Методы контроля окружающей среды анализ воды

контроль качества окружающей среды.

1. Методы определения загрязняющих веществ.
2. Методы контроля состояния воздуха и газовых потоков.
3. Методы анализа природных вод.
4. Методы исследования экологического состояния почв.
5. Нормирование качества окружающей среды.

1.Методы определения загрязняющих веществ.
При контроле загрязнения природных объектов поллютантами различного происхождения используются как классические методы химического анализа (гравиметрический и объемный), так и современ­ные методы инструментального анализа. Выбор наиболее перспектив­ного метода химического или физико-химического анализа определенного объекта окружающей среды включает несколько стадий:

1) установление перечня определяемых соединений (например, неорганические, органические или биологические примеси; взвеси и растворенные вещества и т. п.), а также перечня основных компонентов субстрата, в которых предстоит определять загрязняющие вещества;

2) выбор стандартного или общепринятого метода анализа, позво­ляющего возможно более рационально и с требуемой точностью вы­полнить нужное определение; если такого метода нет, следует выбрать другой, наиболее соответствующий поставленной задаче, и в случае необходимости модифицировать его, приведя в соответствие с целью анализа.
Для определения вредных веществ в окружающей среде используют инструментальные методы современной аналитической химии, основанные на измерении различных физических свойств определяемых веществ или продуктов их химических превращений (аналитических реакций) с помощью физических и физико-химических приборов.

Спектроскопические методы анализа основаны на использовании взаимодействия атомов или молекул определяемых веществ с электромагнитным излучением широкого диапазона энергий. Это могут быть (в порядке уменьшения энергии) гамма-кванты, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и видимое, инфракрасное, микроволновое и радиоволновое излучение. Сигналом может быть испускание или поглощение излучения.

Важнейшими для экологического мониторинга, являются нейтронно-активационный, рентгеноспектральный, атомно-абсорбционный и атомно-эмиссионный анализ, спектрофотометрический и флуориметрический методы, инфракрасная спектрометрия.

Ценную информацию в анализе вод предоставляют электрохимические методы анализа: потенциометрия, полярографические и кулонометрические методы.

Исключительно мощное средство контроля загрязнения различных объектов окружающей среды — хроматографические методы, позволяющие анализировать сложные смеси компонентов. Наибольшее значение приобрели тонкослойная, газожидкостная и высокоэффективная жидкостная и ионная хроматография. Будучи несложной по технике выполнения, тонкослойная хроматография хороша при определении пестицидов и других органических соединений-загрязнителей. Газожидкостная хроматография эффективна при анализе многокомпонентных смесей летучих органических веществ. Высокоэффективную жидкостную хроматографию применяют при анализе смесей многих загрязняющих веществ, прежде всего нелетучих. Используя высокочувствительные детекторы: спектрофотометрические, флуориметрические, электрохимические, можно определять очень малые количества веществ.

При анализе смесей сложного состава особенно эффективно сочетание хроматографии с инфракрасной спектрометрией и особенно с масс-спектрометрией. В последнем случае роль детектора играет подключенный к хроматографу масс-спектрометр. Обычно приборы такого типа оснащены мощным компьютером. Так определяют пестициды, полихлорированные бифенилы, диоксины, нитрозоамины и другие токсичные вещества. Ионная хроматография удобна при анализе катионного и анионного составов вод.

2. Методы контроля состояния воздуха и газовых потоков .
Отбор проб газа на анализ. Первым условием определения содер­жания в газовой смеси какого-либо компонента является правильный отбор пробы для анализа и ее обработка. При отборе пробы газа необходимо учитывать, в каком агрегатном состоянии находится оп­ределяемое вещество и те вещества, что ему сопутствуют, а также является ли проба типичной и характерной для общей массы анали­зируемого газа.

Для анализа газов используют широкий ассортимент приборов, называемых газоанализаторами. Выбор метода газового ана­лиза и соответственно газоанализатора определенного типа диктуется особенностями анализируемого компонента, которые отличают его от других компонентов смеси. В практике заводских лабораторий и научно-исследовательских организаций используют газоанализаторы меха­нические, тепловые, магнитные, электрические, оптические, хроматографические, масс-спектральные.

Действие механических газоанализаторов основано на измерении молекулярно-механических параметров анализируемой газовой смеси и их изменении при химическом или физико-химическом извлечении из смеси определяемого компонента.

При осуществлении контроля за состоянием воздуха как на терри­тории населенных пунктов, так и в рабочей зоне производственных помещений, используют качественный и количественный анализ га­зовых смесей. С помощью качественного анализа определяют в воздухе или газовых потоках отдельные компоненты, не устанавливая их содержания. При количественном анализе определяют состав газовой смеси (%) или содержание в ней определенного компонента (компо­нентов). На практике обычно не требуется полного анализа газовой смеси и определяют лишь некоторые, наиболее важные ее составляю­щие.

Качественный анализ газовых смесей производится с помощью органолептического или индикационного метода, или с использовани­ем пористых поглотителей.

Органолептический метод основан на определении примесей, содержащихся в атмосфере или газовых выбросах, по цвету или запаху. К газам, обладающим специфическим цветом, относят фтор, хлор, диоксид азота и некоторые другие; специфическим запахом отличаются хлор, аммиак, диоксид серы, оксиды азота, сероводород, фтористые соединения, цианиды, некоторые углеводороды и другие органические соединения. Однако индикацию газов органолептическим методом нельзя считать достоверной, так как возможная ошибка зависит не только от субъективных особенностей человека, но и от того, что специфический цвет или запах могут маскироваться окраской и запа­хом других примесей.

Индикационный метод основан на изменении окраски индикатор­ной бумаги, пропитанной соответствующими реактивам, в присутствии того или иного компонента газовой смеси. Так, красная лакмусовая бумага синеет в присутствии NН₃ и остается без изменения в присут­ствии кислых примесей (НС1, H₂S, SO₂, C0₂, NO, NO₂); красная и синяя лакмусовая бумага обесцвечиваются в присутствии хлора; бумага, пропитанная раствором ацетата свинца, чернеет в присутствии H₂S.

Индикация с помощью жидких или пористых поглотителей заклю­чается в пропускании воздуха через жидкость, в которой растворен соответствующий реагент, или сквозь пропитанный реагентом пори­стый материал (силикагель, пемза, цеолиты). О наличии в воздухе или отходящих газах определяемой примеси судят по изменению окраски раствора или реагента, пропитывающего пористый материал.

3. Методы анализа природных вод.
Методы анализа, разработанные для поверхностных пресных и соленых вод, применимы, несомненно, и для анализа других водных объектов, в том числе грунтовых и лизиметрических вод, почвенных растворов и вытяжек.

Аналитическая процедура определения содержаний элементов в водах различного состава включает несколько стадий:

— собственно инструментальный анализ.

В зависимости от концентраций определяемых элементов и возмож­ностей инструментальной техники вышеперечисленные стадии могут быть усложнены введением дополнительных этапов, связанных с консервацией анализируемых образцов, предварительным концентрированием элементов и модернизацией оборудования (например, введением дополнительных приспособлений для ввода пробы, перевода из одного агрегатного состо­яния в другое и т.д.).

Пробоотбор и пробоподготовка как важнейший этап анализа. Отбор пробы воды следует рассматривать как стадию, в значительной степени определяющую правильность последующего анализа, причем ошибки, допущенные в процессе пробоотбора, в дальнейшем не могут быть исправлены даже самым квалифицированным аналитиком. Место и усло­вия отбора пробы воды в каждом случае определяют конкретными задачами исследований, однако основные правила отбора проб носят общий ха­рактер:

— проба воды, взятая для анализа, должна отражать условия и место отбора;

— отбор пробы, ее хранение и транспортировка должны исключать возможность изменения ее первоначального состава (содержаний опре­деляемых компонентов или свойств воды);

-объем пробы должен быть достаточным для проведения анали­тической процедуры в соответствии с методикой.

Отбор проб воды. Отбор проб воды может быть разовым и серийным. Разовый отбор обычно применяют для получения первоначальной информации о качестве ана­лизируемой воды. Принимая во внимание изменяющийся во времени и пространстве состав анализируемых вод, более оправдан серийный отбор, который проводят либо с разных глубин источника, либо в различные моменты времени. При таком отборе можно судить об изменении качества воды во времени или в зависимости от ее расхода.

По своему виду пробы бывают простыми и смешанными. Простая проба обеспечивается путем однократного отбора всего требуемого для анализа количества воды, при этом полученная информация отвечает составу в данной точке в данный момент времени. Смешанную пробу получают путем сливания простых проб, отобранных в разные промежутки времени или в различных точках, характеризуя таким образом усреднен­ный состав воды. Если пробу отбирают из открытого водотока, необходимо соблюдать условия, при которых она будет типичной: лучшие места для пробоотбора — бурные участки, где происходит более полное смешение. При отборе пробы сточной воды нужно соблюдать следующие условия:

— скорость отбора не менее 0,5 м/с;

— диаметр отверстия пробоотборника не менее 9-12 мм;

— высокая турбулентность (в случае отсутствия создают искусственно).

При отборе пробы питьевой воды необходимо предварительно спустить воду в течение 15 мин при полностью открытом кране. Перед закрытием сосуда пробкой верхний слой воды сливают так, чтобы под пробкой оставался слой воздуха объемом 5-10 см 3 .

Для отбора и хранения проб используют посуду из стекла, полиэтилена, тефлона. Для определения ультрамикроконцентраций элементов идеальным материалом для отбора и особенно для хранения проб является новый полимер политетрафтор-алкокси-этилен (PFA). Его главные преимущества по сравнению с тефлоном, применяющимся в аналитической химии микро­элементов, — высокая гидрофобность и практически полное отсутствие внутренних пор, а значит и отсутствие эффекта «памяти».

Консервация и хранение. Отобранная проба природной воды представляет собой двухфазную сис­тему, состоящую из раствора и взвешенного вещества. Чтобы избежать потерь микроэлементов за счет биохимических процессов и сорбции на стенках сосуда пробу после фильтрования консервируют, в отдельных случаях даже нефильтрованные образцы, если это согласуется с задачей исследования.

Для консервирования металлов, как правило, применяют подкисление образца азотной кислотой до рН 4. Методы исследования

экологического состояния почв.
Пробоподготовка. Методы этой группы включают выделение, очистку и предвари­тельное разделение органических веществ на составляющие компонен­ты.

Центрифугирование — один из распространенных методов разделе­ния смесей, состоящих из компонентов с разной плотностью, массой и размерами частиц; оно эффективнее фильтрования и отстаивания — методов менее чистых и значительно более длительных. Центрифуги­рование позволяет разделять вещества, забивающие поры фильтра или портящиеся от соприкосновения с ним.

Электрофорез— метод разделения смесей, основанный на разной подвижности компонентов в электрическом поле. Он обладает высокой разрешающей способностью и применяется как в аналитических, так и в препаративных целях.

Высаливание — общедоступный метод для препаративного фрак­ционирования гуминовых кислот.

Методы анализа. Эта группа методов охватывает способы изучения содержания, состава, свойств и строения органического вещества почв.

Спектроскопические методы.Спектры поглощения гумусовых веществ в ультрафиолетовой и видимой частях спектра применяют:

1) для сравнительной характеристики гумусовых веществ различ­ного происхождения;

2) как метод изучения свойств и строения гуминовых кислот и фульвокислот при различных антропогенных нагрузках;

3) для быстрого количественного определения содержания гумусо­вых кислот в почвах;

4) для количественного определения некоторых компонентов, об­наруживаемых в щелочных и спиртобензольных экстрактах (пигмент Pg*, хлорофилл, некоторые химические загрязняющие вещества);

5) для контроля за растворимостью гуминовых кислот и фульво­кислот, условиями их осаждения, образования соединений с катионами металлов.

Электрохимические методы анализа. Для анализа органического вещества почв используют полярографию. При использовании этого метода не происходит физического разделения смеси на отдельные компоненты. В качестве катода чаще всего применяют ртутный капа­ющий электрод, поверхность которого непрерывно обновляется, что позволяет получать полярограммы и проводить анализ с высокой воспроизводимостью результатов.

Прямое определение возможно лишь при наличии веществ, спо­собных восстанавливаться на катоде. Это ионы металлов, органические соединения, содержащие галогены, нитро-, нитрозогруппы, карбо­нильные соединения, пероксиды, эпоксиды, дисульфиды. Возможно­сти полярографического метода ограничены, однако при определении полярографических активных соединений достигается высокая селек­тивность определения без предварительного разделения сложных сме­сей на отдельные компоненты.

Хроматографические методы позволяют непосредственно или после предварительной химической деструкции и трансформации определить качественный состав и количественное содержание многих специфи­ческих и неспецифических составляющих почвенного гумуса, иденти­фицировать органические химические загрязняющие вещества.

Термические методы используют для изучения структурных особен­ностей гуминовых веществ, их изменений под влиянием антропогенных факторов, продуктов взаимодействия гуминовых веществ и химических загрязняющих веществ.

Электронномикроскопическое исследование гуминовых кислот и продуктов их взаимодействия с тяжелыми металлами применяют для оценки формы и размеров молекул, однако при подготовке препаратов к анализу в результате высушивания проб образуются, как правило, надмолекулярные структуры — ассоциаты округлой формы, что суще­ственно ограничивает возможности метода.

Необходимо отметить, что использование всех вышеперечисленных методов при исследовании органических веществ почв, продуктов их взаимодействия с химическими загрязняющими веществами в почвах требует тщательной стандартизации условий эксперимента с предва­рительным установлением оптимальных параметров работы прибора и перевода органических веществ в стандартное состояние. Только в этом случае можно получить надежные и воспроизводимые результаты. Стандартизации требуют не только методы анализа и извлечения органических веществ из почв, но и способы отбора образцов, общие методологические подходы при решении задач изучения почвенного гумуса при антропогенных нагрузках.
5. Нормирование качества окружающей среды
В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.

Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды.

Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества. В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.

Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия — это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.

Предусмотрены максимальные и для высококумулятивных веществ средние сменные концентрации в воздухе рабочей зоны, максимальные разовые и средние суточные концентрации в атмосферном воздухе населенных мест. Наряду с величиной ПДК вредных веществ определяется класс их опасности (для регламентирования вентиляции, планировочного и аппаратурного оформления технологического процесса).

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в водоемах устанавливают с учетом санитарно-токсикологического и рыбохозяйственного признаков вредности, влияния на общесанитарный режим водоемов и органолептические свойства воды.

Предельно допустимые концентрации экзогенных химических веществ для почвы устанавливают с целью предупреждения опасного для здоровья людей вторичного загрязнения воздуха, воды и растений, контактирующих с почвой. Обоснование ПДК веществ в почве базируется на следующих лимитирующих показателях вредности: транслокационном (способность веществ переходить из почвы в сельскохозяйственные растения), миграционном водном (переход веществ из почвы в подземные грунтовые воды и поверхностные водоисточники), миграционном воздушном (переход веществ из почвы в воздух) и общесанитарном (влияние веществ на самоочищение почвы и ее биологическую активность).

Для пищевых продуктов определяют нормы допустимого остаточного количества (ДОК) вредных веществ.

Нормирование загрязнений кожи химическими веществами у работающих осуществляется путем установления предельно допустимого уровня (ПДУ) такого загрязнения.

Обоснование ПДК вредных веществ проводят по результатам экспериментов на лабораторных животных, включая изучение влияния веществ на различные функции организма, в т. ч. и репродуктивную (гонадотропный и эмбриотропный эффекты), на наследственный аппарат (мутагенный эффект), на выявление возможности отдаленных последствий (ускоренное старение, канцерогенный эффект); в ряде случаев используют данные наблюдений за людьми, эпидемиологические сведения о влиянии веществ на здоровье работающих или проживающих в определенной местности лиц и другие материалы. Количественно ПДК определяются, как правило, для воздуха в мг/м 3 , для воды в мг/л, для продуктов питания и почвы в мг/кг, для кожи в мг/см 3 .

Предельно допустимые концентрации утверждаются МЗ РФ; контроль за их соблюдением возложен на органы и учреждения санитарно-эпидемической службы; ПДК для водоемов рыбопромыслового назначения утверждаются и контролируются органами рыбнадзора.

Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные пути поступления вредных веществ в организм, хотя редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм различными путями и с различными средами — с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе.

Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) — полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2-3 года.

В публикациях иногда встречаются и другие характеристики загрязняющих веществ. Под токсичностью понимают способность веществ вызывать нарушения физиологических функций организма, что в свою очередь приводит к заболеваниям (интоксикациям, отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибели. Фактически токсичность — мера несовместимости вещества с жизнью.

Степень токсичности веществ принято характеризовать величиной токсической дозы — количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность вещества.

Различают среднесмертельные (ЛД₅₀), абсолютно смертельные (ЛД₁₀₀), минимально смертельные (ЛД_0-10) и др. дозы. Цифры в индексе отражают вероятность (%) появления определенного токсического эффекта — в данном случае смерти — в группе подопытных животных.

Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно-технические нормативы . К таковым относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.

источник

Питьевая вода является постоянным и необходимым источником, из которого человечество черпает силы и здоровье. Без жидкости человеческий организм не способен существовать длительное время, поскольку все основные функции и процессы в организме человека осуществляются с помощью циркулирующей жидкости по венозным и артериальным соединениям. Следовательно, методы контроля качества питьевой воды, которую мы употребляем в пищу и в бытовых целях, являются необходимыми элементами. Зачем нужен контроль и что он дает?

Прежде всего стоит сказать, что за многие сотни лет существования человечества водные ресурсы на планете и их чистота значительным образом видоизменились. Промышленный прогресс сделал возможными многие удобные и эффективные изобретения и технологии, однако вместе с этим стал причиной множества загрязнений и патогенных выбросов в атмосферу. Каждый новый завод или промышленное предприятие считается потенциальными загрязнителями не только окружающей среды, но и подземных вод и грунта. Избежать этого процесса просто невозможно, поскольку для производства тех или иных элементов используются химически активные вещества, металлы, газы и минералы, остатки которых попадают с дымом в атмосферу или в грунт вместе с отходами.

Человек сам производит тысячи тон биологических отходом ежегодно, которые также неминуемо попадают в грунт, а значит являются причиной засорения и отравления подземных вод. По данным проведенных за последние десятки лет исследований и гигиенических оценок питьевой воды, на сегодняшний день источниками с максимально чистой водой считаются такие, которые расположены на глубине ниже 250-300 метров. Все озера и родники, которые располагаются выше, являются относительно засоренными или водами средней засоренности. Это значит, что даже в незначительном количестве, однако в них присутствуют патогенные примеси и вещества, которые отравляют человеческий организм и влияют на его здоровое функционирование.

Запасы питьевой воды, надо помнить, не являются неиссякаемыми и бесконечными. С каждым годом запасов кристальной чистой воды для массового потребления становится все меньше, что толкает исследователей и научных сотрудников на поиски все более новых и оптимизированных микробиологических исследований питьевой воды, способов добычи жидкости для употребления.

Стоит отметить, что по данным последних проверок, более 40% жителей планеты не употребляет питьевую воду, которая соответствует регламентированным нормам и стандартам качества. Некачественная засоренная вода в свою очередь влияет на продолжительность жизни человека, на его здоровое функционирование, репродуктивную функцию, на работоспособность и показатель счастья.

Последние санитарно-микробиологические анализы питьевой воды и проверки ВОЗ показали, что качество питьевой воды сегодня является одной из главных и основополагающих проблем, по причине которой может случиться преждевременное исчезновение населения планеты Земля. Свыше 1 миллиарда людей в мире сегодня не употребляют достаточное количество очищенной питьевой воды в пищу, еще более 2 миллиардов имеют ограниченные возможности получения чистой воды для гигиенических и пищевых нужд.

Питьевая вода является необходимым и незаменимым ресурсом, которые обеспечивает биотехнологическую, микробиологическую и промышленную сферы человеческой деятельности. На сегодняшний день существуют регламентированные и заверенные санитарные нормы анализа питьевой воды цена, согласно которым должны производиться химические и микробиологические экспертизы и проверки жидкости в разных зданиях и скважинах.

Санитарные нормы и регламентация качества питьевой воды распространяются на многие сферы человеческой деятельности, поскольку от наличия чистой жидкости зависит эффективная и слаженная работа не только человеческого организма, но и сельскохозяйственной сферы, сферы медицины, химической и микробиологической отраслей. Не используя методы контроля качества питьевой воды человечество не сможет получать не только здоровые продукты питания, но и лекарства, медицинское обслуживание. Где проверить питьевую воду на анализ? Нормы санитарного характера действуют на все проверки качества воды, которая подается по системам водоснабжения в жилые помещения, промышленные здания, заводы, фабрики, предприятия, которые работают с пищевыми продуктами или имеют непосредственный контакт с водой в процессе производства.

Контроль и оценка качества питьевой воды производятся лабораторными сотрудниками в несколько этапов и направлены на то, чтобы выявить наличие в питьевой воде патогенных веществ биологического или химического типа, попадание в организм человека которых может спровоцировать воспаления, заболевания, инфекции и эпидемические вспышки.

Полное химическое исследование питьевой воды, стоимость которого в наше время более чем оправдана, должно постоянно совершенствовать методики аналитической работы и использовать новейшие методы для выявления инородных примесей и частиц в жидкости. Это необходимо, поскольку постоянный рост промышленной сферы деятельности человека обуславливает появление все более новых примесей и химических элементов в производстве, отходы которых в дальнейшем попадают в воду и загрязняют ее.

Стоит отметить, что в настоящее время лаборатории, которые занимаются проведением химического анализа питьевой воды, проверяют воду на качество и чистоту путем использования нескольких универсальных методик. Каждый из методов с определенным уровнем точности позволяет выявить превышенную концентрацию в воде того или иного патогенного химического элемента.

Стоит выделить несколько основных методик проверки качества питьевой воды:

• Использование индикаторов и приборов для измерения качества питьевой воды в процессе химической экспертизы. Проводится проверка путем использования простейших химических полосок индикации, которые имеют цветовую гамму окраски и после контакта с водой могут сигнализировать об определении остаточного хлора в питьевой воде, превышенном или нормальном содержании в жидкости того или иного вещества. Важно отметить, что еще несколько десятков лет назад для такого анализа питьевой воды использовались простые лакмусовые индикаторы, достоверность исследований которых была сомнительной. Сегодня же наука позволяет использовать для экспертизы специальные устройства, которые имеют в своем составе несколько отдельно сделанных лакмусовых индикаторов. Каждый из этих индикаторов обладает расширенной цветовой гаммой и реагирует на отдельно запрограммированный химический загрязнитель или элемент. С помощью такого современного устройства можно проводить экспресс-анализ питьевой воды и комплексное исследование жидкости с минимальными погрешностями и ошибками в измерениях. Такие индикаторы широкого профиля для хим. анализа питьевой воды можно также приобретать и использовать для проверки жидкости в домашних условиях. Однако важно помнить тот факт, что даже полностью оборудованная самостоятельная проверка качества воды может не выявить точных и достоверных результатов по причине отсутствия необходимых знаний в проведении подобных аналитических работ. Проведение химической экспертизы, анализ питьевой воды показатели, расшифровка результатов — это не только использование качественного оборудования, но и оперирование знаниями химии и микробиологии, правильный забор жидкости, соблюдение всех регламентированных норм и правил анализа качества питьевой воды такого типа.
• Использование фотометров для проверки воды на наличие химически активных веществ и содержание железа в питьевой воде или патогенных элементов. Данный способ проверки качества питьевой воды используется как в форме самостоятельной аналитики, так и в комбинации с другими методиками экспертизы. Фотометр – это специальный прибор, который с помощью встроенной функции определения метода фенольного индекса в питьевой воде, просвечивания и аналитики жидкости может сразу определить не только список веществ, присутствующих в составе, но и их концентрацию и уровень патогенности.
• После фотометрического теста специалист лаборатории должен провести дополнительные чувствительные анализы на реагенты. Реагентный этап проверки позволяет определить уровень концентрации химического вещества в жидкости и степень его активности при попадании в человеческий организм. Такие комплексные проверки практически полностью исключают вероятность погрешностей и ошибок в результатах исследования.

Лаборатория ЭкоТестЭкспресс использует только современные и высокотехнологичные методы проверки качества воды и предоставляет полный перечень элементов в составе проверяемой жидкости заказчику. Проверим воду на качество и поможем выбрать эффективную фильтрующую установку или водоочистительную станцию.

источник

Методы определения загрязняющих веществ.

Методы контроля состояния воздуха и газовых потоков.

Методы анализа природных вод.

Методы исследования экологического состояния почв.

Нормирование качества окружающей среды.

При контроле загрязнения природных объектов поллютантами различного происхождения используются как классические методы химического анализа (гравиметрический и объемный), так и современ­ные методы инструментального анализа. Выбор наиболее перспектив­ного метода химического или физико-химического анализа определенного объекта окружающей среды включает несколько стадий:

1) установление перечня определяемых соединений (например, неорганические, органические или биологические примеси; взвеси и растворенные вещества и т. п.), а также перечня основных компонентов субстрата, в которых предстоит определять загрязняющие вещества;

2) выбор стандартного или общепринятого метода анализа, позво­ляющего возможно более рационально и с требуемой точностью вы­полнить нужное определение; если такого метода нет, следует выбрать другой, наиболее соответствующий поставленной задаче, и в случае необходимости модифицировать его, приведя в соответствие с целью анализа.

Для определения вредных веществ в окружающей среде используют инструментальные методы современной аналитической химии, основанные на измерении различных физических свойств определяемых веществ или продуктов их химических превращений (аналитических реакций) с помощью физических и физико-химических приборов.

Спектроскопические методыанализа основаны на использовании взаимодействия атомов или молекул определяемых веществ с электромагнитным излучением широкого диапазона энергий. Это могут быть (в порядке уменьшения энергии) гамма-кванты, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и видимое, инфракрасное, микроволновое и радиоволновое излучение. Сигналом может быть испускание или поглощение излучения.

Важнейшими для экологического мониторинга, являются нейтронно-активационный, рентгеноспектральный, атомно-абсорбционный и атомно-эмиссионный анализ, спектрофотометрический и флуориметрический методы, инфракрасная спектрометрия.

Ценную информацию в анализе вод предоставляют электрохимические методыанализа: потенциометрия, полярографические и кулонометрические методы.

Исключительно мощное средство контроля загрязнения различных объектов окружающей среды — хроматографические методы, позволяющие анализировать сложные смеси компонентов. Наибольшее значение приобрели тонкослойная, газожидкостная и высокоэффективная жидкостная и ионная хроматография. Будучи несложной по технике выполнения,тонкослойная хроматографияхороша при определении пестицидов и других органических соединений-загрязнителей.Газожидкостная хроматографияэффективна при анализе многокомпонентных смесей летучих органических веществ. Высокоэффективнуюжидкостную хроматографиюприменяют при анализе смесей многих загрязняющих веществ, прежде всего нелетучих. Используя высокочувствительные детекторы: спектрофотометрические, флуориметрические, электрохимические, можно определять очень малые количества веществ.

При анализе смесей сложного состава особенно эффективно сочетание хроматографии с инфракрасной спектрометрией и особенно с масс-спектрометрией. В последнем случае роль детектора играет подключенный к хроматографу масс-спектрометр. Обычно приборы такого типа оснащены мощным компьютером. Так определяют пестициды, полихлорированные бифенилы, диоксины, нитрозоамины и другие токсичные вещества. Ионная хроматографияудобна при анализе катионного и анионного составов вод.

источник

Классификация, виды и источники загрязнения водных объектов. Факторы антропогенного воздействия. Разработка региональных (бассейновых) программ. Организация мониторинга водных объектов РФ. Методы и приборы контроля качества воды водоёмов и водотоков.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вода — один из главных стратегических ресурсов любого государства, беспроигрышный вариант политического давления и защиты национальных интересов.

Злободневной проблемой современности стало ухудшение качества природных вод и состояния водных систем в результате возросшей антропогенной деятельности. Накопление и рассеяние веществ антропогенного происхождения по всей планете не оставили в стороне пресноводные экосистемы, качество воды которых существенно изменилось за последние десятилетия.

Считается, что определяющую роль в загрязнение водной среды вносит деятельность промышленных предприятий, которые направляют свои сбросы в реки и океаны. Не меньший вклад в загрязнение водной среды вкладывает современное сельское хозяйство с его массовым развитием животноводства, интенсивным внесением удобрений и использованием средств защиты растений. Сбросы коммунально-бытовых вод играют тоже определенную роль в формировании качественного и количественного состава поверхностных вод.

Россия располагает более чем 20% мировых запасов пресных поверхностных и подземных вод и несёт огромную ответственность перед мировым сообществом за их рациональное использование. Но это вовсе не значит, что эта вода — качественная.

Каждый год более 5 млн. человек в мире умирает от болезней, вызванных непригодной для питья водой. В России каждый второй житель вынужден пить воду, микробиологические и санитарно-химические параметры которой не отвечают гигиеническим нормативам.

Всё это обуславливает важность контроля качества воды в водоёмах.

1. Классификация, виды и источники загрязнения водных объектов РФ

1.1 Классификация водных объектов РФ. Поверхностные водные объекты

Согласно Водному кодексу РФ водные объекты в зависимости от физико-географических, гидрорежимных и других признаков подразделяются на:

— поверхностные водные объекты;

— территориальное море Российской Федерации;

Нас интересуют поверхностные водные объекты — это постоянное или временное сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа, имеющее границы, объем и черты водного режима.

Поверхностные водные объекты состоят из поверхностных вод, дна и берегов.

Поверхностные водные объекты подразделяются на:

Поверхностные водотоки — поверхностные водные объекты, воды которых находятся в состоянии непрерывного движения.

К поверхностным водотокам относятся реки и водохранилища на них, ручьи, каналы межбассейнового перераспределения и комплексного использования водных ресурсов.

Поверхностные водоемы — поверхностные водные объекты, воды которых находятся в состоянии замедленного водообмена.

К поверхностным водоемам относятся озера, водохранилища, болота и пруды.

Ледники — движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности.

Снежники — неподвижные естественные скопления снега и льда, сохраняющиеся на земной поверхности в течение всего теплого времени года или его части.

1.2 Факторы воздействия на водные объекты

Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) вода в водоёме (водотоке) считается загрязнённой, если в результате изменения её состава или состояния вода становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала предъявляемым требованиям. Определение касается физических, химических и биологических свойств, а также наличия в воде посторонних жидких, газообразных, твёрдых и растворённых веществ.

В целом факторы воздействия обусловлены природными, и антропогенными причинами. Природные факторы воздействия обычно вызваны катастрофами — вулканами, селями и т.д. Антропогенные факторы вызваны непосредственно действиями человека.

В результате различных воздействий происходит:

· загрязнение водных объектов — сброс или поступление иным способом в водные объекты, а также образование в них вредных веществ, которые ухудшают качество поверхностных и подземных вод, ограничивают использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов водных объектов;

· засорение водных объектов — сброс или поступление иным способом в водные объекты предметов или взвешенных частиц, ухудшающих состояние и затрудняющих использование водных объектов;

· истощение водных объектов — устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод;

Вся вода гидросферы непрерывно совершает круговорот, при этом происходит изменение ее состава, агрегатного состояния и свойств, самоочищение. Рост численности населения, развитие производственной деятельности для удовлетворения его растущих потребностей изменяют сложившиеся за миллионы лет естественные равновесия в гидросфере.

В настоящее время известны более 2000 веществ, загрязняющих водоемы. Все они попадают в воду в результате человеческой деятельности. К наиболее вредным и широкомасштабным химическим загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 16млнт нефти. Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловлена неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 тонна нефти способна покрыть 12 поверхности моря. Нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Меняются гидробиологические условия в океане, уменьшается первичная продукция океана — фитопланктон, служащий своеобразным пищевым фундаментом всей жизни в океане. Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они нередко становятся причиной гибели рыбы и морских птиц.

Серьезную угрозу экологической безопасности представляют также поверхностно-активные вещества (в том числе синтетические моющие средства, широко используемые человеком), соли тяжелых металлов (свинца, железа, меди, ртути и др.). Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевым цепям организмам. Вследствие сельскохозяйственной деятельности из почвы в поверхностные и грунтовые воды попадают удобрения, ядохимикаты (пестициды, гербициды). Среди вносимых в реки с суши растворимых веществ имеют отрицательное значение и органические остатки. Вынос в гидросферу органического вещества оценивается в 300-380 млн. т/г. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияет на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность донных микроорганизмов.

Значительных размеров достигает концентрация загрязнений дождевых сточных вод — ливневых и талых. Текущие по улицам дождевые стоки бывают более ядовитыми, чем в сточных трубах промышленных предприятий.

Наиболее опасными загрязнителями являются радиоактивные и биологически активные вещества.

загрязнение водный контроль качество

2. Организация мониторинга водных объектов РФ. Основные методы и требования

2.1 Общие положения организации и функционирования государственного мониторинга водных объектов РФ

Государственный мониторинг водных объектов представляет собой организационно-техническую систему регулярных наблюдений, оценки и прогнозирования состояния водных объектов под воздействием природных и антропогенных факторов.

Целью мониторинга водных объектов является создание информационного обеспечения управления Государственным водным фондом в части рационального использования водных объектов и охраны вод от загрязнения и истощения, а также предотвращения вредного воздействия вод (с учетом их взаимодействия с другими компонентами окружающей среды) и сохранения благоприятной для жизнедеятельности человека среды обитания.

В соответствии с указанной целью Государственный мониторинг водных объектов выполняет следующие функции:

-Проведение наблюдений, измерение, регистрация и первичная обработка и обобщение показателей, характеризующих состояние водных объектов, источников антропогенного воздействия на эти объекты и использования водных ресурсов;

-оценка состояния водных объектов и контроль за соответствием его показателей требованиям нормативов и стандартов;

-прогнозирование изменения состояния водных объектов;

-создание и ведение информационных баз данных, обеспечивающих оценку состояния водных объектов и прогнозирование его изменения, а также информационное обеспечение запросов о состоянии водных объектов;

-информирование населения и общественности России об основных показателях экологической обстановки и предупреждение о опасных изменениях в ней;

-обеспечение участия Российской Федерации в международных системах экологического мониторинга.

Мониторинг водных объектов взаимодействует с системами Государственного учета вод (ГУВ) и Государственного водного кадастра (ГВК). Правовой основой ведения Государственного мониторинга водных объектов является Водный Кодекс Российской Федерации, а также соответствующие положения ‘Закона Российской Федерации «О недрах» и Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды».

Мониторинг водных объектов является составной частью Единой Государственной Системы Экологического Мониторинга (ЕГСЭМ), разрабатываемой в соответствии с Постановлением Совета Министров — Правительства Российской Федерации от 24 ноября 1993 года №1229 «О создании Единой Государственной Системы Экологического Мониторинга».

К объектам мониторинга водных объектов относятся:

1. Природные водные объекты;

2. Искусственные водные объекты;

3. Источники антропогенного воздействия;

К природным водным объектам относятся:

? Поверхностные водные объекты суши — реки, озера, ручьи, болота;

? Подземные водные объекты — бассейны и месторождения подземных вод, водоносные горизонты;

К искусственным водным объектам относятся — пруды, каналы и водохранилища. мониторинг вода загрязнение качество

К источникам антропогенных воздействий на водные объекты относятся:

? Источники поступления в водные объекты токсических и вредных веществ;

? Источники, приводящие к изменению естественного режима водных объектов;

? Источники, связанные с изменением состояния водных объектов (изъятие и поступление использованных или переброшенных из других бассейнов вод).

Создание мониторинга водных объектов осуществляется на основе территориально-ведомственного принципа, предусматривающего максимальное использование возможностей существующих ведомственных систем мониторинга водных объектов и источников антропогенного воздействия на них. Создание и функционирование мониторинга водных объектов базируется на едином организационном, техническом, информационном, методологическом и метрологическом подходе, обеспечивающем взаимодействие этих систем.

С учетом установленного Правительством распределения функций между федеральными органами исполнительной власти, целей и задач мониторинга водных объектов, видов водных объектов, в систему Государственного мониторинга водных объектов выделяются следующие базисные функциональные подсистемы:

— Мониторинг поверхностных вод суши и морской среды (Росгидромет);

— Мониторинг подземных вод (Государственная геологическая служба);

— Мониторинг использования вод и водохозяйственных систем (Государственная водная служба).

Указанные федеральные органы исполнительной власти и их территориальные подразделения осуществляют координацию деятельности соответствующих отраслевых, ведомственных и объектовых служб мониторинга, выполняющих работы в рамках перечисленных базисных функциональных подсистем, а также сбор и обобщение данных. В этом аспекте указанные подсистемы на информационном уровне взаимодействуют с другими подсистемами ЕГСЭМ:

— Воздействия факторов среды обитания на состояние здоровья населения — Госкомсанэпиднадзор;

— Наблюдений за биологическими ресурсами поверхностных вод суши и морей — Роскомрыболовство;

— Источников антропогенного воздействия — Минприроды, а также отраслевые министерства и ведомства;

— Наблюдений за почвами и стоком с сельскохозяйственных территорий — Минсельхозпрод.

В рамках ЕГСЭМ осуществляется также взаимодействие системы мониторинга водных объектов с подсистемами:

— Картографического и геодезического обеспечения (Роскартографии);

— Метрологического обеспечения измерений (Госстандарт);

— Аэрокосмических средств и систем наблюдений (Минобороны Росгидромет);

— Наблюдений и лабораторного контроля МЧС РФ;

Конкретный механизм функционирования мониторинга водных объектов определяется Положением, утвержденным Правительством Российской Федерации, в котором определяются компетенция, права и обязанности федеральных органов исполнительной власти субъектов федерации, предприятий и организаций, осуществляющих функционирование системы, порядок сбора, обработки и представления информации, ведения специализированных и создание интегрированного банка данных.

Мониторинг водных объектов осуществляется на федеральном, региональном (бассейновом), территориальном и локальном (объектном) уровнях.

На федеральном уровне мониторинг водных объектов осуществляется федеральными информационно-аналитическими центрами базисных подсистем и выполняет следующие функции:

·Обобщение информации о состоянии водных объектов России, поступающей от бассейновых (региональных) и территориальных организаций;

·Контроль достоверности и качества данных, получаемых на всех уровнях мониторинга водных объектов;

·Обеспечение соответствующей информацией федеральных органов управления для подготовки и принятия решений в области водообеспечения населения и народного хозяйства, охраны и восстановления водных объектов, предотвращения вредного воздействия вод и обеспечения экологической безопасности;

·Организация разработки, корректировки, развития и контроля реализации федеральных программ мониторинга, согласование и утверждение территориальных программ;

·Обеспечение информационного взаимодействия между подсистемами Мониторинга водных объектов на федеральном уровне и согласование состава данных информационного взаимообмена на федеральном уровне.

На региональном уровне мониторинг водных объектов выполняет следующие функции:

·Обеспечение сбора, обработки и обобщения информации, поступающей от территориальных организаций;

·Передача обобщенных по регионам данных на федеральный уровень;

·Разработка региональных (бассейновых) программ мониторинга;

·Информирование населения и общественности региона об экологическом состоянии водных объектов, опасных явлениях на водотоках и водоемах;

·Обеспечение информационного взаимодействия между подсистемами мониторинга водных объектов на региональном уровне.

Мониторинг водных объектов на локальном (объектном) уровне осуществляется специальной службой, создаваемой на этом объекте по решению территориального органа власти совместно с одним из федеральных ведомств базисных подсистем, и выполняет следующие функции:

·Проведение наблюдений, измерение, регистрация и обработка данных;

·Передача данных на территориальный (региональный, федеральный) уровень;

·Оценка состояния водного объекта;

·Информирование населения и органов исполнительной власти в случае возникновения экологически опасных ситуаций.

Финансирование работ по ведению мониторинга водных объектов осуществляется за счет средств: федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федерации, экологических фондов, а также фондов предприятий, организаций и их объединений.

2.2 Контроль качества воды

Как было сказано выше, контроль требований к нормируемым показателям качества воды в водоемах осуществляется периодическим отбором и анализом проб воды из поверхностных водоемов. Согласно ГОСТ 2874?82 анализ проб из поверхностных вод источников водоснабжения отбирают не реже 1 раза в месяц.

Количество проб и места их отбора определяют в соответствии с гидрологическими и санитарными характеристиками водоема и согласовывают с местными органами санитарно-эпидемиологической службы (СЭС). При этом считается обязательным отбор непосредственно в месте водозабора и на расстоянии 1 км выше по течению рек и каналов, а для озер и водохранилищ — на расстоянии 1 км от водозабора в 2-х диаметрально расположенных точках.

В настоящее время наряду с анализом проб воды в лабораториях используют автоматические станции контроля качества воды, которые могут одновременно измерять 8?10 показателей качества воды: концентрацию растворенного кислорода, электрическую проводимость, рН, температуру, уровень воды в водоеме, концентрацию взвешенных веществ, концентрацию меди и т.д.

3. Программы наблюдений за качеством воды

Все пункты наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков делят на 4 категории, определяемые частотой и детальностью программ наблюдений. Назначение и расположение пунктов контроля определяются правилами наблюдений за качеством воды водоемов и водотоков.

Пункты первой категории располагают на средних и больших водоемах и водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение:

? в районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

? в местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых рыб;

? в районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ;

? в районах организованного сброса сточных вод, в результате которых наблюдается высокая загрязненность воды.

Пункты второй категории устраивают на водоемах и водотоках в пределах следующих участков:

?в районах городов с населением от 0,5 до 1 млн. жителей;

?в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых рыб (организмов);

на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек;

?в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод;

?при пересечении реками Государственной границы;

? в районах со средней загрязненностью воды.

Пункты третьей категории располагают на водоемах и водотоках:

?в районах городов с населением менее 0,5 млн. жителей;

?на замыкающих участках больших и средних рек;

?в устьях загрязненных притоков больших рек и водоемов;

?в районах организованного сброса сточных вод, в результате чего наблюдается низкая загрязненность воды.

Пункты четвертой категории устанавливают:

?на незагрязненных участках водоемов и водотоков,

? на водоемах и водотоках, расположенных на территориях государственных заповедников и национальных парков.

Наблюдения за качеством воды ведут по определенным видам программ, которые выбирают в зависимости от категории пункта контроля. Периодичность проведения контроля по гидробиологическим и гидрохимическим показателям устанавливают в соответствии с категорией пункта наблюдений. При выборе программы контроля учитывают целевое использование водоема или водотока, состав сбрасываемых сточных вод, требования потребителей информации.

Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений за качеством поверхностных вод по гидрохимическим и гидрологическим показателям.

Таблица Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений

источник

Цель занятия.Изучить правила отбора проб воды, методы определения физических и органолептических свойств воды.

Содержание и методика проведения занятия.При проведении гидрохимических исследований особое внимание обращают наотбор проб воды. При этом указывают условия и место взятия проб воды, при хранении и транспортировке не допускают изменений в содержании определяемых компонентов или свойствах воды; объем пробы должен быть достаточным для исследования в соответствии с применяемой методикой. В практике приняты следующие типы анализов воды (табл. 1).

Таблица 1 – Типы анализов воды

Отбор проб. Место взятия пробы воды определяют в зависимости от характера водоисточника и целей исследования:

а) при использовании открытого водоема ля проектируемого централизованного водоснабжения пробу отбирают в той точке водоема и на той глубине, которые намечены для будущего забора воды для водопровода;

б) при существующем централизованном поении животных – непосредственно из водопроводного крана; при нецентрализованном поении – из открытого источника на расстоянии 5–10 м от берега на глубине 50 см, а при необходимости и на других глубинах. Придонные пробы на расстоянии 30–50 см от дна берут в том случае, если предполагается, что в результате сброса сточных вод в придонных слоях накапливаются вещества, которые могут стать источниками вторичного загрязнения воды. Для санитарного контроля чаще всего из водоема отбирают разовые пробы, а при исследовании качества воды поверхностных источников централизованного водоснабжения – не менее 12 разных проб в год, т.е. ежемесячно.

в) для проектируемого водоснабжения из подземных источников – из того водоносного горизонта, из которого намечают будущий водозабор;

г) при действующем водозаборе из подземного источника пробу берут из того источника (скважины, колодца, каптажа), который используют для водоснабжения. При наличии нескольких скважин пробы берут из каждой в часы максимального расхода воды и до начала технологических процессов на фермах.

При исследовании водопроводной воды кран открывают полностью и спускают воду в течение 15 минут.

Приборы и устройства для отбора проб воды должны соответствовать требованиям ГОСТ 17.1.5.04–81.используют в основном батометры различных конструкций, с помощью которых можно отбирать пробы из открытых водоемов с различной глубины.

Допускается отбор проб бутылью. Бутыль закрывают пробкой, к которой прикреплен шнур, и вставляют в тяжелую оправу или к ней подвешивают груз на тросе. Бутыль устанавливают на намеченной глубине, пробку вынимают с помощью шнура. Пробу воды с небольшой глубины (особенно зимой) отбирают шестом с прикрепленной к нему бутылью.

Для отбора проб воды используют посуду из бесцветного, химически стойкого стекла или полиэтилена марок, разрешенных для контакта с питьевой водой. Посуда должна быть тщательно вымыта. Перед отбором пробы ее несколько раз ополаскивают исследуемой водой, корковые и резиновые пробки кипятят в дисциллированной воде или обертывают полиэтиленовой пленкой. Бутыль заполняют водой до верха. Перед закрытием бутыли верхний слой воды сливают так, чтобы под пробкой остался слой воздуха объемом 1–2 мл (в рыбоводстве при исследовании содержания кислорода в воде в отобранной пробе не допускают наличия пузырьков воздуха под пробкой).

При отборе пробы воды составляют сопроводительный документ, который должен содержать следующие сведения:

• наименование источника и его местонахождение;

• дата взятия пробы (год, месяц, число, час);

• место и точка взятия пробы: для открытых водоемов – расстояние от берега и глубина, с которой взята проба воды, для скважин и колодцев – отметки устья и дна, для вновь сооружаемых скважин – продолжительность откачки, результаты контрольных анализов на хлориды и железо;

• метеорологические условия: температура воздуха, наличие осадков в день отбора пробы и за предшествующие 10 суток, а также сила и направление ветра (при отборе пробы из открытого водоема);

• температура воды при отборе пробы;

• особые условия, которые могут оказать влияние на качество воды в источнике;

• цель исследования воды. При наличии у животных и рыб болезней, источником которых предполагается вода, следует сообщать клинику болезни, данные патолого-анатомического вскрытия и другие имеющиеся данные;

• место службы, должность и подпись лица, проводившего отбор воды.

Для доставки в лабораторию бутыли с водой укладывают в ящик или корзину (желательно с войлочной прокладкой). Доставленную воду исследуют в день отбора проб. Если нельзя провести химический анализ воды через 1–2 часа после отбора, то в пробу необходимо добавить консерванты (H₂SO₄, CHCl_3), чтобы избежать изменений в ее химическом составе.

Срок хранения проб и выполнения анализа не должен превышать 72 часа с момента отбора.

Физические и органолептические показатели. Физические и органолептические показатели воды оказывают существенное влияние на здоровье животных. Вода плохого качества (мутная, необычного запаха и вкуса) не возбуждает деятельность секреторных центров желудочно-кишечного тракта и при сильной жажде может негативную физиологическую реакцию.

При поении животных очень холодной водой организм переохлаждается, в результате возникают простудные заболевания, а у беременных маток – аборты.

Органолептические показатели воды оценивают в соответствии с требованиями ГОСТ 3351–74. Для проведения анализов воды необходимы реактивы, регламентированные ГОСТ4212–76.

Особое внимание обращают на условия и сроки хранения, например, растворы, содержащие 1мг (мл) элемента, иона и ряда веществ, хранят один год,0,1 мг (мл) – 1 месяц (если нет других указаний, а так же если нет помутнения, хлопьев, осадка). Реактивы для стандартных растворов взвешивают с погрешностью ±0,001 г. Используют только химически чистые реактивы (х. ч.).

Доброкачественность воды источника устанавливают на основании всестороннего анализа ее санитарно-гигиенического качества в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51232– 98 «Вода питьевая» и ГОСТ 2761–84 «Правила выбора и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения». В первом стандарте приведены нормативные показатели органолептических, физических, химических свойств и бактериологического состава, которым должна удовлетворять любая водопроводная вода; во втором стандарте – показатели, которыми следует руководствоваться при выборе источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Определение температуры.Для измерения температуры воды на различных глубинах пользуются черпательным термометром, в котором термометр заключен в металлический футляр, а резервуар термометра погружен в чашечку, наполняющуюся водой в момент взятия пробы.

Применяют также ртутный или спиртовой термометр с делениями 0,1ºC. Термометр погружают в воду не мене чем на 5 минут, после чего снимают показания, не извлекая прибор из воды. В другом случае резервуар термометра обертывают марлей, погружают на определенную глубину, выдерживают не менее 10 минут, и для снятия показаний вынимают из воды. Несмотря на разность температуры воды и воздуха, показания термометра не изменяются. Для воды буровых скважин используют максимальные термометры.

Определение запаха.Наличие, характер и интенсивность запаха воды определяют органолептически. Выделяют запахи естественного происхождения (от живущих и омертвевших в воде организмов, от влияния берегов, дна, окружающих почв, грунтов и т.д.) и запахи искусственного происхождения (от промышленных сточных вод, от реагентов для обработки водопроводной воды и т.д.). Запах определяют при температуре пробы воды 20 и 60ºC по шестибалльной шкале в соответствии с требованиями ГОСТ 3351–74. Для этого берут две конические колбы на 250 мл. В одну из них наливают 100 мл исследуемой воды при 20ºC. Колбу закрывают пробкой, содержимое тщательно взбалтывают, пробку вынимают и сразу определяют характер запаха и его интенсивность. В другую колбу наливают 100 мл исследуемой воды, закрывают колбу часовым стеклом и нагревают на водяной бане до 60ºC. После встряхивания определяют характер запаха и его интенсивность. Запах воды не должен превышать 2 баллов.

Определение вкуса и привкуса.Вкусовые качества воды зависят от наличия в ней веществ природного происхождения или веществ, которые попадают в воду в результате загрязнения ее стоками. Подземные воды часто имеют специфический привкус, зависящий от наличия железа, марганца, магния, натрия, калия, хлора. Различают четыре основные качества вкуса: соленый, сладкий, горький, кислый. Все иные вкусовые ощущения определяют как привкус: металлический, хлорный, болотный, рыбный и т.д.

Вкус определяют при температуре пробы воды 20 и 60ºC. В рот набирают 10–15 мл воды и держат несколько секунд, не проглатывая.

При определении вкуса питьевой воды используют пробы бактериологически безопасные, незагрязненные и не содержащие токсических веществ. В воде открытых водоемов и источников, сомнительных в санитарном отношении, вкус устанавливают после ее кипячения и охлаждения.

Интенсивность и характер вкуса и привкуса оценивают в баллах так же, как и запах. Эти показатели не должны превышать 2 баллов.

Определение цвета. В естественном состоянии вода имеет зеленовато-голубой оттенок. Большое влияние на цвет воды оказывают растворенные или взвешенные в ней органические вещества. Существуют разные методы определения цвета воды.

Наиболее простой метод – визуальный, при котором сравнивают исследуемую воду с дистиллированной водой. Для этого берут два одинаковых цилиндра из бесцветного стекла на 100 мл, в один из них наливают 100 мл исследуемой профильтрованной воды, а в другой для сравнения – дистиллированную воду в том же объеме.

Цвет воды устанавливают при рассмотрении на белом фоне при естественном освещении. Вода может быть определена как бесцветная, светло-желтая, желтая, интенсивно-желтая, бурая и т.д.

При другом методе в цилиндры из бесцветного стекла диаметром 1,5 см наливают исследуемую и дистиллированную воду до отметки 20 или 10 см. Цилиндры просматривают сверху вниз на белом фоне. Для воды хозяйственно- питьевого назначения цвет определяют по столбу воды в цилиндре высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см. Для количественного определения цвета сравнивают исследуемую воду с эталоном. В качестве эталонов хромово-кобальтовой шкалы готовят два раствора. Цветность воды выражают в градусах цветности – от 0 до 500.

Определение прозрачности.Прозрачность, или светопроникающая способность воды зависит от количества содержащихся в ней механических взвешенных веществ и химических примесей.

Мутная вода всегда подозрительна в эпизоотическом и санитарном отношении, так как в ней создаются благоприятные условия для сохранения микроорганизмов. Прозрачность определяют следующими методами:

1. Метод сравнения. В один цилиндр из бесцветного стекла наливают исследуемую воду, а во второй для сравнения – дистиллированную. Вода может быть оценена как прозрачная, слабо прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная и сильно мутная.

2. Метод диска. Прозрачность воды непосредственно в открытом водоеме определяют следующим образом: берут белый диск диаметром 20 см и с помощью мерной веревки или лески опускают в воду на глубину, при которой он перестанет быть видимым.

3. Метод шрифта (Снеллена). Количественный способ определения прозрачности воды состоит в том, что исследуемую воду после взбалтывания наливают в бесцветный цилиндр, градуированный по высоте в сантиметрах. У основания цилиндра имеется тубус для выпуска воды. Цилиндр фиксируют на подставке высотой 4 см. Исследуемую воду наливают в цилиндр и под его дно подкладывают печатный шрифт №1. Затем смотрят сверху вниз через столб воды, постепенно выпуская воду через резиновую трубку до тех пор, пока шрифт будет четко различим. Высота этого столба воды, обозначенная в сантиметрах, покажет ее прозрачность. Вода считается прозрачной, если отчетливо виден шрифт через столб воды в 30 см.

Определение мутности и осадка. Мутность воды обусловлена присутствием в ней нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Мутность воды определяют следующими методами. Исследуемую воду хорошо взбалтывают, наливают в мерный цилиндр из прозрачного стекла на высоту 30 см. Воде дают отстояться в течение 1 часа при комнатной температуре, после чего устанавливают характер осветления воды и наличие выпавшего осадка.

В первый колориметрический цилиндр на 200 мл высотой около 50 см и ценой деления 1 см наливают хорошо перемешанную пробу воды, высота слоя которой должна быть 10, 20, 30, или 40 см в зависимости от мутности.

Во второй цилиндр наливают дистиллированную воду примерно до половины объема, и добавляют стандартную суспензию каолина, трепела или формазина до тех пор, пока жидкость в обоих цилиндрах будет иметь одинаковую мутность при просматривании сверху вниз на черном фоне (при анализе проб мутностью до 20 мг/л применяют суспензию со значением мутности 0,1 мг/л, при мутности более 20 мг/л – со значением 1 мг/л). Затем доводят объем жидкости в обоих цилиндрах до 200 мл и при необходимости выравнивают мутности, добавляя ту же стандартную суспензию в менее мутную жидкость. Из объема суспензии, введенной в цилиндр с дистиллированной водой, вычитают объем той же суспензии, добавленной в цилиндр с пробой воды.

При оценке мутности воды особое внимание обращают на характер осадка: хлопьевидный, илистый, песчаный, серый, бурый, черный, незначительный, большой, очень большой. При большом осадке измеряют толщину его слоя (мм). Мутность (мг/л) определяют по формуле. Мутность не должна превышать 1,5 мг/л.

Определение активной реакции воды (водородного показателя). Под водородным показателем понимают наличие свободных, активных ионов водорода. Концентрацию водородных ионов принято выражать значением pH от 1 до 14. Значение pH 7 соответствует нейтральной среде, меньше 7 – кислой, больше 7 – щелочной. pH зависит от содержания карбонатов, гидроксидов, солей, подверженных гидролизу, гуминовых кислот и т.д.

Чистая вода не является химически нейтральным соединением, так как обладает как кислотными, так и щелочными свойствами. Она очень слабо диссоциирует на катионы H + и анионы ОH – . H₂О = H + + ОH – .

Значение pH определяют электрометрическим и колориметрическим методами. Более точный метод – электрометрический. Он основан на измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода и исследуемым раствором, с одной стороны, и внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором – с другой.

При анализе сильно загрязненных вод могут мешать жиры, минеральные масла, смолы, оседающие на поверхности электрода. Поэтому электроды необходимо промывать ватным тампоном, смоченным диэтиловым эфиром, затем раствором моющего средства, после чего тщательно ополаскивать дистиллированной водой.

Для ориентировочного определения pH воды применяют различные индикаторные (лакмусовые) бумажки.

Универсальную индикаторную бумажку смачивают исследуемой водой, и полученный цвет сравнивают с цветом на шкале (для определения pH от 1 до 10).

Определения общей токсичности воды. Токсичность воды может быть обусловлена многочисленными факторами, точно установить которые бывает затруднительно.

Экспресс-метод биотестового анализа предназначен для оперативного контроля острой токсичности воды. По его результатам можно оценить эколого-гигиеническую ситуацию. Исследуют природные поверхностные, подземные воды, а также воду хозяйственно-питьевого назначения, сточные воды животноводческих и промышленных объектов.

Метод основан на способности тест-объектов – инфузорий Paramecium caudated реагировать на появление в воде веществ, представляющих опасность для их жизнедеятельности, и направленно перемещаться по градиенту концентрации этих веществ, избегая вредного действия.

Для анализа в кювету вносят 1,5 мл взвеси инфузорий, добавляют 0,35 мл 5%-ного раствора поливинилового спирта, тщательно перемешивают и наслаивают 2 мл исследуемой воды. Параллельно ставят контрольную пробу со средой Лозина–Лозинского.

Через 30 минут (продолжительность тест-реакции) последовательно определяют концентрацию инфузорий в кюветах с контрольными и опытными пробами воды на приборе «Биотестер».

Количественную оценку токсического действия воды проводят путем подсчета числа движущихся клеток инфузорий, наблюдаемых в контрольной и опытной пробе, и выраженных в виде индекса токсичности.

Материалы и оборудование. Справочный материал. Рабочая тетрадь.

Задание 1. Определить температуру, запах, вкус и привкус представленных образцов воды.

Задание 2.Определить цветность и прозрачность воды.

Задание 3.В представленных образцах воды определить мутность и количество взвешенных веществ. Определить pH воды.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите правила отбора проб воды.

2. Перечислите физические и органолептические показатели воды.

3. Охарактеризуйте методы определения прозрачности воды.

4. Как определяется общая токсичность воды?

источник