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
Загрузка ...