелочности,  иногда,  главным  образом  при  анализе сточных и технологических вод, определяют кислотность воды. Кислотность воды обусловлена содержанием в воде веществ, реагирующих с гидроксо-анионами. К таким соединениям относятся:

- сильные кислоты: соляная (НСl), азотная (HNO3), серная (H2SO4); - слабые  кислоты: уксусная   (СНзСООН);   сернистая   (Н2SОз); угольная (Н2СОз); сероводородная (H2S) и т.п.; - катионы   слабых   оснований:   аммоний   (NH4+)  катионы  органических аммонийных соединений.

Кислотность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной щелочи (обычно используют растворы КОН или NaOH с концентрацией 0,05 или 0,1 г-экв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора. Аналогично показателю щелочности, различают свободную и общую кислотность.  Свободная кислотность определяется при титровании сильных кислот до значений рН 4,3-4,5 в присутствии в качестве индикатора метилового оранжевого. В этом диапазоне оттитровываются HCl, HNO3, H2SO4, H3РО4.

Естественная  кислотность  обусловлена  содержанием  слабых  органических  кислот природного  происхождения ( например,  гуминовых  кислот).  Загрязнения,  придающие  воде повышенную кислотность, возникают при кислотных дождях, при попадании в водоемы не прошедших нейтрализацию сточных вод промышленных предприятий и др.

Общая кислотность обусловлена содержанием катионов слабых оснований, определяется при титровании до значений рН 8,2-8,4 в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора. В этом диапазоне оттитровываются слабые кислоты — органические, угольная, сероводородная, катионы слабых оснований.

Минеральный состав воды интересен тем, что отражает результат взаимодействия воды, как физической фазы и среды жизни, с другими фазами (средами): твердой - береговыми и подстилающими,  а  также  почвообразующими  минералами  и  породами;  газообразной - воздушной средой и содержащейся в ней влагой и минеральными компонентами. Кроме того, минеральный состав воды обусловлен целым рядом протекающих в разных средах физико-химических  и  физических  процессов:  растворения  и  кристаллизации;  испарения  и конденсации; седиментации  и всплывания. Большое  влияние на  минеральный  состав воды  поверхностных водоемов оказывают, протекающие в атмосфере и в других средах,  химические реакции с участием соединений азота, углерода, кислорода, серы и др.

Ряд показателей качества воды, так или иначе, связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных веществ. Содержащиеся в воде минеральные соли вносят разный вклад в общее солесодержание, которое может быть рассчитано суммированием концентраций каждой из солей.  Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание не более 1 г/л.  Можно выделить две группы минеральных солей, обычно встречающихся в природ-

ных водах. Как  видно из таблицы ,  основной вклад в минеральный состав вносят соли 1-й группы, и образуют так называемые «главные ионы», которые определяют в первую очередь. К ним относятся хлориды, карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты.


Соответствующими катионами для названных анионов являются калий, натрий, кальций, магний. Соли 2-й группы также необходимо учитывать при оценке качества воды, т.к. на каждую из них установлено значение ПДК, хотя они вносят незначительный вклад в солесодержание природных вод.

Pages: 1 2

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.