Качество воды (стр. 3 из 12)

В Московской области используют почти исключительно водоносные горизонты, достаточно хорошо защищенные водонепроницаемой кровлей глин. Несмотря на это известны несколько случаев ухудшения качества подземных вод из –за нарушения защищенности водоносного горизонта от интенсивных поверхностных загрязнений или по причине редкого возрастания водоотбора. Так в городе Люберцы и его окрестностях на части территории качество подземных вод значительно изменилось. Например, содержание хлоридов с 3–5 мг / л возросло до 70–120 мг / л содержание железа возросло в 6–10 раз и составляет порядка 4–5 мг / л.

Однако, несмотря на значительное изменение химического состава подземных вод, в бактериологическом отношении их качество осталось неизменно высоким. Изменение качества подземных вод в данном случае можно объяснить влиянием Люберецких полей фильтрации в результате некоторого нарушение защитных слоев на территории города, а также заметно возрос отбор воды.

Ярким примером нежелательного ухудшения качества подаваемых вод в результате загрязнения являются случай на заводе « Акрихин » (поселок Купавна ). На территории завода были пробурены еще в 1935 г два трубчатых колодца, снабжавшие водой завод и жилой поселок. Первоначально вода полностью отвечала требованиям ГОСТа на питьевую воду, однако вскоре колодцы стали подавать воду неудовлетворительного качества с большим количеством органики и неприятными специфическими вкусом и запахом с явными признаками производственных стоков завода. Это вынудило к бурению новых трубчатых колодцев для хозяйственно – питьевого водоснабжения. Последние пробурены на территории поселка на расстоянии 3 – 4 км от действующих. Заводские скважины были выведены на производственное водоснабжение и избежание распространения загрязнений по водоносному горизонту их пришлось усиленно откачивать. Причиной загрязнение подземных вод действительно явились производственные стоки завода. Обработка сточных вод завода ранее была предусмотрена на полях фильтрации, расположенных выше по течению потока подземных вод. В результате размыва водоупорных глинистых слоев водоносный горизонт на значительной территории оказался покрыт лишь слоем песка (порода с хорошим коэффициентом фильтрации ). Мощность песков оказалась недостаточной и почти неочищенные производственные стоки, вступая в контакт подземными водами, ухудшали их качество.

Таким образом, можно сделать осторожный вывод о том, что в течение будущих десятилетий будет наблюдаться тенденция к переходу водоснабжения городов и поселков Московской области из поверхностных или открытых источников воды.

Г Л А В А 2

Оценка качества воды в источниках водоснабжения

2.1. Анализ воды и форма его выражения

При оценке качества воды, предназначенной для удовлетворения хозяйственно – питьевых потребностей, обычно используется анализ ( тип 2 ), в процессе которого определяются : физические свойства ( температура, запах и вкус, прозрачность или мутность, цветность), Cl^-, SО₄^2-, НСО₃^-, СО₃^2-, NO₃^-, Са²⁺,Мg²⁺, Fе^2+,Fе³⁺, рН, СО₂ ( свободная ), сухой остаток Р, NO₂^-, NН₄⁺ и окисляемость. Анализ дает общую характеристику воды и производится в полустационарных или стационарных условиях. При этом можно контролировать анализ по сухому остатку с вычислением суммы К⁺ + Nа⁺ по разности.

В отдельных случаях ( главным образом для подземных вод ) может потребоваться подробный анализ с дополнительным определением Nа⁺, К⁺, Мn²⁺, Fе₂О₃ + АI₂O₃, SiO₂, агрессивной СО₂, Н₂S. Этот вид анализа позволяет произвести общий контроль определений не только по сухому остатку, но и по суммам мг – экв анионов и катионов.

Наиболее распространенными формами выражения концентрации химических веществ являются объемная ( мг / л ) и нормальная ( мг – экв /л ) ; в более редких случаях концентрацию выражают в весовой ( мг / кг ) и молярной ( г – мол / л ) форме. В любом случае результаты анализа могут быть представлены в виде солей ( NаСl, Са SO₄ и т.д. ), окислов ( Nа₂О, СаО и т.д.), ангидридов (SO₃, N₂O₅ и т. д.) или в ионной форме. Последняя форма наиболее полно отражает действительное состояние веществ, растворенных в воде, их диссоциацию, облегчает и ускоряет проверку анализа, и потому в настоящее время является общепринятой. Следует, однако, иметь в виду, что при этой форме выражения неионизированные или очень мало ионизированные соединения (чаще всего трехвалентного железа, алюминия, кремния) обозначаются в виде соответствующих окислов ( Fe₂O₃, Аl₂O₃, Si0₂ ), а растворенные неионизированные газы – всегда их формулами ( СО₂, Н₂S, О₂ ).

При пересчете концентраций, выраженных в солевой или окисно – ангидридной форме, в ионную форму содержание соли, окисла или ангидрида умножают на отношение молекулярных весов данного иона и соответствующего ему соединения. Например, содержание Са²⁺ в исследуемой воде при окисной форме выражения анализа, т.е через СаО, оказалось равным [Са] = 100 мг / л. Молекулярные веса: Са = 40,08, СаО = 56,08. 40,08

Следовательно: [Cа²⁺] =

= 71,5 мг / л.

В таблице 1 в качестве примера приведен химический анализ воды с определениями, выраженными в ионной и окисло – ангидридной формах записи.

Форма выражения химического состава воды.

Таблица 1.

Ионная форма						Окисно – ангидридная форма
Наименование определений	Молекулярныйили ионный вес	Эквивалентный вес	Концентрация			Наименование определений	Молекулярный вес	Концентрация в мг /л
Наименование определений	Молекулярныйили ионный вес	Эквивалентный вес	в мг /л	в мг – экв / л		Наименование определений	Молекулярный вес	Концентрация в мг /л
Сl^-	35,46	35,46	17,73	0,5		Сl₂	70,91	35,46
SO₄^2-	96,07	48,03	72,04	1.5		SO₃	80,07	60
НСО₃^-	61,02	61,02	122,04	2		СО₂	44	88
СО₃^-²	60,01	30,01	0	0		СО₂	44	0
NО₃^-	62,01	62,01	31	0,5		N₂O₅	108	54
Са²⁺	40,08	20,04	60,12	3		СаО	56,08	84
Мg ²⁺	24,32	12,16	12,16	1		МgO	40,32	20,16
Fе ²⁺	55,85	27,93	Следы			FеО	71,81	Следы
Fе³⁺	55,85	18,62	не обнаружено			Fе₂О₃	159,7	не обнаружено
рН	-	-	7			рН	-	7
СО₂ ( свободная )	44	22	22		1	СО₂(свободная )	44	22
Сухой остаток	-	-	300		300 мг /л	Сухой остаток	-	300
NO₂^-	46	46	следы			NO₃	76	следы
NН₄⁺	18,03	18.03	не обнаружено			NН₃	17.03	не обнаруженно
окисляемость	-	-	18		18 мг /л	окисляемость	-	18
Для пересчета концентрации Со, выраженных в мг /л, в С_Э (мг – экв/л) используется соотношение Где Э – эквивалент на вес данного веществаРешающим показателем санитарного состояния воды является титр кишечной палочки (коли титр или коли индекс). Дополнительной характеристикой бактериальной загрязнённости служит число зародышейв одном литре исследуемой воды.
2.2. Проверка результатов анализа. Приступая к изучению анализов воды, необходимо прежде всего убедиться в их правильности. Правильность определения физических свойств (температуры. цветности, мутности или прозрачности, запаха и вкуса) может быть проверена только при поммощи повторных определений в аналогичных условиях; поэтому проектировщик, как правило, должен иметь серии анализов для одних и тех же точек и условий отбора. При количественной оценке мутности воды следует помнить, что этот показатель имеет наибольшую ценность при сравнении проб, но дает лишь приближенное представление о фактическом содержании взвешенных веществ. Последние для расчетных грязевых нагрузок должны быть определены весовым способом. Для контроля химического анализа сравнивают суммарное количество всех нелетучих составных частей, определенных анализов, с величиной сухого остатка. Естественно, что из –за неточностей в определениях всегда будет наблюдаться разница в сравниваемых величинах. Но, как правило, вес сухого остатка оказывается не более чем на 7 – 12 % выше суммы ионов солей. Такового рода контроль исключает возможность появления ошибки в анализе, а в отдельных случаях указывает на необходимость дополнительных определений. Не следует забывать, что при вычислении суммы ионов солей нужно брать только половину найденного анализом содержания НСО₃^-. Сумма всех нелетучих в мг / л по анализу определяется из выраженияР = Сl^- + SO₄^-2 + ½ НСО₃^-2 + Са²⁺ +Мg²⁺ + Nа⁺( 2 ) Величину Nа⁺ находят по разности содержания отрицательных и положительных ионов. При нормальной форме выражения концентрации ( в мг – экв /л ) имеем где К⁺ + Na⁺ - определяемое по разности содержание калия и натрия в мг – экв/л;

Σа – сумма мг – экв анионов ;

Σ_К^ОПР– сумма мг – экв катионов, включенных в анализ.

Сумму щелочных ионов К⁺ + Nа⁺, выраженную в мг – экв/л, пересчитывают в мг /л по эквивалентному весу Nа⁺, равному 23, и вводят в формулу ( 2 ). Такой пересчет приводит к сравнительно небольшой ошибке, обычно не превышающей 1,6 % суммы всех составных частей общего солесодержания ( содержание К⁺ + Nа⁺ в общей сумме ионов, так же как и К в сумме К⁺ + Nа⁺, составляет не более 20 % ).