Исследование качества воды

Содержание: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение

      В связи с постоянно растущими  потребностями промышленности и сельского хозяйства в пресной воде со всей остротой встает проблема сохранения существующих водных ресурсов. Ведь пригодной для нужд человека воды, как показывают статистические данные, не так уж много на Земном шаре. Известно, что более 70 % поверхности Земли покрыто водой. Около 95 % ее приходится на моря и океаны, 4 % — на льды Арктики и Антарктики, и лишь 1 % составляет пресная вода рек и озер. Значительные источники воды находятся под землей, иногда на большой глубине.

      Потребители, используя воды, загрязняют ее, это  постепенно приводит к истощению чистых пресных вод и к необходимости принятия мер по их охране. Такое водоиспользование, не влияя на количество воды, существенно сказывается на ее качестве. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 1. Источники загрязнения  водоемов

      Основная  причина загрязнения водоисточников сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, а также предприятиями коммунального и сельского хозяйства. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их.

      Хотя  потери воды во многих производственных процессах (из-за испарения и утечки) невелики, но суммарно промышленные предприятия расходуют огромное количество воды, причем часть ее теряется безвозвратно или не подвергается никакой очистке.

      Свойство  рек самоочищаться благодаря  происходящим в них биологическим процессам позволило справляться с отходами.

      То, что большинство городов, а с  ними и крупных предприятий было построено на водоразделах и в  верховьях рек, раньше воспринималось лишь как историческая достопримечательность. Города растут, как люди, разве только медленнее. И человек за свою жизнь не всегда успевает оценить, как изменились потребности города в воде. А изменения есть, и порой весьма значительные. Ведь водоемы в теперешних условиях являются местом не только водозабора (изъятия воды для промышленных, питьевых и других потребностей), но и приема сточных вод.

      Современное сельскохозяйственное производство, как  и промышленность, может быть источником загрязнения. Вымываемые с орошаемых земель минеральные соли загрязняют водоемы, зачастую бесконтрольно применяются ядохимикаты, фосфорные и азотные удобрения. Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоемов. К тому же химические вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека.

      К источникам загрязнения водоемов в  сельской местности относятся также  крупные животноводческие комплексы.

        Источником загрязнения водоемов вредными веществами являются сточные воды судов.

      В последние годы водохранилища и  реки приняли многие тысячи единиц так называемого маломерного флота: катера, различные лодки с подвесными моторами. Известно, что 1 г нефтепродуктов портит 100 л воды.

      Существует еще весьма значительный источник загрязнения воды, который практически не поддается контролю. Это ливневые и снеговые стоки с территории леса, сельскохозяйственных угодий и т. д. По загрязненности такие воды, стекающие с огромных территорий, нередко сопоставимы с городскими канализационными водами. 

      Глава 2. Критерии качества воды

      Для оценки качества воды в реках и  водоёмах их разделяют по загрязнённости на несколько классов. Классы основаны на интервалах индекса загрязнённости воды (ИЗВ), представляющий собой агрегированный показатель, основанный на нескольких факторах, таких как концентрация загрязняющих веществ (нитратов, нитритов, аммонийного азота, тяжёлых металлов, нефтепродуктов и др.), характеристики гидробионтов, трофность и сапробность водоёмов.

      Классы загрязнённости (в скобках — интервал ИЗВ)

• очень чистые (< 0,25)
• чистые (0,25 .. 0,75)
• умеренно-загрязнённые (0,75 .. 1,25)
• загрязнённые (1,25 .. 1,75)
• грязные (1,75 .. 3,00)
• очень грязные (3,0 .. 5,0)
• чрезвычайно грязные (> 5,0)

     Минерализация:

      Общая минерализация - показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества). Так же этот показатель называют содержанием  твердых веществ или общим  солесодержанием. Растворенные газы при  вычислении общей минерализации не учитываются.

      За  рубежом минерализацию так же называют «общим количеством растворенных частиц» - Total Dissolved Solids (TDS).

      Наибольший  вклад в общую минерализацию  воды вносят распространенные неорганические соли (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия), а также небольшое количество органических веществ.

      Обычно  минерализацию подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), но, учитывая, что единица  измерения "литр" не является системной, правильнее минерализацию выражать в мг/куб.дм, при больших концентрациях - в граммах на литр (г/л, г/куб.дм). Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды - parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное и для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm.

      В зависимости от общей минерализации  воды делятся на следующие виды:

• слабоминерализованные (1-2 г/л),
• малой минерализации (2-5 г/л),
• средней минерализации (5-15 г/л),
• высокой минерализации (15-30 г/л) ,
• рассольные минеральные воды (35-150 г/л)
• крепкорассольные воды (150 г/л и выше).

      Показатели  качества воды:

1. Органолептические – определяются с помощью органов чувств человека (запах, вкус, цветность, мутность).
2. Физические (температура, вязкость, плотность, электрическая проводимость).
3. Химические (ph, окисляемость, растворимость газов, сухой остаток, жесткость, концентрация химических веществ, ХПК, БПК).
4. Бактериологические (колииндекс – количество кишечных палочек в литре воды, колититр – количество миллилитров воды, в которых обнаружена кишечная палочка).

 

      Глава 3. Методы оценки экологического состояния водоемов

      3.1 Гидрологические методы

      - Прозрачность воды

      В речной воде находятся взвешенные вещества, которые уменьшают ее прозрачность. Существуют несколько методов определения прозрачности воды:

      1. По диску Секки. Чтобы измерить  прозрачность речной воды, применяют  диск Секки диаметром 30 см, который  опускают на веревке в воду, прикрепив к нему груз, чтобы  диск уходил вертикально вниз. Вместо диска Секки можно применять тарелку, крышку, миску, положенные в сетку. Диск опускается до тех пор, пока он не будет виден. Глубина, на которую вы опустили диск, и будет показателем прозрачности воды.

      2. По кресту. Находят предельную  высоту столба воды, через которую просматривается рисунок черного креста на белом фоне с толщиной линий равной 1 мм, и четырех черных кружочков диаметром равным 1 мм. Высота цилиндра, в котором проводится определение, должно быть не менее 350 см. На дне его расположена фарфоровая пластинка с крестом. Нижняя часть цилиндра должна быть освещена лампой в 300 Вт.

      3. По шрифту. Под цилиндр высотой  60 см и диаметром 3-3,5 см подкладывают  стандартный шрифт на расстоянии 4 см от дна, исследуемую пробу  наливают в цилиндр, так чтобы  можно было прочитать шрифт, и определяют предельную высоту столба воды.

      - Мутность воды

      Повышенную  мутность вода имеет за счет содержания в ней грубодисперсных неорганических и органических примесей. Определяют мутность воды весовым методом, и  фотоэлектрическим колориметром. Весовой метод заключается в том, что 500-1000 мл мутной воды профильтровывают через плотный фильтр диаметром 9-11 см. Фильтр предварительно высушивается и взвешивается на аналитических весах. После фильтрования фильтр с осадком высушивают при температуре 105- 110 градусов в течение 1,5 - 2 часов, охлаждают и вновь взвешивают. По разности масс фильтра до и после фильтрования рассчитывают количество взвешенных веществ в исследуемой воде.

      - Определение запаха воды

      Запахи  в воде могут быть связаны с  жизнедеятельностью водных организмов или появляться при их отмирании - это естественные запахи.

      Запах воды в водоеме может обуславливаться  также попадающими в него стоками  канализации, промышленными стоками - это искусственные запахи.

      Сначала дают качественную оценку запаха по соответствующим признакам: болотный, землистый, рыбный, гнилостный, ароматический, нефтяной и т.д. Силу запаха оценивают по 5 балльной шкале.

      Колбу с притертой пробкой заполняют  на 2/3 водой и тотчас закрывают, интенсивно встряхивают, открывают и тотчас отмечают интенсивность и характер запаха.

      - Определение цветности воды

      Качественную  оценку цветности производят, сравнивая  образец с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бесцветного  стекла наливают отдельно исследуемую  и дистиллированную воду, на фоне белого листа при дневном освещении рассматривают сверху и сбоку, оценивают цветность как наблюдаемый цвет, при отсутствии окраски вода считается бесцветной.

      - Скорость течения реки

      Для определения скорости течения реки нужно выбрать относительно ровный участок длиной не менее 30 м и отметить его вешками (створы). Поплавок бросают в воду выше верхнего створа. При прохождении им верхнего створа включают секундомер или засекают время по часам. Затем засекают время при прохождении поплавком нижнего створа, затем высчитывают скорость в м/сек. Для более точного определения поверхностного течения поплавки бросают на середину и ближе к берегам, вычисляя среднюю скорость течения реки. 

      3.2 Гидрохимические методы

      1. Гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ).

        ИЗВ установлен Госкомгидрометом  СССР и относится к категории  показателей, наиболее часто используемых  для оценки качества водных  объектов. Этот индекс является типичным аддитивным коэффициентом и представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов

      ИЗВ рассчитывают строго по шести показателям, имеющим наибольшие значения приведенных  концентраций, независимо от того превышают  они концентрации или нет.

      В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяются на классы:

        Воды                            Значения ИЗВ                            Классы качества вод

     Очень чистые                                до 0,2                                                    I

     Чистые                                          0,2 – 1,0                                                 II

     Умеренно загрязненные             1,0 – 2,0                                                 III

      Загрязненные                               2,0 – 4,0                                                 IV

      Грязные                                        4,0 – 6,0                                                  V

      Очень грязные                             6,0 – 10,0                                               VI

      Чрезвычайно грязные                  >10,0                                                     VII

      2. Показатель химического загрязнения  воды ( ПЗХ-10).