Показатели качества водной среды
Для оценки качества вод, степени их чистоты или загрязнённости и возможности водопользования для тех или иных нужд применяются три группы показателей качества воды: физико-химические, биологические и органолептические (табл. 3.17).
К физико-химическим показателям качества воды относятся: содержание в ней солей, металлов, сухой остаток, жёсткость, кислотность.
Таблица 3.17
Характеристики качества вод
| Физико-химические | Биологические | Органо-лептические |
| Сухой остаток Мутность Химические вещества Жёсткость Температура Растворённый кислород Химическая потребность кислоода | Число бактерий Число микроорганизмов Органические вещества Биологическая потребность кислорода | Запах Вкус Цвет Прозрачность |
Биологические показатели качествахарактеризуютколичество бактерий и микробов, количество органических примесей, биологический показатель качества (БПК).
Органолептические показатели качества воды – это её вкус, цвет, запах, прозрачность.
Показатели качества вод, используемых для разных нужд, имеют существенные различия.
Физико-химические показатели качества воды
Охарактеризуем более подробно физико-химические показатели качества воды.
Сухой остаток воды – это соли и вещества, которые остаются после её выпаривания. В воде источника и питьевой воде он не должен превышать 1 000 мг на литр. Более высокое содержание солей, если оно не обусловлено геологическими особенностями, даёт основание полагать, что соли поступают в водоём вместе с промышленными стоками.
Мутность определяют с помощью мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором, приготовленным из инфузорной земли или каолина на основе дистиллированной воды. Мутность воды выражают в мг/л взвешенного вещества.
Жёсткость воды зависит от содержания солей кальция и магния, главным образом двууглекислых. Различают три вида жёсткости: общую, постоянную и устранимую.
Общая жёсткость воды– это жёсткость сырой воды, обусловленная содержанием всех соединений Са и Mg, независимо от того, с какими анионами они связаны.
Постоянная жёсткость – это жёсткость воды после одночасового кипячения, зависящая от присутствия солей Са и Mg, не дающих осадка при кипячении (сульфаты и хлориды).
Устранимая жёсткость – это жёсткость воды, которая устраняется при кипячении, что связано с превращением бикарбонатов в нерастворимые соединения (монокарбокаты), которые выпадают в осадок.
Жёсткость измеряется в градусах или миллиграмм-эквивалентах.
За один градус жёсткости принимается количество солей Са и Mg эквивалентное 10 мг СаО, в одном литре воды:
1° жёсткости = 10 мг СаО в литре воды;
1 мг экв СаО – 28 мг/л СаО;
1 мг экв СаО s 2,8° жёсткости.
Мягкой считается вода, имеющая жёсткость менее 10°, т.е. менее 100 мг СаО в 1 литре воды, умеренно жёсткой – от 10° до 20°, жёсткой – более 20°.
Очень жёсткая вода может оказывать на желудок человека послабляющее действие. Косвенное влияние жёсткой воды состоит в худшей усваиваемости организмом пищи: овощей, мяса, бобовых, которые плохо провариваются в жёсткой воде. При использовании жёсткой воды в промышленности происходит быстрое засорение труб осадками.
Важнейшим показателем качества воды является её кислотность или рН. Кислотность характеризует активность и определяется концентрацией ионов водорода. Чем меньше значение показателя, тем более кислой является вода.
Концентрация ионов водорода в дистиллированной воде при температуре 25оС равна 1∙10-7 моль/л.
pH равно десятичному логарифму величины обратной активности иона водорода и рассчитывается по формуле (3.17):
pH = - log V(H+), (3.17)
где V(H+) есть концентрация ионов водорода (моль/л).
рН атмосферной воды находится в пределах от 5 до 6 ед. рН. Под влиянием абсорбированных углекислого газа, окислов серы и азота (особенно в промышленных районах) атмосферная вода может становиться кислой и её рН понижается до 4 – 5 ед. рН. Для питьевой воды, как видно из табл.3.18, показатель рН находится в пределах от 6,5 до 8,5 ед. рН. Кислую реакцию вода приобретает при загрязнении её промышленными и другими сточными водами, содержащими кислоты и их соли.
Количество растворённого кислорода зависит от температуры воды и барометрического давления. В чистых открытых водоёмах при температуре + 5+15°С содержание кислорода составляет 3 – 6 мг/л, при сильном загрязнении оно снижается до нуля за счёт поглощения его водной фауной и загрязняющими воду органическими веществами.
Таблица 3.18
Шкала кислотности
| pH | ||||||||
| концентрация H+, моль/л | 1 | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | 10-6 | 10-7 |
| pH | |||||||
| концентрация H+, моль/л | 10-8 | 10-9 | 10-10 | 10-11 | 10-12 | 10-13 | 10-14 |
Косвенными показателями является окисляемость воды, характеризуемая химической потребностью кислорода (ХПК), и биологической потребностью кислорода (БПК).
ХПК характеризует расход кислорода на окислительно-восстановительные процессы в воде, обусловленные её загрязнением химическими веществами (без учёта его расхода на биологические процессы, т.е. процессы, связанные с потреблением кислорода живыми организмами).