Az édesvíz szerves szennyezettségének mutatói. Szerves vízszennyező anyagok

Von + 2Vph = Vmo

)Vk = 2(Vmo - Vf)

5. Vf = Vmo. A kiindulási mintában mind a karbonátok, sem a bikarbonátok hiányoznak, és a savfogyasztás oka a hidroxo-anionokat tartalmazó erős lúgok jelenléte.
A szabad hidroxo-anionok észrevehető mennyiségben való jelenléte (4. és 5. eset) csak szennyvízben lehetséges.
A fenolftaleinnel és metilnarancsdal végzett titrálás eredményei lehetővé teszik a víz lúgosságának kiszámítását, amely számszerűen megegyezik az 1 literes minta titrálásához használt savegyenértékek számával.
Ebben az esetben a fenolftaleinnel történő titrálás során fellépő savfogyasztás a szabad lúgosság, a metilnarancs esetében pedig a teljes lúgosság jellemzi, amelyet mEq/l-ben mérnek. A lúgossági mutatót általában Oroszországban használják a szennyvíz tanulmányozásakor. Néhány más országban (USA, Kanada, Svédország stb.) a lúgosságot a természetes vizek minőségének értékelése során határozzák meg, és CaCO3-egyenértékben kifejezett tömegkoncentrációval fejezik ki.

Szem előtt kell tartani, hogy a hulladék és a szennyezett természetes vizek elemzésekor a kapott eredmények nem mindig tükrözik megfelelően a szabad és a teljes lúgosság értékeit, mert a vízben a karbonátok és bikarbonátok mellett más csoportok vegyületei is jelen lehetnek (lásd „Lúgosság és savasság”).

5.2. Szulfátok

A szulfátok a természetes vizek gyakori összetevői. A vízben való jelenlétük bizonyos ásványi anyagok - természetes szulfátok (gipsz) - feloldódása, valamint a levegőben lévő szulfátok esővel történő átvitele miatt következik be. Ez utóbbiak a kén-oxid (IV) atmoszférában kén-oxiddá (VI) lejátszódó oxidációs reakciók során keletkeznek, a kénsav képződése és semlegesítése (teljes vagy részleges):

2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
A szulfátok jelenléte az ipari szennyvízben általában kénsavat használó technológiai folyamatok okozzák (ásványi műtrágyák előállítása, vegyszerek előállítása). Az ivóvízben lévő szulfátok nem fejtenek ki mérgező hatást az emberre, de rontják a víz ízét: a szulfátok ízérzése 250-400 mg/l koncentrációjuknál jelentkezik. A szulfátok ülepedést okozhatnak a csővezetékekben, ha két különböző ásványi összetételű vizet, például szulfátot és kalciumot kevernek össze (CaS04 kicsapódik).

Az ivóvíztározók vizében a szulfátok megengedett legnagyobb koncentrációja 500 mg/l, a káros hatás határmutatója érzékszervi.

5.3. Kloridok

A kloridok szinte minden friss felszíni és talajvízben, valamint az ivóvízben fémsók formájában jelen vannak. Ha a vízben nátrium-klorid van jelen, annak még 250 mg/l feletti koncentrációban is sós íze van; a kalcium- és magnézium-kloridok esetében a víz sótartalma 1000 mg/l feletti koncentrációnál jelentkezik. Az érzékszervi mutató - íz - alapján megállapították az ivóvízben megengedett legnagyobb kloridkoncentrációt (350 mg/l), a káros hatás határmutatója az érzékszervi.
Nagy mennyiségű klorid keletkezhet az oldatkoncentráció, ioncsere, sózás stb. ipari folyamataiban, amelyek során magas klorid-anion tartalmú szennyvíz keletkezik.
Az ivóvízben lévő kloridok nagy koncentrációja nem fejt ki mérgező hatást az emberre, bár a sós víz nagyon maró hatású a fémekre, káros hatással van a növények növekedésére, és a talaj szikesedését okozza.

6. Száraz maradék

A száraz maradék a 105-110 °C-ot meghaladó forráspontú víz nem illékony oldott (főleg ásványi) és szerves anyag tartalmát jellemzi.

A száraz maradék mennyisége számítással is megbecsülhető. Ebben az esetben össze kell adni a vízben oldott ásványi sók, valamint az elemzések eredményeként kapott szerves anyagok koncentrációját (a bikarbonát mennyisége 50%). Ivóvíz és természetes víz esetében a száraz maradék értéke közel megegyezik az anionok (karbonát, hidrogén-karbonát, klorid, szulfát) és a kationok (kalcium és magnézium, valamint a számítási módszerrel meghatározott tömegkoncentrációk összegével). nátrium és kálium).

A háztartási, ivó- és kultúrvíz tározók felszíni vizei esetében a száraz maradék mennyisége nem haladhatja meg az 1000 mg/l-t (egyes esetekben 1500 mg/l is megengedett).

7. Teljes keménység, kalcium és magnézium

A víz keménysége az egyik legfontosabb tulajdonság, amely nagy jelentőséggel bír a vízhasználat során. Ha a víz fémionokat tartalmaz, amelyek szappannal zsírsavak oldhatatlan sóit képezik, akkor az ilyen vízben ruhamosás vagy kézmosás során a habképződés nehézkes, ami keménységérzetet okoz. A vízkeménység káros hatással van a csővezetékekre, ha vizet használnak fűtési hálózatokban, ami vízkő kialakulásához vezet. Emiatt speciális „lágyító” vegyszereket kell a vízhez adni.

A vízkeménység mértéke a vízgyűjtő medencét alkotó kőzetek és talajok típusától, valamint az évszaktól és az időjárási viszonyoktól függően igen eltérő lehet. A tundra tavaiban és folyóiban a teljes vízkeménység például 0,1-0,2 mg-ekv/l, a tengerekben, óceánokban és a talajvízben pedig eléri a 80-100 mg-eq/l-t és még ennél is többet (Dead Tenger). táblázatban A 11. táblázat az oroszországi egyes folyók és tározók teljes vízkeménységének értékeit mutatja be.

Egyes oroszországi folyók és tározók teljes vízkeménységének értékei

A keménységi sók közé sorolt ​​összes só közül megkülönböztetik a szénhidrogéneket, szulfátokat és kloridokat. Az egyéb oldható kalcium- és magnéziumsók tartalma a természetes vizekben általában nagyon kicsi. A hidrokarbonátok által a víznek adott keménységet hidrokarbonátnak, vagy ideiglenesnek nevezzük, mert. A víz forralásakor (pontosabban 60 ° C feletti hőmérsékleten) a hidrokarbonátok rosszul oldódó karbonátok képződésével bomlanak le (a Mg(HC03)2 kevésbé gyakori a természetes vizekben, mint a Ca(HCO3)2, mivel a magnezit kőzetek nem gyakoriak. Ezért édesvizekben az úgynevezett kalcium keménység dominál):

CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2

Természetes körülmények között a fenti reakció visszafordítható, azonban a jelentős átmeneti keménységű felszín alatti (talaj) vizek felszínre jutásakor az egyensúly a CO2 képződése felé tolódik el, amely a légkörbe kerül. Ez a folyamat a szénhidrogének bomlásához, valamint a CaCO3 és MgCO3 kicsapódásához vezet. Ily módon a karbonátos kőzetek mésztufának nevezett változatai keletkeznek.
Vízben oldott szén-dioxid jelenlétében fordított reakció is végbemegy. Így történik természetes körülmények között a karbonátos kőzetek oldódása, kimosása.

A kloridok vagy szulfátok okozta keménységet állandónak nevezzük, mert. ezek a sók stabilak, ha vizet melegítenek és forralnak.
Teljes vízkeménység, i.e. az oldható kalcium- és magnéziumsók össztartalmát „teljes keménységnek” nevezzük.

Tekintettel arra, hogy a keménységi sók különböző kationok és eltérő molekulatömegű sók, a keménységi sók koncentrációját, vagyis a vízkeménységet ekvivalens koncentráció mértékegységében - a g-ekvivalens/l vagy mg-ekv/l -ben mérik. A legfeljebb 4 mekv/l keménységű víz lágynak tekinthető; 4-8 mEq/l - közepes keménység; 8-12 mekv/l - kemény; több mint 12 mEq/l - nagyon kemény (a víz keménységi foka szerint más osztályozások is léteznek) Az ivóvíz és a központi vízellátó források összkeménységének megengedett értéke legfeljebb 7 mEq/l (egyes esetekben - felfelé 10 mekv /l), a káros hatás határmutatója az érzékszervi.

Az ivóvíz és a központi vízellátó források összkeménységének megengedett értéke legfeljebb 7 mg-ekv/l (egyes esetekben - akár 10 mg-ekv/l), a káros hatás határmutatója érzékszervi.

8. Összes sótartalom

A fő anionok milligramm-ekvivalens formában lévő tömegkoncentrációinak összegéből a teljes sótartalom kiszámításához az elemzés során meghatározott és mg/l-ben kifejezett tömegkoncentrációikat meg kell szorozni a táblázatban feltüntetett együtthatókkal. 12, utána összegzik.

Koncentráció átváltási tényezők

A káliumkation koncentrációját ebben a számításban (természetes vizek esetében) hagyományosan a nátriumkation koncentrációjának formájában veszik figyelembe. A kapott eredményt egész számokra kerekítjük (mg/l)

9. Oldott oxigén
Az oxigén folyamatosan jelen van oldott formában a felszíni vizekben. A víz oldott oxigéntartalma (DO) jellemzi a tározó oxigénellátását, és kiemelten fontos a tározó ökológiai és egészségügyi állapotának felméréséhez. A víznek elegendő mennyiségű oxigént kell tartalmaznia, biztosítva a vízi élőlények légzésének feltételeit. A víztestek öntisztulásához is szükséges, mivel részt vesz a szerves és egyéb szennyeződések oxidációs folyamataiban, valamint az elhalt szervezetek lebontásában. A DO-koncentráció csökkenése a tározóban zajló biológiai folyamatok megváltozását, illetve a tározó biokémiailag intenzíven oxidáló anyagokkal (elsősorban szerves) való szennyeződését jelzi. Az oxigénfogyasztás a vízben lévő szennyeződések oxidációjának kémiai folyamatainak, valamint a vízi élőlények légzésének is köszönhető.
Az oxigén levegővel érintkezve (abszorpció), valamint a vízinövények fotoszintézisének eredményeként, azaz fizikai-kémiai és biokémiai folyamatok eredményeként jut be a víztestekbe az oxigén az eső- és hóvízzel együtt. sok oka van annak, ami a vízben oldott oxigén koncentrációjának növekedését vagy csökkenését okozza.
A vízben oldott oxigén hidratált O2 molekulák formájában van. A DO-tartalom függ a hőmérséklettől, a légköri nyomástól, a víz turbulizációs fokától, a csapadék mennyiségétől, a víz sótartalmától stb. Minden hőmérsékleti értéknél van egy egyensúlyi oxigénkoncentráció, amely a normál légköri nyomásra összeállított speciális referenciatáblázatok segítségével határozható meg. Az egyensúlyi koncentrációnak megfelelő oxigéntelítettségi fokot 100%-nak feltételezzük. Az oxigén oldhatósága nő a hőmérséklet és a sótartalom csökkenésével, valamint a légköri nyomás növekedésével.
A felszíni vizekben az oldott oxigén szintje 0 és 14 mg/l között változhat, és jelentős szezonális és napi ingadozásoknak van kitéve. Az eutrofizált és szerves vegyületekkel erősen szennyezett víztestekben jelentős oxigénhiány léphet fel. A DO-koncentráció 2 mg/l-re való csökkenése a halak és más vízi szervezetek tömeges pusztulását okozza.

A tározók vizében az év bármely szakában 12 óráig a DO koncentrációnak legalább 4 mg/l-nek kell lennie. A vízben oldott oxigén maximális megengedett koncentrációja a halászati ​​tározók esetében 6 mg/l (értékes halfajoknál), illetve 4 mg/l (egyéb fajoknál).
Az oldott oxigén a víz kémiai összetételének nagyon instabil összetevője. Meghatározásánál a mintavételt különösen óvatosan kell végezni: kerülni kell a víz levegővel való érintkezését, amíg az oxigén meg nem kötődik (oldhatatlan vegyületté köti).
A vízanalízis során a DO koncentrációját (mg/l-ben) és a víz vele való telítettségi fokát (%-ban) határozzuk meg az egyensúlyi tartalomhoz viszonyítva adott hőmérsékleten és légköri nyomáson.
A víz oxigéntartalmának szabályozása rendkívül fontos probléma, melynek megoldása a nemzetgazdaság szinte minden ágazatát érdekli, így a vas- és színesfémkohászatot, a vegyipart, a mezőgazdaságot, az orvostudományt, a biológiát, a halászatot és az élelmiszert. iparágak és környezetvédelmi szolgáltatások. A DO-tartalmat mind a szennyezetlen természetes vizekben, mind a tisztítás utáni szennyvízben meghatározzák. A szennyvíztisztítási folyamatokat mindig oxigéntartalom-szabályozás kíséri. A DO meghatározása az elemzés részét képezi a vízminőség egy másik fontos mutatója, a biokémiai oxigénigény (BOD) meghatározása során.

10. Biokémiai oxigénigény (BOD)
A tározókban lévő természetes víz mindig tartalmaz szerves anyagokat. Koncentrációjuk néha nagyon alacsony lehet (például tavaszi és olvadt vizekben). A szerves anyagok természetes forrásai a növényi és állati eredetű élőlények bomló maradványai, amelyek a vízben élnek, és levelekből, levegőn keresztül, partokról stb. kerülnek a tározóba. A természetesek mellett a szerves anyagok technogén forrásai is vannak: közlekedési vállalatok (kőolajtermékek), cellulóz- és papírfeldolgozó üzemek, valamint erdőfeldolgozó üzemek (ligninek), húsfeldolgozó üzemek (fehérjevegyületek), mezőgazdasági és fekáliás szennyvíz stb. A szerves szennyező anyagok különböző módon jutnak be a tározóba, főként a szennyvízzel és a talajról lefolyó csapadékvízzel.
Természetes körülmények között a vízben lévő szerves anyagokat a baktériumok elpusztítják, és aerob biokémiai oxidáción mennek keresztül szén-dioxid képződésével. Ebben az esetben a vízben oldott oxigént az oxidációhoz használják fel. A magas szervesanyag-tartalmú tározókban a DO nagy része biokémiai oxidációra megy el, így más élőlényeket megfosztanak az oxigéntől. Ezzel párhuzamosan megnövekszik az alacsony DO tartalommal szemben ellenállóbb élőlények száma, eltűnnek az oxigénkedvelő fajok, megjelennek az oxigénhiányra toleráns fajok. Így a vízben lévő szerves anyagok biokémiai oxidációjának folyamatában a DO-koncentráció csökken, és ez a csökkenés közvetve a víz szervesanyag-tartalmának mértéke. A vízminőség megfelelő mutatóját, amely a víz összes szervesanyag-tartalmát jellemzi, biokémiai oxigénigénynek (BOD) nevezzük.
A BOI meghatározása a DO koncentrációjának mérésén alapul egy vízmintában közvetlenül a mintavétel után, valamint a minta inkubálása után. A mintát levegő hozzáférése nélkül inkubáljuk egy oxigénes lombikban (azaz ugyanabban a tartályban, ahol a DO-értéket meghatározzák) a biokémiai oxidációs reakció bekövetkezéséhez szükséges ideig.
Mivel a biokémiai reakció sebessége a hőmérséklettől függ, az inkubálást állandó hőmérsékleten (20±1) °C-on végezzük, a BOI analízis pontossága pedig a hőmérséklet érték tartási pontosságától függ. Általában 5 napos inkubációra határozzák meg a BOI-t (BOD5) (10 napra BOD10, 20 napra BODtotal is meghatározható (ebben az esetben a szerves anyagok kb. 90, illetve 99%-a oxidálódik)), azonban a tartalom Egyes vegyületek esetében informatívabb a 10 napos vagy a teljes oxidáció időtartamára vonatkozó BOI érték (BOD10 vagy BODtotal). A BOI meghatározásában a minta megvilágítása is hibát okozhat, ami befolyásolja a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységét, és esetenként fotokémiai oxidációt is okozhat. Ezért a mintát fény nélkül (sötét helyen) inkubáljuk.
A BOD érték idővel növekszik, elérve egy bizonyos maximális értéket - BODtotal; Ezenkívül a különböző természetű szennyező anyagok növelhetik (csökkenthetik) a BOI-értéket. A biokémiai oxigénfelhasználás dinamikáját a vízben lévő szerves anyagok oxidációja során a 8. ábra mutatja.

Rizs. 8. A biokémiai oxigénfogyasztás dinamikája:

a - könnyen oxidálódó ("biológiailag lágy") anyagok - cukrok, formaldehid, alkoholok, fenolok stb.;
c - általában oxidáló anyagok - naftolok, krezolok, anionos felületaktív anyagok, szulfanol stb.;
c – alig oxidált („biológiailag kemény”) anyagok – nemionos felületaktív anyagok, hidrokinon stb.

Így a BOI az oxigén mennyisége (mg-ban), amely a szerves anyagok oxidációjához szükséges 1 liter vízben aerob körülmények között, fényhez való hozzáférés nélkül, 20°C-on, egy bizonyos időtartam alatt a vízben végbemenő biokémiai folyamatok eredményeként. víz.
Hozzávetőlegesen feltételezik, hogy a BOD5 a teljes BOI körülbelül 70%-a, de az oxidáló anyagtól függően 10-90% is lehet.
A vízben lévő szerves anyagok biokémiai oxidációjának sajátossága az ezzel járó nitrifikációs folyamat, amely torzítja az oxigénfogyasztás természetét.

2NH4++ЗO2=2HNO2+2H2О+2Н++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
ahol: Q a reakciók során felszabaduló energia.

Rizs. 9. Az oxigénfogyasztás jellegének változása a nitrifikáció során.

A nitrifikáció speciális nitrifikáló baktériumok – Nitrozomonas, Nitrobacter stb. – hatására megy végbe. Ezek a baktériumok oxidálják azokat a nitrogéntartalmú vegyületeket, amelyek általában jelen vannak a szennyezett természetes és egyes szennyvizekben, és ezáltal hozzájárulnak a nitrogén először ammóniumból nitritté történő átalakulásához. , majd nitrát képződik

A nitrifikációs folyamat akkor is megtörténik, amikor a mintát oxigénes lombikban inkubálják. A nitrifikációhoz felhasznált oxigén mennyisége többszöröse lehet a szerves széntartalmú vegyületek biokémiai oxidációjához szükséges oxigén mennyiségének. A nitrifikáció kezdete minimum a napi BOI-növekedés grafikonján rögzíthető az inkubációs időszak alatt. A nitrifikáció körülbelül az inkubáció 7. napján kezdődik (lásd 9. ábra), ezért a 10 vagy több napig tartó BOD meghatározásakor speciális anyagokat kell a mintába juttatni - olyan inhibitorokat, amelyek elnyomják a nitrifikáló baktériumok élettevékenységét, de nem. nem befolyásolja a normál mikroflórát (azaz a baktériumokon - szerves vegyületek oxidálói). Inhibitorként tiokarbamidot (tiokarbamidot) használnak, amelyet 0,5 mg/ml koncentrációban a mintába vagy hígítóvízbe juttatnak.

Míg a természetes és a háztartási szennyvíz nagyszámú mikroorganizmust tartalmaz, amelyek a vízben lévő szerves anyagok miatt fejlődhetnek ki, addig az ipari szennyvíz számos fajtája steril, vagy olyan mikroorganizmusokat tartalmaz, amelyek nem képesek a szerves anyagok aerob feldolgozására. A mikrobák azonban képesek alkalmazkodni (alkalmazkodni) különféle vegyületek jelenlétéhez, beleértve a toxikusakat is. Ezért az ilyen szennyvíz elemzésekor (amelyet általában magas szervesanyag-tartalom jellemez) általában oxigénnel telített vízzel hígítják, amely adaptált mikroorganizmusok adalékait tartalmazza. Az ipari szennyvíz BODtot-jának meghatározásakor a mikroflóra előzetes adaptációja döntő fontosságú a helyes elemzési eredmények eléréséhez, mert Az ilyen vizek gyakran tartalmaznak olyan anyagokat, amelyek nagymértékben lassítják a biokémiai oxidáció folyamatát, és néha mérgező hatást gyakorolnak a bakteriális mikroflóra.
Különféle, nehezen biokémiai oxidáción áteső ipari szennyvizek vizsgálatára az alkalmazott módszer a „teljes” BOD (BODtotal) meghatározásának változatában alkalmazható.
Ha a minta sok szerves anyagot tartalmaz, hígító vizet adunk hozzá. A BOI-analízis maximális pontosságának elérése érdekében a vizsgált mintának vagy a minta hígítóvízzel alkotott keverékének olyan mennyiségű oxigént kell tartalmaznia, hogy az inkubációs időszak alatt koncentrációja 2 mg/l vagy annál nagyobb mértékben, a maradék oxigénkoncentráció pedig 5 nap elteltével csökkenjen. az inkubációnak legalább 3 mg/l-nek kell lennie. Ha a víz DO-tartalma nem elegendő, akkor a vízmintát előlevegőztetik, hogy a levegőt oxigénnel telítsék. A leghelyesebb (pontosabb) eredménynek azt tekintjük, amikor a mintában kezdetben jelen lévő oxigén körülbelül 50%-a elfogy.
Felszíni vizekben a BOI5-érték 0,5-5,0 mg/l között mozog; évszakos és napi változásoknak van kitéve, amelyek főként a hőmérséklet változásaitól, valamint a mikroorganizmusok élettani és biokémiai aktivitásától függenek. A szennyvízzel szennyezett természetes víztestek BOD5-jének változása igen jelentős.

A BODtotal szabványa. nem haladhatja meg: háztartási és ivóvíz tározók esetében - 3 mg/l kulturális és háztartási vízhasználatra szolgáló tározók esetében - 6 mg/l. Ennek megfelelően meg tudjuk becsülni a BOI5 maximális megengedett értékeit ugyanazon tározók esetében, ami körülbelül 2 mg/l és 4 mg/l.

11. Biogén elemek

A biogén elemeket (biogéneket) hagyományosan olyan elemeknek tekintik, amelyek jelentős mennyiségben szerepelnek az élő szervezetek összetételében. A biogénnek minősített elemek köre meglehetősen széles: nitrogén, foszfor, kén, vas, kalcium, magnézium, kálium stb.
A víztestek vízminőség-ellenőrzésének és környezeti vizsgálatának kérdései tágabb értelmet adtak a tápanyagok fogalmának: olyan vegyületeket (pontosabban vízkomponenseket) foglalnak magukban, amelyek egyrészt különböző élőlények létfontosságú tevékenységének termékei, másrészt „építőanyagok” az élő szervezetek számára. Mindenekelőtt ezek közé tartoznak a nitrogénvegyületek (nitrátok, nitritek, szerves és szervetlen ammóniumvegyületek), valamint a foszfor (ortofoszfátok, polifoszfátok, foszforsav szerves észterei stb.). A kénvegyületek e tekintetben kevésbé érdekelnek bennünket, mivel a szulfátokat a víz ásványi összetételének alkotóelemének tekintettük, a szulfidokat és hidroszulfitokat pedig, ha jelen vannak a természetes vizekben, nagyon alacsony koncentrációban és szaggal kimutathatók.

11.1. Nitrátok
A nitrátok a salétromsav sói, és általában vízben találhatók. A nitrát anion egy nitrogénatomot tartalmaz maximális oxidációs állapotában „+5”. A nitrátképző (nitrátmegkötő) baktériumok aerob körülmények között a nitriteket nitrátokká alakítják. A napsugárzás hatására a légköri nitrogén (N2) is túlnyomórészt nitráttá alakul nitrogén-oxidok képződése révén. Sok ásványi műtrágya tartalmaz nitrátokat, amelyek túlzottan vagy irracionálisan a talajra juttatva a víztestek szennyezéséhez vezetnek. A nitrátszennyezés forrása a legelőkről, állattartó telepekről, tehenészetekről stb.
A víz megnövekedett nitráttartalma a tározó szennyezettségének indikátora lehet a széklet- vagy vegyi szennyezés (mezőgazdasági, ipari) terjedése következtében.

A nitrátos vízben gazdag árkok rontják a tározó vízminőségét, serkentik a vízi növényzet (elsősorban kékalgák) tömeges fejlődését és felgyorsítják a tározók eutrofizációját. Az ivóvíz és a nagy mennyiségű nitrátot tartalmazó élelmiszer szintén megbetegedést okozhat, különösen csecsemőknél (úgynevezett methemoglobinémia). E rendellenesség következtében romlik az oxigén szállítása a vérsejtekkel, és kialakul a „kék baba” szindróma (hipoxia). Ugyanakkor a növények nem annyira érzékenyek a víz nitrogéntartalmának növekedésére, mint a foszforra.
11.2. Foszfátok és összfoszfor
A foszfort feloldatlan állapotban (a víz szilárd fázisában) is tartalmazhatja, vízben szuszpendált, nehezen oldódó foszfátok formájában, beleértve a természetes ásványi anyagokat, fehérjéket, szerves foszfortartalmú vegyületeket, elhalt élőlények maradványait stb. Foszfor szilárd fázisban természetes tározókban általában a fenéküledékekben található, de nagy mennyiségben előfordulhat szennyvízben és szennyezett természetes vizekben is.
A foszfor az élethez nélkülözhetetlen elem, de feleslege a víztestek felgyorsult eutrofizációjához vezet. Természetes és antropogén folyamatok - felszíni talajerózió, ásványi műtrágyák nem megfelelő vagy túlzott használata stb. - következtében nagy mennyiségű foszfor kerülhet a víztestekbe.
A polifoszfátok (tripolifoszfát és hexametafoszfát) megengedett legnagyobb koncentrációja a tározók víztesteiben a PO43- ortofoszfát anionra vonatkoztatva 3,5 mg/l, a káros hatás határmutatója az érzékszervi.

11.3. Ammónium

Az ammóniumvegyületek egy nitrogénatomot tartalmaznak minimális oxidációs állapotban „-3”.
Az ammóniumkationok állati és növényi eredetű fehérjék mikrobiológiai bomlásának termékei. Az így képződött ammónium ismét részt vesz a fehérjeszintézis folyamatában, ezáltal részt vesz az anyagok biológiai keringésében (nitrogén körforgásban). Emiatt az ammónium és vegyületei általában kis koncentrációban vannak jelen a természetes vizekben.
Az ammóniumvegyületek által okozott környezetszennyezésnek két fő forrása van. Az ammóniumvegyületek nagy mennyiségben találhatók az ásványi és szerves trágyákban, amelyek túlzott és nem megfelelő használata a víztestek megfelelő szennyezéséhez vezet. Emellett a szennyvízben (ürülékben) jelentős mennyiségben vannak jelen az ammóniumvegyületek. A nem megfelelően ártalmatlanított szennyvíz behatolhat a talajvízbe, vagy a felszíni elfolyással a víztestekbe kimosódhat. A legelők és állattartó területek lefolyói, az állattartó komplexumok szennyvizei, valamint a háztartási és fekáliás szennyvizek mindig nagy mennyiségben tartalmaznak ammóniumvegyületeket. A talajvíz háztartási fekáliával és háztartási szennyvízzel való veszélyes szennyeződése a csatornarendszer nyomásmentesítésekor következik be. Ezen okok miatt a felszíni vizek megnövekedett ammónia-nitrogénszintje általában a háztartási székletszennyezés jele.
A tározók vizében az ammónia és az ammóniumionok megengedett legnagyobb koncentrációja 2,6 mg/l (vagy ammónium-nitrogénnél 2,0 mg/l). A káros hatás korlátozó mutatója az általános higiénia.

11.4. Nitritek

A nitriteket a salétromsav sóinak nevezik.
A nitrit anionok a nitrogéntartalmú szerves vegyületek biológiai bomlásának közbenső termékeiés „+3” közbenső oxidációs állapotú nitrogénatomokat tartalmaznak. A nitrifikáló baktériumok aerob körülmények között az ammóniumvegyületeket nitritté alakítják. Egyes baktériumtípusok élettevékenységük során a nitrátokat nitritté is redukálhatják, de ez anaerob körülmények között történik. A nitriteket gyakran használják az iparban korróziógátlóként, az élelmiszeriparban pedig tartósítószerként.
Nitráttá alakuló képessége miatt a nitritek általában hiányoznak a felszíni vizekből. Ezért a megnövekedett nitrittartalom jelenléte a vizsgált vízben a víz szennyezettségét jelzi, figyelembe véve, hogy a nitrogénvegyületek részben átalakultak egyik formából a másikba.
A tározók víztesteiben a megengedett legnagyobb nitritek koncentráció (NO2- alapján) 3,3 mg/l (illetve 1 mg/l nitrit nitrogén), a káros hatás határmutatója egészségügyi-toxikológiai.

12. Fluor (fluoridok)

A fluort fluorid formájában a természetes és a felszín alatti vizek is tartalmazhatják, ami annak köszönhető, hogy egyes talajképző (anya) kőzetek és ásványok összetételében jelen van. Ez az elem hozzáadható ivóvízhez a fogszuvasodás megelőzésére. A túlzott mennyiségű fluor azonban káros hatással van az emberre, és a fogzománc károsodását okozza. Ezenkívül a szervezetben a felesleges fluor kicsapja a kalciumot, ami zavarokhoz vezet a kalcium- és foszforanyagcserében. Ezen okok miatt nagyon fontos a fluortartalom meghatározása az ivóvízben, valamint a talajvízben (például kutak és artézi kutak vizében), valamint az ivóvíztestek vizében.
A fluor maximális megengedett koncentrációja az ivóvízben a különböző éghajlati régiókban tól 0,7-1,5 mg/l, a korlátozó veszélyjelző egészségügyi-toxikus.

13. Fémek

13.1. Teljes vas

A vas a természet egyik leggyakoribb eleme. Tartalma a földkéregben körülbelül 4,7 tömeg%, ezért a vasat a természetben való előfordulása szempontjából makroelemnek szokták nevezni.
Több mint 300 vasvegyületet tartalmazó ásvány ismert. Ezek közé tartozik a mágneses vasérc α-FeO(OH), barna vasérc Fe3O4x H2O, hematit (vörös vasérc), hemit (barna vasérc), hidrogoetit, sziderit FeCO3, mágneses pirit FeSx, (x = 1-1,4), ferromangán csomók stb. A vas az élő szervezetek és növények számára is létfontosságú nyomelem, pl. kis mennyiségben az élethez szükséges elem.
A vas szinte minden természetes vízben mindig alacsony koncentrációban található (1 mg/l-ig, 0,3 mg/l vasmennyiség esetén a megengedett legnagyobb koncentrációban) és különösen a szennyvízben. Ez utóbbiba vas kerülhet a pácoló- és horganyzóüzemek hulladékából (szennyvízből), a fémfelületek előkészítésére szolgáló területekről, a textilfestésből származó szennyvízből stb.
A vas kétféle oldható sót képez, Fe2+ és Fe3+ kationokat képez, azonban a vas sok más formában is megtalálható oldatban, különösen:
1) valódi oldatok (aqua komplexek) 2+ tartalmú vas (II) formájában. Levegőben a vas (II) gyorsan vas (III) oxidálódik, amelynek oldatai a hidroxovegyületek gyors képződése miatt barna színűek (magukban a Fe2+ és Fe3+ oldatok gyakorlatilag színtelenek);
2) kolloid oldatok formájában a vas-hidroxid peptizálódása (az aggregált részecskék bomlása) következtében szerves vegyületek hatására;
3) szerves és szervetlen ligandumokkal komplex vegyületek formájában. Ide tartoznak a karbonilok, arén komplexek (kőolajtermékekkel és más szénhidrogénekkel), 4-hexaciano-ferrátok stb.
Oldhatatlan formájában a vas különböző összetételű, vízben szuszpendált szilárd ásványi részecskék formájában lehet jelen.
pH > 3,5-nél a vas (III) vizes oldatban csak komplex formájában létezik, amely fokozatosan hidroxiddá alakul. 8-nál nagyobb pH-értéken a vas (I) vízkomplex formájában is létezik, amely a vas (III) képződési szakaszán keresztül oxidálódik:

Fe (II) >Fe (III) >FeO (OH) x H2O

Így, mivel a vízben lévő vasvegyületek különféle formában, oldatban és lebegő részecskékben is létezhetnek, pontos eredményt csak úgy lehet elérni, ha meghatározzuk a vas összes formáját, az úgynevezett „összvasat”.
A vas (II) és (III), oldhatatlan és oldható formáinak külön meghatározása kevésbé megbízható eredményeket ad a víz vasvegyületekkel való szennyezettségére vonatkozóan, bár néha szükségessé válik a vas egyedi formáinak meghatározása.
A vasnak az elemzésre alkalmas oldható formába történő átvitelét úgy végezzük, hogy bizonyos mennyiségű erős savat (salétromsav, sósav, kénsav) adunk a mintához 1-2 pH értékig.
A vízben meghatározott vaskoncentráció tartománya 0,1-1,5 mg/l. A minta tiszta vízzel való megfelelő hígítása után 1,5 mg/l-nél nagyobb vaskoncentrációnál is lehetséges a meghatározás.

A tározók vizében az összes vas maximális megengedett koncentrációja 0,3 mg/l, a káros hatás határmutatója- érzékszervi.

13.2. Nehézfémek mennyisége
Ha a fémek vízben megnövekedett koncentrációjáról beszélünk, ezek általában nehézfémekkel (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg stb.) való szennyeződést jelentenek. A vízbe kerülő nehézfémek oldható toxikus sók és összetett vegyületek (néha nagyon stabilak), kolloid részecskék, üledékek (szabad fémek, oxidok, hidroxidok stb.) formájában létezhetnek. A víz nehézfémekkel történő szennyezésének fő forrásai a galvanizáló ipar, a bányászat, a vas- és színesfémkohászati ​​vállalkozások, a gépgyártó üzemek stb. A tározókban lévő nehézfémek számos negatív következménnyel járnak: a táplálékláncokba kerülés és az elemi anyag megzavarása. biológiai szövetek összetétele, ezáltal közvetlen vagy közvetett toxikus hatást gyakorolnak a vízi szervezetekre. A nehézfémek a táplálékláncokon keresztül jutnak be az emberi szervezetbe.
A nehézfémek biológiai hatásuk jellege alapján mérgező anyagokra és mikroelemekre oszthatók, amelyek alapvetően eltérő hatással vannak az élő szervezetekre. Egy elemnek a szervezetekre gyakorolt ​​hatásának természetét a vízben (és ezért általában a testszövetekben) való koncentrációjától függően az ábra mutatja. 10.

ábrából látható. 10, a toxikus anyagok bármilyen koncentrációban negatívan hatnak a szervezetekre, míg a mikroelemeknél van egy negatív hatást kiváltó hiányzóna (Ci-nél kisebb), illetve az élethez szükséges koncentrációk tartománya, túllépése esetén ismét negatív hatás lép fel (tovább mint C2). Tipikus mérgező anyagok a kadmium, ólom, higany; mikroelemek - mangán, réz, kobalt.
Az alábbiakban rövid tájékoztatást adunk egyes, általában nehézfémek fiziológiás (beleértve a toxikus) tulajdonságairól.

Réz. A réz nyomelem, főként összetett szerves vegyületek formájában található meg az emberi szervezetben, és fontos szerepet játszik a vérképző folyamatokban. A rézfelesleg káros hatásaiban a Cu2+ kationok reakciója az enzimek SH csoportjaival döntő szerepet játszik. A szérum és a bőr réztartalmának változása a bőr depigmentációját (vitiligo) okozza. A rézvegyületekkel történő mérgezés idegrendszeri zavarokhoz, máj- és veseműködési zavarokhoz stb. vezethet. A háztartási, ivóvízi és kulturális célú tározók vizében a réz megengedett legnagyobb koncentrációja 1,0 mg/l, a határérték a kár érzékszervi.

Cink. A cink nyomelem, és egyes enzimek tartalmazzák. Megtalálható a vérben (0,5-0,6), lágy szövetekben (0,7-5,4), csontokban (10-18), hajban (16-22 mg%), (kis koncentrációk mértékegysége, 1 mg%=10-3 ) azaz főleg a csontokban és a hajban. Dinamikus egyensúlyban van a szervezetben, amely a környezet megnövekedett koncentrációja esetén eltolódik. A cinkvegyületek negatív hatása a szervezet legyengülésében, megnövekedett morbiditásban, asztmaszerű jelenségekben stb. nyilvánulhat meg. A cink maximális megengedett koncentrációja a víztestekben 1,0 mg/l, a káros hatás határmutatója az általános egészségügyi.

Kadmium. A kadmiumvegyületek nagyon mérgezőek. Számos testrendszerre hatnak - a légzőrendszerre és a gyomor-bélrendszerre, a központi és perifériás idegrendszerre. A kadmiumvegyületek hatásmechanizmusa számos enzim aktivitásának gátlása, a foszfor-kalcium anyagcsere megzavarása, valamint a mikroelemek (Zn, Cu, Fe, Mn, Se) metabolizmusának zavarai. A kadmium megengedett legnagyobb koncentrációja a víztestekben 0,001 mg/l, a korlátozó veszélymutató egészségügyi-toxikológiai.

Higany . A higany egy ultramikroelem, és a táplálékkal folyamatosan jelen van a szervezetben. A szervetlen higanyvegyületek (elsősorban a Hg-kationok reagálnak a fehérjék SH-csoportjaival („tiolmérgek”)), valamint a szöveti fehérjék karboxil- és amincsoportjaival, erős komplex vegyületeket - metalloproteineket - képezve, ennek eredményeként a központi idegrendszer súlyos működési zavarai. A higany szerves vegyületei közül a metil-higany játssza a legfontosabb szerepet, és gyorsan behatol a létfontosságú szervekbe, így az agyba is , perifériás idegképződmények stb. szív, erek, vérképzőszervek, máj stb., a szervezet immunbiológiai állapotának zavarai a higanyvegyületek is embriotoxikus hatást fejtenek ki (a magzat egészségi-. toxikológiai.

Vezet. Az ólomvegyületek olyan mérgek, amelyek minden élőlényre hatással vannak, de különösen az idegrendszerben, a vérben és az erekben okoznak változásokat. Sok enzimatikus folyamatot elnyom. A gyermekek érzékenyebbek az ólomvegyületek hatásaira, mint a felnőttek. Embriotoxikus és teratogén hatásuk van, encephalopathiához és májkárosodáshoz vezetnek, és elnyomják az immunrendszert. A szerves ólomvegyületek (tetrametil-ólom, tetraetil-ólom) erős idegmérgek és illékony folyadékok. Ezek az anyagcsere-folyamatok aktív gátlói. Minden ólomvegyületre jellemző a kumulatív hatás. A tározók vizében a megengedett legnagyobb ólomkoncentráció 0,03 mg/l, a határérték egészségügyi-toxikológiai.
A vízben lévő fémek mennyiségének megközelítőleg megengedett legnagyobb értéke 0,001 mmol/l (GOST 24902). Az egyes fémek tározóiban lévő víz MPC-értékeit korábban a fiziológiai hatások leírásánál adtuk meg.

14. Aktív klór

A klór nemcsak kloridok formájában, hanem más, erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkező vegyületek részeként is előfordulhat a vízben. Ezek a klórvegyületek közé tartozik a szabad klór (CL2), a hapoklorit anion (ClO-), a hipoklórsav (HClO), a klóraminok (olyan anyagok, amelyek vízben oldva monoklóramin NH2Cl, diklóramin NHCl2, triklóramin NCl3 képződnek). Ezeknek a vegyületeknek a teljes tartalmát „aktív klórnak” nevezik.
Az aktív klórt tartalmazó anyagok két csoportra oszthatók: az erős oxidálószerek – klór, hipokloritok és hipoklórsav – az úgynevezett „szabad aktív klórt”, a viszonylag gyengébb oxidálószerek – klóraminok – „kötött aktív klórt” tartalmaznak. Az aktív klórt tartalmazó vegyületeket erős oxidáló tulajdonságaik miatt ivóvíz és uszodavíz fertőtlenítésére (fertőtlenítésére), valamint egyes szennyvizek vegyszeres kezelésére használják. Ezenkívül egyes aktív klórt tartalmazó vegyületeket (például fehérítőt) széles körben alkalmaznak a fertőző szennyeződések gócpontjainak eltávolítására.
Az ivóvíz fertőtlenítésére a legelterjedtebb a szabad klór, amely vízben oldva aránytalan a reakció szerint:

Cl2+H2O=H++Cl-+HOСl

Az aktív klór nem megengedett természetes vízben; ivóvízben a klórtartalmát szabad formában 0,3-0,5 mg/l, kötött formában 0,8-1,2 mg/l között állapítják meg (Ebben az esetben a hatóanyag koncentráció-tartománya klórt adunk , mert alacsonyabb koncentrációnál a mikrobiológiai mutatók szempontjából kedvezőtlen helyzet alakulhat ki, magasabb koncentrációnál pedig közvetlenül az aktív klór feleslege.). Az aktív klór a jelzett koncentrációban rövid ideig (legfeljebb néhány tíz percig) jelen van az ivóvízben, és már a víz rövid forralásával is teljesen eltávolítható.
Emiatt azonnal el kell végezni az összegyűjtött minta aktív klórtartalmának elemzését.
A víz, különösen az ivóvíz klórtartalmának szabályozása iránti érdeklődés megnőtt, miután felismerték, hogy a víz klórozása észrevehető mennyiségű, a közegészségügyre káros klórozott szénhidrogén képződéséhez vezet. Különös veszélyt jelent a fenollal szennyezett ivóvíz klórozása. Az ivóvízben a fenolok megengedett legnagyobb koncentrációja ivóvíz klórozása nélkül 0,1 mg/l, és klórozási körülmények között (ebben az esetben sokkal mérgezőbb és erős jellegzetes szagú klórfenolok képződnek) - 0,001 mg/l. Hasonló kémiai reakciók történhetnek természetes vagy technogén eredetű szerves vegyületek részvételével, amelyek különböző mérgező szerves klórvegyületekhez - xenobiotikumokhoz - vezetnek.

Az aktív klór károsságának korlátozó mutatója az általános egészségügyi.

A vízminőségi mutatók mindegyike külön-külön, bár információt hordoz a vízminőségről, mégsem szolgálhat vízminőség mérőeszközként, mert nem teszi lehetővé más mutatók értékeinek megítélését, bár néha közvetett módon kapcsolódik néhányhoz. Például a normához képest megnövekedett BOI5-érték közvetve a víz könnyen oxidálódó szervesanyag-tartalmának megnövekedését jelzi, a megnövekedett elektromos vezetőképesség-érték megnövekedett sótartalmat stb. néhány integrált mutató, amely lefedné a fő vízminőségi mutatókat (vagy azokat, amelyeknél problémát észleltek).
A legegyszerűbb esetben, ha több értékelt mutatóra is van eredmény, akkor a komponensek adott koncentrációinak összege számítható ki, pl. tényleges koncentrációik aránya az MPC-hez (összegzési szabály). Az összegzési szabály alkalmazásakor a vízminőség kritériuma az egyenlőtlenség teljesülése:

Meg kell jegyezni, hogy a megadott koncentrációk összege a GOST 2874 szerint csak olyan vegyi anyagokra számítható ki, amelyeknek a káros hatása azonos – érzékszervi és egészségügyi-toxikológiai – korlátozó mutatója van.
Ha elegendő számú mutatóra rendelkezésre állnak elemzési eredmények, akkor lehetőség van vízminőségi osztályok meghatározására, amelyek a felszíni vizek szennyezésének szerves jellemzői. A minőségi osztályokat a vízszennyezési index (WPI) határozza meg, amelyet 6 fő vízminőségi mutató tényleges értékének összegeként számítanak ki, a maximális megengedett koncentrációra csökkentve a következő képlettel:

A WPI értéket minden mintavételi pontra (helyszínre) számítják ki. Táblázat szerint tovább. 14, a WPI értéktől függően kerül meghatározásra a vízminőségi osztály.

A vízminőség integrált értékelésének jellemzői

A 6 fő, úgynevezett „korlátozott” mutató a WPI kiszámításakor feltétlenül tartalmazza az oldott oxigén koncentrációját és a BOD5 értéket, valamint további 4 olyan mutató értékeit, amelyek a legkedvezőtlenebbek egy adott tározó számára ( víz), vagy amelyek a legmagasabb csökkentett koncentrációjúak (Ci/MPCi arány). Ilyen mutatók a víztestek hidrokémiai megfigyelésének tapasztalatai szerint gyakran a következők: nitrátok, nitritek, ammónium-nitrogén (szerves és szervetlen ammóniumvegyületek formájában), nehézfémek - réz, mangán, kadmium stb. ., fenolok, peszticidek, kőolajtermékek, felületaktív anyagok ( A felületaktív anyagok szintetikus felületaktív anyagok. Vannak nemionos, valamint kationos és anionos felületaktív anyagok), lignoszulfonátok. A WPI kiszámításához az indikátorokat a károsság korlátozó jelétől függetlenül választják ki, azonban ha az adott koncentrációk egyenlőek, akkor előnyben részesítik azokat az anyagokat, amelyek egészségügyi-toxikológiai ártalmassági jellel rendelkeznek (az ilyen anyagok általában relatíve károsabbak). .

Nyilvánvalóan a felsorolt ​​vízminőségi mutatók közül nem mindegyik határozható meg terepi módszerekkel. Az integrál értékelés feladatait tovább nehezíti, hogy a WPI számításához szükséges adatok megszerzéséhez a mutatók széles skáláján kell elemzést végezni, kiemelve közülük azokat, amelyeknél a legmagasabb csökkent koncentrációt figyelték meg. . Ha lehetetlen egy tározó hidrokémiai vizsgálatát elvégezni az összes fontos indikátor felhasználásával, tanácsos meghatározni, hogy mely összetevők lehetnek szennyező anyagok. Ez az elmúlt évek hidrokémiai tanulmányainak rendelkezésre álló eredményeinek elemzése, valamint a vízszennyezés valószínű forrásaira vonatkozó információk és feltételezések alapján történik. Ha ennek a komponensnek a vizsgálatát helyszíni módszerekkel (felületaktív anyagok, peszticidek, kőolajtermékek stb.) nem lehet elvégezni, mintát kell venni és a szükséges feltételeknek megfelelően megőrizni (lásd 5. fejezet), majd a mintákat az elemzéshez szükséges időkereten belül szállítják a laboratóriumba.

Így a vízminőség integrált értékelésének feladatai gyakorlatilag egybeesnek a hidrokémiai monitoring feladataival, mert A vízminőségi osztályra vonatkozó végső következtetéshez számos mutató esetében hosszú időn át végzett elemzések eredményeire van szükség.

Az USA-ban kifejlesztett érdekes megközelítés a vízminőség felmérésére. 1970-ben az ország Nemzeti Egészségügyi Alapítványa kidolgozott egy szabványos általánosított vízminőségi mutatót (WQI), amely széles körben elterjedt Amerikában és néhány más országban. A PKV kidolgozásakor szakértői értékeléseket alkalmaztak a vízminőség felmérésében, a háztartási és ipari vízfogyasztás, vízi rekreáció (úszás és vízi tevékenységek, horgászat), vízi állatok és halak védelme, mezőgazdasági felhasználás (öntözés, öntözés) területén. ), kereskedelmi felhasználás (hajózás, vízenergia, hőenergia), stb. A PQV egy dimenzió nélküli érték, amely 0 és 100 közötti értékeket vehet fel. A PQW értékétől függően a következő vízminőségi értékelések lehetségesek: 100-90 - kiváló; 90-70 - jó; 70-50 - közepes; 50-25 - rossz; A 25-0 nagyon rossz. Megállapítást nyert, hogy a minimális PQV érték, amelynél a legtöbb állami vízminőségi szabvány teljesül, 50-58. Előfordulhat azonban, hogy a tározóban lévő víz PCV-értéke nagyobb a megadottnál, ugyanakkor nem felel meg az egyes mutatókra vonatkozó szabványoknak.

A PCI-t a víz - magánmutatók 9 legfontosabb jellemzőjének meghatározásának eredményei alapján számítják ki, és mindegyiknek saját súlyozási együtthatója van, amely jellemzi ennek a mutatónak a prioritását a vízminőség értékelésében. A PQI kiszámításához használt vízminőségi mutatókat és azok súlyozási együtthatóit a táblázat tartalmazza. 15.

A mutatók súlyozási együtthatói a PCV kiszámításakor az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Alapítványa szerint

A táblázatban megadottak szerint. 15 adatok alapján a legjelentősebb mutató az oldott oxigén és az E. coli száma, ami teljesen érthető, ha emlékezünk a vízben oldott oxigén legfontosabb ökológiai szerepére és az ürülékkel szennyezett vízzel való érintkezés emberre gyakorolt ​​veszélyére.

Az állandó értékű súlyozási együtthatók mellett minden egyes mutatóhoz súlygörbék kerültek kidolgozásra, amelyek az elemzés során meghatározott tényleges értékétől függően jellemzik az egyes indikátorok vízminőségi szintjét (Q). A súlygörbék grafikonjait az ábra mutatja. 11. Az egyes mutatókra vonatkozó elemzési eredmények birtokában a súlygörbék segítségével meghatározzák az egyes mutatók értékelésének számértékeit. Ez utóbbiakat megszorozzuk a megfelelő súlyozási tényezővel, és mindegyik mutató esetében minőségi értékelést kapunk. Az összes meghatározott mutatóra vonatkozó becslések összegzésével megkapjuk az általánosított PCI értékét.

Az általánosított PQI nagyrészt kiküszöböli a vízminőség integrált értékelésének hiányosságait a WPI számítással, mert specifikus prioritási mutatók egy csoportját tartalmazza, amelyek közé tartozik a mikrobiális szennyezettség indikátora is.
A vízminőség értékelése során az integrált értékelésen, melynek eredményeként a vízminőségi osztály megállapítása, valamint a bioindikációs módszerekkel végzett hidrobiológiai értékelésen túl, amelynek eredményeként a tisztasági osztály megállapításra kerül, esetenként előfordul még egy ún. -úgynevezett átfogó értékelés, melynek alapja a biotesztelési módszerek.

Ez utóbbiak hidrobiológiai módszerekre is vonatkoznak, de abban különböznek, hogy lehetővé teszik a vízi élőlények szennyezésre adott reakciójának meghatározását különféle tesztszervezetek - mind protozoonok (ciliates, daphnia), mind magasabb rendűek - halak (guppia) segítségével. Ezt a reakciót néha a leginkább indikatívnak tekintik, különösen a szennyezett (természetes és hulladék) vizek minőségének értékelése kapcsán, és lehetővé teszi az egyes vegyületek koncentrációjának akár mennyiségi meghatározását is.

Az ivóvíz ártalmatlanságát a kémiai összetétel szempontjából az alábbi szabványoknak való megfelelés határozza meg:

Az ivóvízben esetlegesen előforduló káros anyagok listája, azok forrásai és az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatás természete.

Vízmintavétel és vízvédelem

Mintavétel - művelet, melynek helyes végrehajtása nagymértékben meghatározza a kapott eredmények pontosságát. A terepi elemzések során a mintavételt meg kell tervezni, felvázolva a mintavételi helyeket és mélységeket, a meghatározandó indikátorok listáját, az elemzésre vett víz mennyiségét, valamint a minták utólagos elemzésére való megőrzésére szolgáló módszerek kompatibilitását. Leggyakrabban úgynevezett egyszeri mintákat vesznek egy tározóból. Egy tározó vizsgálatakor azonban szükség lehet egy sor időszakos és rendszeres minta vételére - felszíni, mély, alsó vízrétegekből stb. A mintavétel földalatti forrásokból, vízvezetékekből stb. A vizek összetételére vonatkozó átlagadatokat vegyes minták szolgáltatják.
A szabályozási dokumentumok (GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2 stb.) meghatározzák azokat az alapvető szabályokat és ajánlásokat, amelyeket a reprezentatív 10 minta beszerzéséhez kell alkalmazni. A különböző típusú tározók (vízforrások) minden esetben meghatározzák a mintavétel egyes jellemzőit. Nézzük a főbbeket.
Minták folyókból és patakokból a vízgyűjtő vízminőségének, a víz élelmiszer-felhasználásra, öntözésre, állati itatásra, haltenyésztésre, fürdőzésre és vízi sportokra való alkalmasságának meghatározására, valamint a szennyező források azonosítására választották ki.
A szennyvízkibocsátás és a mellékvizek helyének befolyásának meghatározásához mintákat vesznek az áramlás irányában és azon a helyen, ahol a vizek teljes keveredése megtörtént. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a szennyeződések egyenetlenül oszlanak el a folyó vízfolyása mentén, ezért a mintákat általában a leggyorsabb áramlású területeken veszik, ahol az áramlások jól keverednek. A mintavevőket a patak után kell elhelyezni, a kívánt mélységben.
Minták természetes és mesterséges tavakból (tavakból)) ugyanarra a célra, mint a folyókból vett vízmintákat. A tavak hosszú fennállása miatt azonban jön a vízminőség hosszú távú (több éves) monitorozása, beleértve az emberi használatra szánt helyeket is, valamint az antropogén vízszennyezés következményeinek megállapítása (összetételének és tulajdonságainak nyomon követése). előtérbe. A tavakból történő mintavételt gondosan meg kell tervezni, hogy olyan információkhoz jussunk, amelyekre statisztikai értékelést lehet alkalmazni. Az alacsony vízhozamú tározók vízszintes irányban jelentős heterogenitást mutatnak. A tavak vizének minősége a mélységben gyakran nagyon változó a termikus rétegződés miatt, amit a felszíni zónában zajló fotoszintézis, vízmelegedés, a fenéküledékek hatása stb.
Meg kell jegyezni, hogy a tározókban (tavakban és folyókban egyaránt) a víz minősége ciklikus, napi és szezonális ciklikusság figyelhető meg. Emiatt a napi mintákat ugyanabban a napszakban (például 12 órakor) kell gyűjteni, és a szezonális vizsgálatok időtartama legalább 1 év legyen, beleértve az egyes szezonok során gyűjtött sorozatminták vizsgálatát is. Ez különösen fontos az élesen eltérő rendszerű folyók vízminőségének meghatározásához - alacsony vízállás és árvíz.
Nedves üledékminták (eső és hó) rendkívül érzékeny a nem kellően tiszta edények használatakor a mintában előforduló szennyeződésekre, idegen (nem légköri eredetű) részecskék behatolására stb. Úgy véljük, hogy a nedves csapadékból nem szabad mintát venni jelentős légköri szennyező források közelében - pl. például kazánházak vagy hőerőművek, nyitott raktárak anyagok és műtrágyák, szállítási csomópontok stb. Ilyen esetekben az üledékmintát jelentősen befolyásolják a feltüntetett helyi antropogén szennyezőforrások.
Az üledékmintákat speciális, semleges anyagokból készült tartályokba gyűjtik. Az esővizet egy (legalább 20 cm átmérőjű) tölcsér segítségével mérőhengerbe (vagy közvetlenül egy vödörbe) gyűjtik, és ott tárolják az elemzésig.
A hómintavétel általában magvak teljes mélységig (földig) történő kivágásával történik, és ezt a nagy havazás időszakának végén (március elején) célszerű elvégezni. A vízzé alakított hó térfogata a fenti képlettel is kiszámítható, ahol D a mag átmérője.
Talajvízminták a felszín alatti vizek műszaki vagy mezőgazdasági célú ivóvízforrásként való alkalmasságának meghatározására, a potenciálisan veszélyes gazdasági létesítmények talajvíz minőségére gyakorolt ​​hatásának meghatározására, a felszín alatti vizek szennyezőanyagainak monitorozása során.
A talajvizet artézi kutakból, kutakból és forrásokból vett minták segítségével vizsgálják. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a különböző víztartó rétegekben a víz minősége jelentősen eltérhet, ezért a talajvízminta vételekor a horizont mélysége, ahonnan a mintát vették, a felszín alatti áramlások lehetséges gradiensei, a víz összetételére vonatkozó információk. a horizonton átnyúló földalatti sziklákat a rendelkezésre álló módszerekkel kell felmérni. Mivel a mintavételi helyen a teljes víztartótól eltérő koncentrációjú szennyeződések képződhetnek, ezért a kútból (vagy a benne mélyedést képző forrásból) a vizet olyan mennyiségben kell kiszivattyúzni, amely elegendő a víz megújulásához. a kútban, vízellátó rendszerben, mélyedésben stb.
Vízminták vízellátó hálózatokból a csapvíz általános minőségi szintjének meghatározása, az elosztórendszer szennyeződési okainak felkutatása, az ivóvíz korróziós termékekkel való esetleges szennyezettségének mértéke stb.
A reprezentatív minták beszerzéséhez a következő szabályokat kell betartani a vízellátó hálózatokból történő vízgyűjtés során;
- a mintavétel a víz 10-15 perces leeresztése után történik - általában elegendő idő a víz felhalmozódott szennyezőanyagokkal történő megújításához;
— a vízellátó hálózatok végszakaszait, valamint a kis átmérőjű (1,2 cm-nél kisebb) csövekkel ellátott szakaszokat nem használják mintavételre;
- mintavételhez, amikor csak lehetséges, használjon turbulens áramlású területeket - szelepek, ívek közelében lévő csapokat;
— mintavételkor a víznek lassan kell befolynia a mintavevő edénybe, amíg ki nem folyik.
A víz összetételének (de nem minőségének!) meghatározására szolgáló mintavételt a kazántelepekből származó szennyvíz, víz és gőz stb. vizsgálatakor is végezzük. Az ilyen munkának általában technológiai céljai vannak, és speciális képzést igényel a személyzettől és a további követelmények betartását. biztonsági szabályok. A terepi módszereket ezekben az esetekben meglehetősen (és gyakran nagyon hatékonyan) használhatják a szakemberek, azonban a fenti okok miatt nem ajánljuk őket oktatási intézmények, lakosság és lakossági munkára, és nem írjuk le a megfelelő mintavételt. technikák.
A mintavételnél ügyelni kell (és a jegyzőkönyvben rögzíteni) a mintavételt kísérő hidrológiai és éghajlati viszonyokat, mint a csapadék és annak bősége, árvizek, vízhiány, tározó pangás stb.
Az elemzéshez szükséges vízmintákat közvetlenül az elemzés előtt vagy előzetesen lehet venni. A mintavételhez a szakemberek szabványos vagy legalább 1 literes palackokat használnak, amelyek a kívánt mélységben nyílnak és töltődnek fel. Tekintettel arra, hogy bármely indikátor terepi módszerrel történő elemzéséhez (az oldott oxigén és a BOI kivételével) általában 30-50 ml víz elegendő, ezért a mintavétel közvetlenül az elemzés előtt 250 űrtartalmú lombikban is elvégezhető. -500 ml (például laboratóriumi készletből, mérőkészletből stb.).
Nyilvánvaló, hogy a mintavételi eszközöknek tisztáknak kell lenniük. Az edények tisztaságát forró szappanos vízzel való előmosogatás (mosóport és krómkeveréket ne használjon!), valamint tiszta meleg vízzel történő ismételt öblítés biztosítja. A jövőben célszerű ugyanazokat az edényeket használni a mintavételhez. A mintavételre szánt edényeket először alaposan kimossák, legalább háromszor átöblítik a mintavételezett vízzel, és desztillált vízben forralt üveg- vagy műanyagdugóval lezárják. A dugó és a vett minta között 5-10 ml térfogatú levegőt hagyunk az edényben. Egy közös tartályban csak az azonos megőrzési és tárolási feltételekkel rendelkező összetevőkből vesznek mintát elemzés céljából.
Az azonnali (azaz előzetesen vett) elemzésre nem szánt mintákból történő mintavétel légmentesen lezárt, legalább 1 literes üveg- vagy műanyag (lehetőleg fluoroplast) edényekben történik.
A megbízható eredmények elérése érdekében a vízanalízist a lehető leghamarabb el kell végezni. A vízben oxidációs-redukciós, szorpciós, ülepedési folyamatok, a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenysége által kiváltott biokémiai folyamatok stb. végbemennek Ennek eredményeként egyes komponensek oxidálódhatnak vagy redukálódhatnak: nitrátok - nitritekké vagy ammóniumionokká, szulfátok - szulfitokká. ; oxigén felhasználható szerves anyagok oxidációjához stb. Ennek megfelelően a víz érzékszervi tulajdonságai - szag, íz, szín, zavarosság - is változhatnak. A biokémiai folyamatok lelassíthatók, ha a vizet 4-5 °C-ra hűtjük (hűtőszekrényben).
Azonban még a terepi elemzési módszerek ismeretében sem mindig lehetséges a mintavétel után azonnal elvégezni az elemzést. A begyűjtött minták várható tárolási időtartamától függően szükség lehet azok tartósítására. Nincs univerzális tartósítószer, ezért az elemzéshez több palackban vesznek mintát. Mindegyikben a víz konzerválása megfelelő vegyszerek hozzáadásával történik a meghatározandó komponensek függvényében.
táblázatban Megadjuk a tartósítási módszereket, valamint a mintavétel és a minták tárolásának jellemzőit. A víz bizonyos mutatók (például oldott oxigén, fenolok, kőolajtermékek) vizsgálatakor speciális követelményeket támasztanak a mintavétellel kapcsolatban. Így az oldott oxigén és hidrogén-szulfid meghatározásakor fontos kizárni a minta érintkezését a légköri levegővel, ezért a palackokat szifon - a palack aljára süllyesztett gumicső - segítségével kell feltölteni, biztosítva a víz túlcsordulását a szélén. amikor az üveg túlcsordul. A mintavétel speciális feltételeinek részleteit (ha vannak) a vonatkozó elemzések leírása tartalmazza.

A tartósítás módjai, a mintavétel és a minták tárolásának jellemzői

Figyelembe kell venni, hogy sem a konzerválás, sem a rögzítés nem biztosítja a víz állandó összetételét a végtelenségig. A megfelelő komponenst csak bizonyos ideig tartják a vízben, ami lehetővé teszi a minták kiszállítását az elemzés helyére, például egy tereptáborba, és szükség esetén egy speciális laboratóriumba. A mintavételi és elemzési jegyzőkönyvekben fel kell tüntetni a mintavétel és az elemzés időpontját.