Химические показатели качества воды

Как отмечалось выше, карбонаты и гидрокарбонаты  представляют  собой  компоненты,  определяющие  природную  щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения атмосферной углекислоты, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и, конечно, протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.

Определение  карбонат - и  гидрокарбонат-анионов  является  титриметрическим и основано на их реакции с водородными ионами в присутствии фенолфталеина (при определении карбонатанионов) или метилового оранжевого (при определении гидрокарбонат-анионов) в качестве индикаторов. Используя эти два индикатора, удается наблюдать две точки эквивалентности: в первой точке (рН 8,0-8,2) в присутствии фенолфталеина  полностью  завершается  титрование  карбонат-анионов;  во  второй точке (рН 4,1-4,5)  в присутствии метилового оранжевого  — гидрокарбонат-анионов.

По  результатам  титрования  пробы  можно  определить  концентрации  основных  ионных форм, обуславливающих  потребление  кислоты (гидроксо-, карбонат- и  гидрокарбонатанионов), а также величины свободной и общей щелочности воды, т.к. они находятся в стехиометрической  зависимости  от  содержания  гидроксо-,  карбонат-  и  гидрокарбонатанионов.

Присутствие карбонат-аниона в концентрациях, определяемых аналитически, возможно лишь в водах, рН которых более 8,0-8,2. При определении карбонатов, в случае присутствия в анализируемой воде гидроксо-анионов,  протекает также реакция нейтрализации.

Величина карбонатной жесткости рассчитывается с учетом эквивалентных масс участвующих в реакциях карбонат - и  гидрокарбонат-анионов. В результате титрования карбоната и гидрокарбоната, которое может выполняться как параллельно в разных пробах, так и последовательно в одной и той же пробе, для расчета значений концентраций необходимо определить общее количество кислоты (Vo) в миллилитрах, израсходованной на титрование карбоната (Vк) и гидрокарбоната (Vгк).

Результаты   титрования    по   фенолфталеину   и   метилоранжу   позволяют рассчитать показатель щелочности воды, который численно равен количеству эквивалентов кислоты, израсходованной на титрование пробы объемом 1 л.

При  этом  потребление  кислоты  при  титровании  по  фенолфталеину  характеризует свободную щелочность, а по метилоранжу — общую щелочность, которая измеряется в мг-экв/л. Показатель щелочности используется в России, как правило, при исследовании сточных вод. В некоторых других странах (США, Канаде, Швеции и др.) щелочность определяется при оценке качества природных вод и выражается массовой концентрацией в эквиваленте СаСОз. Следует иметь в виду, что, при анализе сточных и загрязненных природных вод, получаемые результаты не всегда корректно отражают  величины свободной и общей щелочности, т.к. в воде, кроме карбонатов и гидрокарбонатов, могут присутствовать соединения некоторых других групп.

Сульфаты — распространенные  компоненты  природных  вод.  Их  присутствие  в воде обусловлено растворением некоторых минералов — природных сульфатов (гипс), а также переносом с дождями содержащихся в воздухе сульфатов.  Последние образуются при реакциях окисления в атмосфере оксида серы (IV) до оксида серы (VI), образования серной кислоты и ее нейтрализации (полной или частичной):

2SO2 +О2 = SO3 SO3+H2O = H2SO4

Наличие сульфатов в промышленных сточных водах обычно обусловлено технологическими  процессами,  протекающими с  использованием  серной  кислоты (производство минеральных удобрений, производства химических веществ). Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического эффекта для  человека,  однако ухудшают вкус  воды:  ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250-400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в трубопроводах при смешении двух вод с разным минеральным составом, например, сульфатных и кальциевых (в осадок выпадает CaSО4).

ПДК сульфатов в питьевой воде и в воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения  составляет 500 мг/л,  лимитирующий  показатель вредности — органолептический.

Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах, а также в питьевой воде, в виде солей металлов. Если в воде присутствует хлорид натрия, то уже при концентрациях свыше 250 мг/л она имеет соленый вкус. В случае присутствия в воде хлоридов кальция и магния соленость  возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. Именно по органолептическому показателю — вкусу установлена ПДК для питьевой воды по хлоридам (350 мг/л). Лимитирующий показатель вредности — органолептический.

Большие количества хлоридов могут образовываться в промышленных процессах концентрирования растворов, ионного обмена, высаливания и т.д., образуя сточные воды с высоким содержанием хлорид-аниона. Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсических эффектов на людей, хотя соленые воды очень коррозионно активны по отношению к металлам, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв.

Pages: 1 2