Что покажет шестикомпонентный анализ воды

Химический анализ воды

Химический состав исследуется не только для выявления основных элементов, но и для оценки свойств жидкости. Химический анализ имеет два подвида: общий и специальный. Первый подвид необходим для определения основных характеристик и выявления наличия в питьевой воде некоторых разновидностей ионов и солей. Специальный химический анализ потребуется, если необходимо определить жесткость, кислотность воды, ее коррозийные и агрессивные свойства, а также наличие в ней конкретных вредных компонентов.

Общий химический анализ воды применяется для следующих целей:

• Оценка щелочности путем измерения концентрации карбонатов, гидроксидов, бикарбонатов, анионов слабых кислот.
• Выявление повышенного уровня сульфатов, способных вызвать патологии пищеварительной системы.
• Определение уровня рН с измерением количества ионов водорода.
• Контроль содержания в воде йода и фтора, которые способны вызывать рахит, патологии ротовой полости, кровеносной системы и щитовидной железы.
• Во избежание сильнейших отравлений хлором и возникновения онкологических и генетических заболеваний тестируется его количество. Хлор применяется для обеззараживания воды в допустимой концентрации.
• Устранение вероятности загрязнения водопровода бытовыми отходами за счет исследования жидкости на предмет наличия хлоридов в совокупности с азотосодержащими веществами.
• Выявление содержания в составе железа, способного пребывать в коллоидном, растворенном и нерастворенном виде. Если же совместно с железом был обнаружен марганец, то вода непригодна не только для питья, но и для прочих бытовых целей. В таких случаях водопроводные трубы покрываются желтым налетом, а вода имеет неприятный привкус.
• Проверка количества натрия и калия, которые проникают в воду посредством растворения коренных пород.
• Обнаружение в воде следов наличия органики животного происхождения за счет выявления в составе нитратов, аммиака и нитритов.
• Исследование жидкости на присутствие в ней сероводорода, крайне опасного для здоровья человека.

Виды химического анализа

Специальный химический анализ воды применяется для более детальной оценки и подразделяется на несколько разновидностей:

1. Технический – необходим для проверки качества воды, используемой в нефтедобывающей промышленности, но иногда подобные пробы требуются и для питьевой воды. Оценивается агрессивность и коррозионная устойчивость.
2. Санитарный – проводится для установления пригодности воды для бытовых целей и питья. Производится замер уровня кислотности, жесткости, щелочности и содержания ионов NO3, NO2, NH4.
3. Поисковый – исследование, позволяющее выявить наличие агрессивных веществ;
4. Бальнеологический – наиболее полный анализ качества воды, в большинстве своем применяемый для оценки целебных источников. Проводится полноценная проверка всех качественных характеристик, в том числе и наличие радиоактивности, газовых компонентов, железа, лития, сульфатов, мышьяка и пр.

Как сделать анализ воды в домашних условиях

Последовательность действий при определении органолептических показателей:

наполните стакан из прозрачного стекла чистой водой

Определите, прозрачная вода, или мутная, Обратите внимание на взвешенные вещества, которые могут оседать или находится в коллоидном состоянии;
понюхайте жидкость. Если есть запах, попробуйте его идентифицировать;
если вода прозрачная и ничем не пахнет, испытайте ее на вкус

Чистая вода обладает нейтральным вкусом;
возьмите карманное чистое зеркальце, положите на горизонтальную поверхность, и капните на него воду. Когда капля высохнет, рассмотрите внимательно, что осталось на зеркале. От чистой воды не останется следов;
вскипятите воду в чистой кастрюле с эмалью белого цвета. Серый или желтый налет на стенках говорит об избытке железа или соединений кальция;
проведите тест на чистоту воды с помощью марганцовки. Добавьте пару кристалликов марганцовки в стакан с исследуемой водой и тщательно размешайте. Если вода окрасилась в розовый цвет, с водой все в порядке. Появление желтого оттенка сигнализирует о непригодности данной воды для питья.

Правила забора и скорость доставки до лаборатории

Порядок и способы отбора проб регламентируются стандартами ISO 5667-2 и ISO 5667-3.

Во время отбора необходимо соблюдать следующие правила:

1. Перед взятием пробы из новой скважины не менее чем за 2-ое суток до забора должна быть откачана вода в объеме планируемой производительности. Перед непосредственным взятием пробы следует произвести откачку в течение 5-10 минут.
2. Проба помещается в чистую стеклянную посуду (в некоторых оговоренных случаях – в полиэтиленовую) объемом 1,5-2 л. Для расширенного анализа потребуется емкость до 3 л. Бутылки с пробами должны герметично закрываться пробками.
3. Для разных видов анализа (микробиологического, химического) используются разные емкости.
4. Мойка посуды под пробу производится сначала моющими средствами, затем хромпиком и ополаскиванием дистиллированной водой. При взятии пробы посуду следует ополоснуть три раза подвергаемой анализу водой.
5. Вода наливается тонкой струей под самое горлышко для химического анализа (чтобы исключить насыщение воды кислородом) и с небольшим зазором для микробиологического (чтобы избежать загрязнения).
6. Забор проб из скважины производится батометром – специальной цилиндрической емкостью, оснащенной кранами, клапанами и крышками, позволяющими закрывать сосуд под водой на нужной глубине и исключать ее смешивание.

Время, прошедшее с момента забора пробы до проведения анализа при условии охлаждения ее в холодильнике и хранении в затемненном месте, не должно превышать 24 часа.

Это обуславливается тем, что с течением времени в воде происходят изменения, влияющие на результат исследований – поглощение некоторых соединений микроорганизмами и водорослями, появлением осадков или улетучиванием, окислением воды и пр.

Для повышения сроков хранения проб может использоваться их консервация замораживанием (до -20 °C) или добавление в них консервантов.

Сколько стоит анализ воды из колодца

Цена лабораторных анализов может существенно различаться в зависимости от региона вашего проживания, количества анализируемых компонентов воды, особенностей лаборатории. Обычно на сайте соответствующей лаборатории вы можете найти перечень расценок на разные виды анализов. Иногда чтобы узнать окончательную цену, нужно связаться с менеджером по телефону.

Хотите знать, сколько стоит проверить воду из колодца? Средняя цена в зависимости от вида анализа следующая:

• Полный анализ водной среды в очень глубоком колодце составляет 2500 руб.
• Проверка воды по биологической группе показателей обойдётся вам в 1500 руб.
• Комплексная оценка состояния колодезной водной среды будет стоить 3000 руб.

Проверка качества воды в домашних условиях

Провести химический анализ питьевой воды своими силами не получится, но оценить её безопасность вполне возможно. Прежде чем проводить исследование, нужно понимать, что считается нормой.

Какими должны быть показатели воды для питья

Существуют санитарно-гигиенические нормативы на питьевую воду. Оцениваются жёсткость, значение pH, содержание минералов, окисляемость, органолептические свойства.

1. Уровень pH. С помощью этого параметра определяется щелочность или кислотность. Допустимые значения: 6,5 — 8,5, но оптимальное – 7 — 7,5, поскольку такую кислотность имеет кровь человека.
2. Жёсткость – определяется наличием солей металлов: их должно быть не более 4,5 мг/л. Вода с большим содержанием солей считается жёсткой. Оптимальное значение – 1,5 — 2,5 мг/л.
3. Минерализация. Содержание полезных минералов. Оптимальное количество этих веществ – не более 1 гр/л.

1. Щелочность – это содержание анионов слабых кислот и гидратов. В норме их не более 6,5 мг/л.
2. Окисляемость– зависит от элементов сточных вод. Допускается минимальное их количество.
3. Органолептические параметры – это прозрачность, запах, вкус.

Довериться ощущениям

Лёгкий способ провести анализ воды – изучить её свойства с помощью своих ощущений: чувствуется ли запах, достаточно ли она прозрачна и какова на вкус. Это и есть органолептический анализ. Оцениваются свойства:

1. Прозрачность. Возьмите прозрачную ёмкость и наполните примерно на 2 см. Поставьте на журнал или газету и прочитайте текст. Легко получилось – тест на прозрачность пройден успешно.
2. Цветность. А именно – наличие органических примесей. Их хорошо видно, если посмотреть на стакан на фоне белой бумаги.
3. Запах. При нагревании он усиливается. Поставьте кастрюлю с проверяемой жидкостью на огонь и нагрейте до 60 °C. Для оценки запаха используется пятибалльная система:

Баллы
Характеристика запаха
Описание

Нет совсем
Не чувствуется
1
Очень слабый
Обнаруживается в лабораториях
2
Слабый
Если принюхиваться и искать, то запах можно услышать
3
Заметный
Запах присутствует, пить неприятно
4
Сильный
Запах сразу привлекает внимание, вызывает отказ от напитка
5
Очень сильный
Сильный отталкивающий запах

3 балла – это максимально допустимый результат.

1. Вкус. Вскипятите воду, а после охладите до 20 °C, попробуйте на вкус. Сладкий привкус даёт гипс, терпкий или металлический – железо, горький – магний, гнилостный – органические продукты распада. Для оценки вкуса также используется пятибалльная шкала:

Баллы
Характеристика вкуса
Описание

Нет совсем
Привкус не чувствуется
1
Очень слабый
Обнаруживается в лабораториях
2
Слабый
Если искать привкус, то он становится заметен
3
Заметный
Чувствуется с первого глотка
4
Сильный
Вкус сразу привлекает внимание, вызывает отказ от напитка
5
Очень сильный
По вкусу понятно – напиток небезопасен.

Проба набрала больше 2-х баллов – повод сдать образец в лабораторию.

Какие бактерии выявляют?

Для каждого вида вод определяют нормативные показатели по содержанию микроорганизмов. Количество варьируется в большую или меньшую степень, но незначительно.

Определяемые патогенные микроорганизмы для микробиологического анализа отличаются для каждого источника.

Данные представлены в таблице:

Вид источника воды	Разновидность микроорганизмов	Нормы
Питьевая	Общее количество микроорганизмов	Не больше 50 КОЭ в 1 мл
	Колиморфные бактерии	Отсутствуют
	Колифаги	Отсутствуют
	Сульфатредуцирующие бактерии	Отсутствуют в 20 мл
Поверхностные (открытые) водоемы	Общее число бактерий	Не больше 500 КОЭ в 100 мл
	Колиморфные бактерии	Не больше 100 КОЭ в 100 мл
	Колифаги	Не больше 100 БОЭ в 100 мл
	Кишечные инфекции	Отсутствуют
Хозяйственно-бытовые сточные	Общее количество микроорганизмов	106-108 КОЭ в 100 мл
	Колифаги	103-104 БОЭ в 100 мл
	Вирусы	Не более 103 БОЭ в 100 мл
	Сальмонеллы	103-106 КОЭ в 100 мл
	Туберкулезная палочка	Присутствует
Городские сточные	Общее количество микроорганизмов	105-107 КОЭ в 100 мл
	Колифаги	103-104 БОЭ в 100 мл
	Вирусы	Не более 103 БОЭ в 100 мл
	Сальмонеллы	103-104 КОЭ в 100 мл
	Туберкулезная палочка	Присутствует
Бассейны	Общее количество микроорганизмов	Не больше 50 КОЭ в 1 мл
	Колиморфные бактерии	Отсутствуют
	Колифаги	Отсутствуют
	Сульфатредуцирующие бактерии	Отсутствуют в 20 мл
	Туберкулезная палочка	Отсутствуют

Если степень загрязнения превышает эти данные, источник не пригоден для использования в любой области человеческой деятельности.

Виды исследований

Определение качества воды осуществляется путём проведения разных исследований. Все они условно делятся на несколько групп:

• Химическая группа
• Электрохимическая группа
• Оптические исследования
• Фотохимические методики анализа
• Хроматографические исследования

Несмотря на такой большой перечень методик, не все из них могут одновременно использоваться в каждой лаборатории. Это невозможно даже в развитых европейских странах. В некоторых методах анализа применяется очень сложная аппаратура, которая не всегда есть в наличии. Например, люминесцентные  методы анализа, а также хромато-масс-спектрометрические методики доступны не всем лабораториям.

В каждой группе присутствуют свои методы анализа:

1. В первой группе используется весовой и объёмный методы.
2. Во второй – применяются полярографический и потенциометрический методы.
3. Оптические исследования выполняются с использованием люминесцентной, спектро- и фотометрической методик.
4. В четвёртой группе используется только фотохимический метод.
5. Пятая группа допускает применение разных видов хроматографии, а именно тонкослойной, высокоэффективной и жидкостной колоночной.

Особенности проверки

Экспертиза состоит из трех этапов:

• отбор проб;
• выполнение анализа в лаборатории сточных вод;
• подведение итогов, составление рекомендаций (при необходимости).

Каждый этап имеет свои правила. Так, сбор образцов может производиться только в присутствии собственника (представителя) предприятия. Обязательно составляется акт. Местом сбора выбирается хорошо перемешанный поток, чтобы концентрация образца была максимально информативной. Исходя из поставленных задач, отбор может быть простым (берется единожды в подходящем месте) и смешанным (несколько простых проб, взятых в разное время, смешиваются между собой).

Химический анализ сточных вод — главный этап экспертизы. Проверка образца производится сразу по нескольким показателям качества.

1. Физические показатели — уровень прозрачности, температура, цвет, запах. Эти признаки оцениваются визуально, поэтому считаются недостаточно информативными.

2. Сухой остаток — определение степени загрязнения. По этому показателю стокам присваивается категория.
3. Химические — позволяют определить щелочность и кислотность стоков. Измеряются путем наблюдения реакции взаимодействия с базовой pH.
4. Азотсодержащие соединения и фосфор — показатель, помогающий определить качество фильтрации стоков.
5. Токсины — коэффициент, показывающий наличие органических или неорганических токсических веществ.
6. Синтетические поверхностно-активные вещества — большое количество СПАВ препятствует естественным процессам очистки воды, понижает содержание кислорода. Показатель не должен превышать 20 мг/л.
7. Окисляемость — вычисляется при помощи биохимического и химического кислорода, позволяет оценить степень загрязнения стоков органическими и неорганическими веществами.
8. Зольность — определяет количество осадка, которое остается после нагревания взвешенных примесей.

https://youtube.com/watch?v=NKuewST1cC4

Государственное регулирование водного баланса

Существует ряд принятых на государственном уровне ГОСТов по качеству питьевой воды, а также нормы стоков и предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ.

При осуществлении производственной деятельности разрабатываются паспорта водного хозяйства, в том числе для учёта факторов риска: в них учитывается не только баланс водопотребления и водоотведения, источники водоснабжения, но и возможные загрязняющие вещества, а также их предельно допустимые концентрации и способы очистки.

Анализ воды сточных вод является обязательным при проведении хозяйственной деятельности, а также для предприятий, занимающихся очисткой воды: им необходимо периодически проверять качество стоков, поступающих на очистные сооружения.

Когда используют?

В СанПиН 2.1.4.2496-09 указаны критерии качества воды, в том числе и допустимое наличие радиоактивных веществ.

Радиологический анализ проводят в следующих случаях:

• для питьевой и технической воды, стоков;
• для природных водоносных слоев, проходящих рядом с залежами радона, других радиоактивных веществ;
• при резком изменении характеристик воды, в том числе в водоемах;
• при техногенной катастрофе с предполагаемым или подтвержденным выбросом радиоактивных веществ;
• при составлении плана водоснабжения и водоотведения загородного дома;
• при покупке дома со скважиной на участке для оценки качества воды;
• при разработке системы очистки воды в частном доме.

Кроме этого, радиологический анализ воды из водоносных подземных горизонтов проводится перед строительством жилых и промышленных объектов.

Обязательным исследование является для медицинских, санитарно-курортных учреждений, детских оздоровительных лагерей, производителей бутилированной воды.

Классификация и степень загрязнения канализационных вод

В зависимости от происхождения канализационные стоки бывают:

• промышленные;
• хозяйственно-бытовые;
• атмосферные.

Промышленные отводят через производственную канализацию, бытовые — через хозяйственно-бытовую, а поверхностные — через ливневку. К тому же, независимо от видов, они могут сбрасываться в общесплавную.

Хозяйственно-бытовые содержат минеральные, органические, биологические вещества. Промышленные классифицируют:

• по составу загрязнителя;
• концентрации вредных веществ;
• по свойствам загрязнения;
• кислотности;
• токсичности.

Ливневые стоки загрязнены минеральными веществами и имеют постоянный состав. Поэтому анализ ливневых сточных вод делают для выявления степени воздействия загрязнения на экологию.

Микробиологическая и паразитологическая форма проверки

Санитарно-микробиологическое исследование часто применяется в лабораторных условиях. При помощи мембранной фильтрации удается точно определить большинство характеристик жидкости. Анализу подлежит питьевая вода из водопровода, а также из скважин. Выявление микробиологического состава требуется в следующих случаях:

Схема методики санитарно-паразитологического исследования воды

• бутилированная жидкость – для контроля качества выпускаемой продукции;
• водопровод – регулярные исследования помогают избежать загрязнения воды;
• стоки – для снижения вредоносного воздействия на окружающую среду;
• скважины и колодцы – регулярные проверки необходимы для своевременной очистки и обеззараживания.

Микробиологический и паразитологический анализ питьевой воды позволяет вовремя выявить и устранить проблему.

1 Расчет концентраций нормативно-допустимого сброса ндс сточных вод.

Расчет концентраций НДС и выбор технологической схемы осуществляется с учетом состояния приемника сточных вод — водоема. В данном курсовом проекте рассматриваются две возможные схемы водоотведения промпредприятия:

1. сточные воды промышленного предприятия очищаются и сбрасываются в водный объект, при этом бытовые сточные воды направляются в городские сети канализации и очищаются совместно с городскими стоками;

2. если качество производственных сточных вод совпадает с качеством бытовых стоков (по взвешенным веществам, БПК, азоту и другим), в этом случае стоки объединяются и совместно направляются на очистные сооружения промпредприятия, после чего сбрасываются в водоем.

Средние концентрации сточных вод, поступающих на очистку, и необходимые данные по водному объекту имеются в задании.

1. Допустимая концентрация взвешенных веществ в сточных водах, сбрасываемых в водный объект:

, мг/л (3.2)

где

р – допустимое увеличение взвешенных веществ в водном объекте, после сброса сточных вод, составляет 0,25 или 0,75 мг/л в зависимости от категории водоема;

b – содержание взвешенных веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод (фоновая концентрация по взвешенным веществам), мг/л;

γ – коэффициент смешения, определяемый по ;

q– расход сточных вод, м3/сут;

Q– расход реки при 95% обеспеченности, м3/сут.

1. Допустимая концентрация по БПК_полн в сточных водах, сбрасываемых в водный объект:

, мг/л (3.3)

где k– осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих БПК_полн фона и сточных вод, 1/сут; для БПК_полн следует принимать по Приложению А;

L_пдк–предельно-допустимая концентрация по БПК_полн в воде водного объекта, мг/л;

L_см– БПК_полн, обусловленная органическими веществами, смываемыми в водный объект атмосферными осадками с площади водосбора на участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега, мг/л:

— для равнинных рек, протекающих по территории, почва которой не слишком богата органическими веществами – 1,7 – 2 мг/л;

— для рек болотного питания или протекающих по территории с которой смывается повышенное количество органических веществ – 2,3 –2,5 мг/л;

— если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега – принимается равной нулю.

L_ф– фоновая концентрация БПК_полн в воде водного объекта, мг/л (по заданию);

t– время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут;

n– кратность общего разбавления в водотоке, определяемая по .

1. Допустимая концентрация по нефтепродуктам, СПАВ, азоту и другим веществам в сточных водах, сбрасываемых в водный объект, определяется по формуле:

, мг/л (3.4)

где — коэффициент неконсервативности данного вещества, показывающий скорость потребления кислорода, зависящий от характера органических веществ, 1/сут; принимается в зависимости от вещества (Приложение А ).

С_пдк–предельно-допустимая концентрация данного вещества в воде водного объекта, мг/л;

С_ф– фоновая концентрация данного вещества в воде водного объекта, мг/л (по заданию);

1. Допустимая концентрация по различным загрязнениям в сточных водах, без учета коэффициентов неконсервативности, определяется по формуле:

(3.5)

По результатам расчета необходимо заполнить таблицу, пример — таблица 3.1, где С_вх – средняя концентрация загрязнения после усреднителя в поступающих на очистку стоках, а С_вых – расчетная максимально-допустимая концентрация на выходе их после очистки.

Таблица 3.1 – Пример расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ

Показатель	Свх	Сф	Спдк	Сндс (max)	Свых
Взвешенные вещества	300	10	10,25	45	15*
Нефтепродукты	50	0,01	0,05	11,5	0,05**
Медь	4,5	0,002	0,001	-108	0,001***
Железо (II)	28	0,2	0,5	0,8	0,8****

* По взвешенным веществам концентрации С_ндс получилось равным на много больше, чем С_пдк и С_ф , поэтому можно принять расчетную концентрацию С_вых на выходе из ЛОС равной 15 мг/л, что соответствует уровню используемого технологического процесса.

** По нефтепродуктам С_ндс также намного превышает С_пдк и С_ф , поэтому С_вых можно принять равным С_пдк или в соответствие с эффектами принятой технологии.

*** По ионам меди фоновая концентрация С_ф уже превышает С_пдк, т.е. водоем загрязнен, в этом случае на выходе принимаем С_вых=С_пдк.

**** По ионам железа принимаем выходную концентрацию, равную концентрации НДС: С_вых=С_ндс.

Требуемые эффекты очистки для любого вида загрязнения для ЛОС определяются по формуле:

(3.5)

Требуемый эффект очистки для любого вида загрязнения для отдельного сооружения считается аналогично, с учетом концентраций на входе и на выходе из сооружения (ориентировочные значения эффектов по различным веществам в таблицах В.4. и В.5., Приложения В).

Сухой остаток

Его значение определяется при анализе нефильтрованной пробы. Указанный показатель информирует о количестве примесей, имеющихся в воде, как взвешенных (окалина, руда, кокс, известняк и т.п.) и растворённых. В зависимости от содержания этих примесей все промышленные стоки подразделяют на 4 категории:

• первая — величина сухого остатка менее 500 мг/л (сюда входят коммунальные сточные воды);
• вторую и третью категорию разделяет показатель в 5000 мг/л;
• четвёртая – более 30000 мг/л.

Выявленные взвешенные примеси могут быть удалены механическими методами выполнения очистки. Самый простой из них – элементарное отстаивание.

Необходимость выявления сухого остатка важна потому, что  промышленные стоки требуют очистки с использованием бактерий (биологическая очистка). Кроме того, на указанной стадии величина взвешенных веществ не может превышать 10г/л. В противном случае очистка не достигнет требуемой эффективности.

Более точно говорить, что речь идёт не о сухом, а о плотном остатке, который представляет собой количество твёрдых веществ, содержащихся в фильтрованной пробе.