Показатели качества питьевой воды и методы их оценки

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отно­шении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды должно соот­ветствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети. Концентрация отдельных при­месей в воде определяет ее свойства, то есть качество воды. Разли­чают физические, химические, биологические и бактериологиче­ские показатели качества воды.

Физические показатели характеризуются как общесанитар­ные и могут быть следующими.

Взвешенные вещества содержатся в природных и сточных во­дах, они могут быть минерального и органического происхождения. Эти вещества характеризуют наличие в воде частиц песка, глины ила, планктона и прочего и определяют её мутность. В зависимо­сти от размеров отдельных частиц и их плотности взвешенные ве­щества могут выпадать в виде осадка, всплывать на поверхность воды и оставаться во взвешенном состоянии. Количество примесей определяют гравиметрическим методом.

Цветность воды (окраска) обусловлена присутствием в воде гумусовых и дубильных веществ, жиров, органических кислот и других органических соединений. Определение цветности произ­водится колориметрическим методом. Цветность воды определяет­ся по платиново-кобальтовой шкале и выражается в градусах.

Запах и вкус воды обусловлены растворенными солями, газами, органическими соединениями, образующимися в процессе жизне­деятельности водных организмов. В соответствии с происхождени­ем запахов их делят на естественные и искусственные. Определение запаха и вкуса производится органолептически.

Химические показатели условно делят на пять групп: глав­ные ионы, растворенные газы, биогенные вещества, микроэлемен­ты, органические вещества. Для определения данных показателей используются химические методы анализа.

Главные ионы. Наиболее распространенные в природных водах анионы и катионы: Nа⁺, Са²⁺, М⁺, К⁺, Ре²⁺. Содержание главных ионов в пресных водах составляет 90...95 % от общего солесодержания. В производственных сточных водах их проявления могут быть очень разнообразны: это ионы висмута, кобальта, никеля, мышьяка и других тяжелых металлов. I

Растворенные газы. Среди них определенное значение имеют кислород, диоксид углерода, сероводород и др. Содержание кисло­рода в воде поверхностных водоемов определяется поступлением его из воздуха и в результате фотосинтеза. В зимний период кон­центрация кислорода в воде водоемов резко уменьшается. Раство­римость кислорода в воде зависит от температуры воды. Диоксид углерода находится в воде как в растворенном виде, так и в форме угольной кислоты. Основным источником диоксида углерода в поверхностных водах являются биохимические процес­сы распада органических веществ, а также он попадает в водоемы с подземными водами.

Сероводород в природных водах встречается органического (продукт распада органических соединений) и неорганического (растворение минеральных солей) происхождения. Наличие серово­дорода в воде придает ей неприятный запах, способствует коррозии металла и может вызвать зарастание трубопроводов.

Биогенные вещества. К этой группе относят соединения, необ­ходимые для жизнедеятельности водных организмов и образую­щиеся ими в процессе обмена вещества. Это, в первую очередь, ми­неральные и органические соединения азота, а также фосфора.

Важным биогенным элементом является фосфор. В природных водах соединения фосфора присутствуют в небольших концентра­циях и оказывают существенное влияние на водную раститель­ность.

Микроэлементы. Это такие элементы, содержание которых в воде составляет менее 1 мг/л. Микроэлементы в природных водах могут находиться в виде ионов, молекул, коллоидных частиц, взве­сей, входить в состав минеральных и органических комплексов. В питьевой воде важное гигиеническое значение имеют соединения йода и фтора.

Органические вещества. В природных водах они бывают в ви­де гумусовых соединений, которые образуются при разложении растительных остатков. Органические примеси сточных вод вслед­ствие их многообразия, сложности и трудности анализа непосредст­венно не определяются.

Для характеристики степени загрязненности воды органиче­скими соединениями применяют такие косвенные методы, как окисляемость воды и биохимическое потребление кислорода.

Активная реакция воды является показателем щелочности или кислотности, количественно она характеризуется концентрацией водородных ионов: для нейтральной воды рН = 7, для кислой -меньше 7 и для щелочной - больше 7. Активная реакция природных вод обычно варьируется в пределах 6,5-8,5 рН. Для сточных вод рН колеблется в больших пределах в зависимости от происхождения. Активную реакцию воды определяют с помощью рН-метра.

Биологические показатели качества воды главным образом относятся к природным водам. Основные из них - гидробионты и гидрофлора. Гидробионты подразделяются на планктон - обитате­лей, пребывающих в толще воды от дна до поверхности. Гидрофло­ра водных объектов определяет макро- и микрофитами. К первым относится высшая водная растительность, а ко вторым - водоросли. При отмирании и разложении макрофитов вода обогащается органическими веществами, ухудшая органолептические показате­ли качества воды. Микрофиты не только поглощают углекислоту, но и продуцируют кислород.

Бактериологические показатели качества воды характери­зуют безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микроорганизмов.

Важным бактериологическим показателем является содержа­ние бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды, которое опре­деляет величину колииндекса. Наименьший объем воды (в мл), приходящийся на одну кишечную палочку, называется колититром. Определение санитарно-бактериологических показателей осу­ществляется микробиологическими методами.

Безвредность питьевой воды по химическому составу опреде­ляется ее соответствием требованиям и нормативам:

- по обобщенным показателям и содержанию вредных химиче­ских веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенно­го происхождения, получивших глобальное распространение;

-содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водо­снабжения;

-содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельно­сти человека.

Минерализация представляет собой суммарный количествен­ный показатель содержания растворенных в воде веществ (TDS – total dissolved solids). Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические со­ли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Уровень солесодержания в воде обусловлен качеством воды в природных источниках (которые существенно варьируются в раз­ных геологических регионах вследствие различной растворимости минералов). Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используют для борьбы с обледенением дорог) и т.п. Оценка минерализации прово­дится при помощи шкалы, представленной на рис. 1.

Рис.1 Шкала для оценки измерений

Электропроводность (ЕС). Для определения общего содер­жания растворенных солей используют свойство водных растворов проводить электрический ток. Как правило, чем выше жесткость воды, тем больше её удельная электропроводность. Единицей изме­рения служит сименс (См) или микросименс (мкСм). Чаще всего ее выражают в виде удельной электропроводности (отнесенной к еди­нице длины проводника) в мкСм/см.

Для оценки качества воды используют показатели прозрачно­сти и мутности (снижение прозрачности воды, вызываемое присут­ствием нерастворимых взвешенных веществ). Прозрачность опре­деляется при помощи различных тест-комплектов, а мутность оп­ределяется по градуировочному графику, исходя из измеренной величины прозрачности. Норматив мутности для питьевой воды — 1,5 (2,0) мг/дм³ по каолину или 2,6 (3,5) ЕМФ/дм³ по формазину.