Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Анализ и улучшение качества природных вод» для студентов IV курса, обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство» Составители (стр. 4 из 18)
(2)заполнить колонки 1, 2, 3 табл. 6.
Таблица 5 – Величины эквивалентов компонентов вод
| Компонент | HCO3- | CO32- | Cl- | SO42- | NO3- | Ca2+ | Mg2+ | Na+ | K+ | Fe3+ |
| Э, мг | 61 | 60 *) | 35,5 | 48 | 62 | 20 | 12,2 | 23 | 39 | 18,6 |
*) в реакции перевода СО32- в НСО3-.
Таблица 6– Результаты анализа воды в мг-экв/л, в % -экв/л
| Компонент | Сi , мг/л | Сi , мг-экв/л | Сi , %-экв/л |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
3.7. Рассчитать содержание компонентов в природной воде в %-экв/л, используя пропорции, например, для расчета содержания [НСО3-], %-экв/л
ΣА, мг-экв/л – 100 %-экв/л
[НСО3-], мг-экв/л – [НСО3-], %-экв/л
[НСО3-], %-экв/л = [НСО3-]∙100 / ΣА (3)
Например, для расчета [Са2+], %-экв/л
ΣК, мг-экв/л – 100 %-экв/л
[Са2+], мг-экв/л – [Са2+], %-экв/л
[Са2+], %-экв/л = [Са2+]∙100 / ΣК (4)
3.8. Заполнить колонку 4 табл. 6.
3.9. Описать исследуемую природную воду формулой Курлова и словами.
§ 4. Оценка качества природной воды по целям назначения
| Чистая вода – это химическое соединение водорода и кислорода, Н2О |
В природе не существует чистой воды, так как образовавшаяся вода, в силу своего дипольного момента, сразу растворяет в себе окружающие её вещества.
| Природные воды представляют собой собственно воду (химическое соединение кислорода и водорода) и растворенные в ней вещества, появившиеся в ней в результате природного динамического равновесия в системе вода – порода – органическое вещество – газ и обусловливающие ее химический состав и свойства. |
Природная вода является продуктом динамического равновесия в природной системе, впервые предложенной В.И. Вернадским [6]:
В «Словаре русских слов» Ожегова одно из определений слова «грязный» – нечистый. Понятие «грязный» – понятие относительное, относительно какого-то чистого объекта. При рассмотрении объекта «вода» понятие «грязный» применимо относительно чистой воды.
| Загрязнителями воды являются все растворённые в чистой воде вещества. |
Ещё Д. И. Менделеев сказал: «Грязь – это химическое вещество, лежащее не в том месте». С этой точки зрения, о загрязнителях воды можно говорить относительно чистой воды, относительно их фонового содержания в воде, относительно среднего природного фона, относительно их нормативного содержания в воде.
Например. загрязнитель воды относительно среднего природного фона – это любое природное или антропогенное вещество, возникающее в природной воде или попадающее в неё в количествах сверх среднего природного фона.
Для загрязнителей нет временных или пространственных границ. Они не всегда проявляются сразу и носят скрытый характер.
Загрязнение – внесение в среду или возникновение в ней любых загрязнителей.
| Качество вод – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность её для конкретного вида водопользования. ГОСТ 27065–86 |
В данной формулировке качество воды – это сугубо потребительская категория, и контролируется оно совокупностью химического и бактериологического состава и органолептическими показателями.Водный объект характеризуется определенным природным составом и свойствами воды, а потребитель формирует свои требования к составу и свойствам потребляемой воды (рис. 1).
Рис. 1. Структура категории «качество воды»
водного объекта
Как видно по рис. 1, качество воды водного объекта и необходимость его регулирования определяются целью водопользования, т.е. потребителем. На основании данных о составе и свойствах воды, а также требований потребителя формируются критерии качества воды и соответствующие им показатели. Таким образом, водный объект характеризуется значениями показателей качества, а вид водопользования – нормами качества воды.
Ниже приведенные определения выделены курсивом и даны по ГОСТ 27065-86, СТ СЭВ 5184-85.
Критерий качества воды – признак или комплекс признаков, по которым производится оценка качества воды.
Нормы качества воды – установленные значения показателей качества воды для конкретного вида водопользования.
Контроль качества воды – проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям.
Индекс качества воды – обобщённая числовая оценка качества воды по совокупности основных показателей для конкретных видов водопользования.
Класс качества воды – уровень качества воды, устанавливаемый в интервале числовых значений свойств и состава, характеризующий её пригодность для конкретного вида водопользования.
В зависимости от целей назначения воды формируются критерии качества вод: гигиенический, экологический, экономический, рыбохозяйственный.
Гигиенический критерий качества воды – критерий качества воды, учитывающий токсикологическую, эпидемиологическую и радиоактивационную безопасность воды и наличие благоприятных свойств для здоровья живущих и последующих поколений людей.
Рыбохозяйственный критерий – критерии качества, учитывающие пригодность воды для обитания и развития промысловых рыб и промысловых водных организмов.
Экологический критерий – критерий, учитывающий условия нормального функционирования водно-экологической системы.
Экономический критерий – критерий, учитывающий рентабельность использования водного объекта.
Драчёв М.С в 1964 г дал классификацию качества вод в связи с их общим экологическим назначением (табл. 7), используя эпитеты «слабо загрязнённая», «загрязнённая», «грязная», «очень грязная». Для частного экологического назначения (например, в системе вода – рыбное хозяйство) – слова «пригодна», «не пригодна», «не возможно». Для других экологических систем – «затруднительно», «встречает затруднения» и т. д.
При оценке качества природной воды, используемой для питьевого, хозяйственно-бытового, рекреационного, культурно-бытового назначения используется гигиенический критерий, который включает химические, бактериологические и органолептические показатели.
При оценке качества природной воды, используемой для обитания и развития промысловых рыб и промысловых водных организмов, используется рыбозозяйственный критерий.
Общим является экологический критерий, который используется для конкретной водно-экологической системы.
Экологическая оценка исследуемой природной воды
1. Система природная вода – человек
1.1. Качество исследуемой воды для питьевого централизованного и нецентрализованного водоснабжения
Возможность использования природной воды как источника хозяйственно-питьевого централизованного водоснабжения оценивается по ГОСТ 2761-84 [7]. «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора», табл. 8.
Таблица 8 – Нормативы показателей классов качества вод
| № п/п | Показатели | Классы | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Подземные воды | ||||
| 1 | Мутность, мг/л (не более) | 1,5 | 1,5 | 10 |
| 2 | Цветность, градусы (не более) | 20 | 20 | 50 |
| 3 | РН, ед. рН | 6,0–9,0 | 6,0–9,0 | 6,0–9,0 |
| 4 | Fe общ., мг/л | 0,3 | 10 | 20 |
| 5 | Mn2+, мг/л | 0,1 | 1 | 2 |
| 6 | H2S, мг/л | Отсутствие | 3 | 10 |
| 7 | F-, мг/л | 1,5–0,7 | 1,5–0,7 | 5 |
| 8 | Перманганатная окисляемость, мгО2/л | 2 | 5 | 15 |
| 9 | Число бактерий группы кишечных палочек в литре (БГКП) | 3 | 100 | 1000 |
| Поверхностные воды | ||||
| 1 | Мутность, мг/л (не более) | 20 | 1 500 | 10 000 |
| 2 | Цветность, градусы (не более) | 35 | 120 | 200 |
| 3 | Запах, (балл) | 2 | 3 | 4 |
| 4 | РН, ед. рН | 6,5–8,5 | 6,5–8,5 | 6,5–8,5 |
| 5 | Fe общ, мг/л | 1 | 3 | 5 |
| 6 | Mn2+, мг/л | 0,1 | 1 | 2 |
| 7 | Фитопланктон, мг/л | 1 | 5 | 50 |
| 8 | Фитопланктон, кл/см3 | 1 000 | 10 000 | 50 000 |
| 9 | Перманганатная окисляемость, мг О2/л | 7 | 15 | 20 |
| 10 | БПК, мг О2/л | 3 | 5 | 7 |
| 11 | Число лактоположительных кишечных палочек в литре (ЛПКП) | 1 000 | 10 000 | 50 000 |
Для каждого класса вод ГОСТ 2761–84 рекомендует ниже следующие методы обработки вод.