給水ネットワークの微生物汚染の間接的な指標。 水源汚染の指標。 水域に侵入する汚染
水が不快な臭いがしたり、茶色がかった色をしている場合は、水の有機汚染が疑われる可能性があります。 これは自然要因または人間の活動によって引き起こされる可能性があります。 原因に関係なく、飲料水中の有機物の存在は健康上の問題を引き起こす可能性があります。 どのような指標によって水汚染の程度、体にどのような影響を与えるのか、そして水を浄化する方法を判断できるのか - 私たちの記事をお読みください。
水質汚染の原因
有機物質による水質汚染の原因は、次の 2 つのグループに分類できます。
- 天然資源
- 人間の経済活動に関連する情報源
1 つ目は、土壌の一部である有機化合物や、植物や動物の残留物の分解中に形成される有機化合物などです。
合成有機物質が最終的に飲料水に混入するという事実は、人間の活動の直接の結果です。 主な「汚染物質」は次のとおりです。
- 企業からの排出
特に危険なのは、タンニンが使用される製油所や毛皮や皮革製品の製造工場です。
- 肥料残留物
- 家畜排泄物
- 洗剤
- 家庭廃棄物
有機物質による水の汚染も、そこでの病原微生物の増殖の一因となります。 したがって、そのような水は飲料や調理には適していません。
水中の有機物の量を調べるにはどうすればよいですか?
実験室で有機物質による水の汚染の程度をどのように判断できるのでしょうか? 化学的酸素要求量 (COD) などの重要な水質パラメータに基づいて結論を導き出すことができます。 有機物質を完全に酸化するために必要な酸素が増えるほど、水中の有機物質の濃度は高くなります。 そのため、COD が水質の主な基準の 1 つとして定義されています。 水中の有機物質の含有量を決定する指標がさらに 2 つあります。 それは過マンガン酸塩の酸化性と有機炭素です。
COD基準を超えると飲用に適さない水であることを示します。 給水源を選択するときは、まずこの指標を管理します。 州による 衛生基準, COD は 8 mgO2/dm3 を超えてはなりません。COD が高いほど、有機物の酸化に多くの酸素が使用されます。 酸素欠乏に苦しむのは植物や水域の住民だけではありません。 酸素のない環境では、嫌気性細菌が繁殖し、その生命活動の結果、硫黄化合物から有毒な硫化水素が生成されます。 水に関する深刻な問題は、他の指標が過剰な COD と組み合わせて要件を満たしていないという事実によって示される場合もあります。
地表水供給では酸化性が高くなる傾向があります。 これは驚くべきことではありません。植物由来の有機物と土壌からの有機物は、より容易に地表源に入り込みます。 例外はありますが。 たとえば、泥炭が豊富な地域の地下水は非常に高い酸化力を持っています。
有機汚染物質が人間の健康に及ぼす影響
有機物質による水質汚染に関しては、そのような状況の本当の危険性を誰もが理解しているわけではありません。 もちろん、有害物質が水に入ったと言われれば、すぐに警報を鳴らします。 しかし実際には、飲料水中に有機物質が存在すると、深刻な健康上の問題を引き起こす可能性があります。 また、この指標の基準に準拠していない場合は、とりわけ、有害な化合物の存在を示している可能性があります。
- 腸感染症
- 胃の病気、消化不良
- 内分泌系の障害
- 皮膚疾患
このようなことはすべて、有機物を多く含む水が病原微生物の格好の繁殖地であるために起こります。
有機化合物からの水の浄化
上記すべてを考慮すると、有機化合物から水をどのように精製するかという問題が関連します。 いくつかの方法があります。
水中の有機物質の存在。 溶存酸素の量は水の温度によって決まります。 温度が低いほど、水中の溶存酸素は多くなります。 さらに、酸素含有量は水中の動植物プランクトンの存在に依存します。 水中に藻類や動物が多い場合、酸素の一部が動物園や植物プランクトンの生命活動に費やされるため、酸素含有量は少なくなります。 酸素含有量は貯留層の表面にも依存します。開いた貯留層ではより多くの酸素が存在します。 他のすべての条件下での酸素含有量は、気圧と汚染によって異なります。 汚染が進むと、酸素は汚染物質(有機物質)の酸化に費やされるため、水中に含まれる酸素は少なくなります。 リザーバー内に十分な酸素があるかどうかを判断するために、特定の温度での酸素の溶解限界に関するデータを提供する Windler 表があります。 水サンプル中の溶存酸素の量を測定し、7 度でサンプルに 9 mg の酸素が含まれていることが判明した場合、これらの数値は何も示しません。 Windler の表を参照する必要があります。7 度では 11 mg が溶解するはずです。 1 リットルあたりの酸素。これは、明らかに水には次のものが含まれていることを示唆しています。 たくさんの有機物
生物化学的酸素要求量 (BOD) の指標。 BODとは、水1リットル中に含まれる酸化されやすい有機物を酸化するのに必要な酸素の量のことです。 この分析の条件: 暴露 1 日、5 日、20 日。 テクニック:時間と暗い場所が必要です。2つの瓶を用意し、調査した水を満たします。 最初の瓶では酸素含有量がすぐに測定され、2 番目の瓶は暗室に 1 日、5 日間、または 20 日間放置され、酸素含有量が測定されます。 サンプル水中に有機物が多く含まれるほど、溶存酸素の一部が有機物の酸化(酸化されやすい)に費やされるため、検出される酸素は少なくなります。
水の酸化力とは、水1リットル中に含まれる易酸化性および中酸化性の有機物が酸化するのに必要な酸素の量をいいます。 条件:酸化剤 - 過マンガン酸カリウム、10分間煮沸。 高い酸化性の数値が必ずしも水源に問題があることを示すわけではありません。 酸化力の数値が高いのは植物有機物によるものと考えられます。 例えば、ラドガ湖の水と一般に北部の貯水池の水には植物由来の有機物が多く含まれており、水の酸化力は非常に高いですが、これは水が有害であるとか汚染されているという意味ではありません。 。 さらに、高い酸化力の数値は、地下水に典型的な、水中の無機物質、つまり強力な還元剤の存在によるものである可能性があります。 これらには、硫化物、亜硫酸塩、酸化第一鉄塩が含まれます。 亜硝酸塩。 酸化力の数値が高いのは、水中に動物由来の有機物が存在するためである可能性があり、この場合にのみ、貯水池が汚染されていると言えます。 当然のことながら、酸化力の数値が高いということをどのように判断すればよいのかという疑問が生じます。 この疑問に答えるには、次のような方法があります。 有機物による酸化性と無機物による酸化性を区別するには、サンプルを低温に置く必要があります。 無機物(ミネラル)は低温で酸化されます。 酸化力が 8 mg/l で、サンプルを冷所に置いたところ、冷所での酸化力が 1 mg/l であることが判明したとします。 有機物質により7 mg / lが占められていることがわかります。 さて、私たちは植物由来の有機物と動物由来のものを区別する必要があります。 この場合、細菌学的指標を調べる必要があります。 酸化性は普通水と汚染水の両方で高い可能性があるため、GOST は酸化性を標準化していません。 ただし、ガイドラインはあります。 指標基準は次のとおりです:地表水域の場合 - 6〜8 mg / l。 地下水源の場合、鉱山の井戸の場合は 4 mg/l、自噴水の場合は 1 ~ 2 mg/l。
COD は、水中の有機物質の存在、つまり酸素の化学的要求量の指標でもあります。 水1リットル中に含まれる易酸化性、中酸化性、難酸化性の有機物が酸化するのに必要な酸素の量です。 分析条件:酸化剤として二塩化カリウム、濃硫酸、2時間煮沸。 どのような水でも、分析が正しく実行されていれば、BOD は常に酸化性よりも小さくなり、酸化性は常に COD よりも小さくなります。 COD、BOD、酸化性の測定は廃水処理システムを予測する上で重要です。 私たちの都市の排水と紙パルプ工場の排水を取り上げ、これら 3 つの要素を決定すると、排水の大部分は酸化されやすい化学物質であることがわかります。したがって、浄化には生物学的方法を使用する必要があります。 。 紙パルプ工場からの廃水には、中程度の酸化しにくい物質が非常に多く含まれているため、化学処理を使用する必要があります。
有機炭素の研究は、水中の有機物質の存在を示す指標です。 見つかった有機炭素が多いほど、水中に含まれる有機物も多くなります。 有機炭素には指標となる基準があります。 それが 1 ~ 10 mg/l の範囲で存在する場合、この水域はきれいであり、100 以上が汚染されていると考えられています。
CCE - カルボクロロホルム抽出物。 このインジケーターを使用すると、石油製品、農薬、界面活性剤など、水中の検出が困難な物質の存在を判断できます。 これらの物質はすべて炭素に吸着されて抽出されます。 CCE が 0.15 ~ 0.16 の範囲にある場合、この水域はきれいであると考えられています。10 以上の場合、水域は汚染されています。
塩化物と硫酸塩の測定。 塩化物は塩味を与え、硫酸塩は苦味を与えます。 塩化物は 250 mg/l を超えてはならず、硫酸塩は 500 mg/l を超えてはなりません。 ほとんどの場合、水中の塩化物と硫酸塩は土壌組成に関連する鉱物起源ですが、場合によっては、塩化物や硫酸塩が浴場排水などからの汚染として水域に流入すると、汚染の指標となることがあります。 これらの物質の含有量が時間の経過とともに変化すると、当然、水源が汚染されます。
乾燥残留物。 1 リットルの水を蒸発させ、残留物の重量を量ると、乾燥残留物の重量が得られます。 水のミネラル化が進むほど、この乾燥残留物は大きくなります。 GOSTによれば、乾燥残留物は1000mg/lを超えてはなりません。 残渣中の有機物の量は強熱減量で判断でき(有機物が燃える仕組みです)、強熱減量が大きいほど水中に含まれる有機物が多くなります。 純水では、強熱減量は乾燥残留物の 1/3、つまり 333 mg を超えてはなりません。
これらの指標はすべて間接的なものであり、汚染の原因となった物質を特定することはできません。 より直接的なのは細菌学的指標、つまり大腸菌の細菌の指数と力価です。
→ 排水処理
廃水汚染の衛生的および化学的指標
廃水の組成とその特性は、標準的な化学検査に加え、多くの物理的、物理化学的、衛生細菌学的測定を含む衛生化学分析の結果に基づいて評価されます。
廃水の組成は複雑であり、各汚染物質を決定することは不可能であるため、個々の物質を特定することなく水の特定の特性を特徴付ける指標を選択する必要があります。 このような指標はグループまたは合計と呼ばれます。 例えば、官能指標(匂い、色)を測定することにより、匂いを有する物質、または水に色を与える物質のそれぞれを水中で定量的に測定することを回避することができる。
完全な衛生化学分析には、次の指標の測定が含まれます: 温度、色、臭気、透明度、pH 値、乾燥残留物、濃厚残留物と強熱減量、浮遊物質、沈殿物質の体積と質量、過マンガン酸塩の酸化、化学的要求量酸素要求量 (COD)、生物化学的酸素要求量 (BOD)、窒素 (総、アンモニウム、亜硝酸塩、硝酸塩)、リン酸塩、塩化物、硫酸塩、重金属およびその他の有毒元素、界面活性剤、石油製品、溶存酸素、微生物数、大腸菌について細菌(大腸菌群)、蠕虫の卵。 リストされた指標に加えて、都市下水処理施設における完全な衛生化学分析の必須テストには、産業企業から集落の排水ネットワークに流入する特定の不純物の測定が含まれる場合があります。
温度は重要な技術指標の 1 つであり、温度の関数は液体の粘度、つまり沈降する粒子に対する抵抗力となります。 したがって、温度は沈降プロセスにおける決定要因の 1 つです。 生化学反応の速度と水中の酸素の溶解度は温度に依存するため、温度は生物学的浄化プロセスにとって最も重要です。
色は廃水の水質を示す官能的な指標の 1 つです。 家庭の糞便排水は通常、わずかに着色されており、黄褐色または灰色がかっています。 さまざまな色合いの強い色の存在は、工業廃水の存在の証拠です。 着色された廃水の場合は、無色になるまで希釈して色の強度を決定します (例: 1:400)。 1:250など
臭気は、水中の臭気のある揮発性物質の存在を特徴付ける感覚指標です。 通常、臭いはサンプル温度 20°C で定性的に測定され、糞便、腐敗臭、灯油、フェノール臭などと表現されます。 臭気が不明瞭な場合は、サンプルを 65°C に加熱して測定を繰り返します。 場合によっては、臭いが消える最小の希釈率であるしきい値を知る必要があります。
水素イオンの濃度はpH値で表されます。 この指標は、環境の反応の急激な変化により速度が大幅に低下する可能性がある生化学プロセスにとって非常に重要です。 生物処理施設に供給される廃水の pH 値は 6.5 ~ 8.5 の範囲でなければならないことが確立されています。 産業廃水(酸性またはアルカリ性)は、その破壊を防ぐために排水網に排出する前に中和する必要があります。 都市排水は通常、弱アルカリ性反応 (pH = 7.2 ~ 7.8) を示します。
透明性は、汚染の種類を特定することなく、未溶解の不純物やコロイド状の不純物による廃水の一般的な汚染を特徴付けます。 都市排水の透明度は通常 1 ~ 3 cm ですが、処理後は 15 cm に増加します。
乾燥残留物は、さまざまな凝集状態 (mg/l) の有機および無機不純物による廃水の全体的な汚染を特徴付けます。 この指標は、t = 105 °C で廃水サンプルを蒸発させ、さらに乾燥させた後に決定されます。 か焼後 (t = 600°C)、乾燥残留物の灰分が測定されます。 これら 2 つの指標に基づいて、乾燥残留物中の汚染物質の有機部分と無機部分の比率を判断できます。
固体残留物は、ろ過された廃水サンプル中の有機物質と無機物質の総量 (mg/l) です。 乾燥残留物と同じ条件下で測定。 t = 600°C で高密度残留物を焼成した後、可溶性下水汚染物質の有機部分と無機部分の比率をおおよそ推定することができます。 焼成された乾燥した都市廃水残留物と濃厚な都市廃水残留物を比較すると、有機汚染物質のほとんどが未溶解状態にあることが判明しました。 この場合、鉱物不純物はほとんどが溶解した形で存在します。
浮遊物質は、サンプルを濾過するときにペーパーフィルター上に保持される不純物の量を特徴付ける指標です。 これは水質の最も重要な技術指標の 1 つであり、廃水処理中に生成される沈殿物の量を推定することができます。 また、この指標は一次沈殿槽を設計する際の設計パラメータとしても使用されます。 懸濁物質の量は、排水処理の必要度を計算する際の主要な基準の 1 つです。 懸濁物質の強熱減量は、乾燥残留物および濃厚残留物の場合と同じ方法で測定されますが、通常は mg/l ではなく、乾物中の総量に対する懸濁物質のミネラル部分の割合として表されます。 この指標は灰分と呼ばれます。 都市廃水中の浮遊物質の濃度は通常 100 ~ 500 mg/l です。
沈降物質は、2 時間静置した後に沈降シリンダーの底に沈降する懸濁物質の一部です。 この指標は、浮遊粒子の沈降能力を特徴づけ、最大の沈降効果と、静止条件下で得られる沈殿物の最大可能量を評価することを可能にします。 都市廃水では、沈降物質は平均して浮遊物質の総濃度の 50 ~ 75% を占めます。
酸化力とは、水中の有機還元剤と無機還元剤の合計含有量を指します。 都市廃水では、圧倒的多数の還元剤が有機物であるため、酸化力の値は完全に有機不純物に関係していると考えられています。 酸化性はグループの指標です。 使用される酸化剤の性質に応じて、測定に化学酸化剤が使用される場合の化学酸化と、好気性細菌が酸化剤の役割を果たす場合の生化学的酸化(この指標は生物化学的酸素要求量)とが区別されます。取締役会 また、化学酸化では、過マンガン酸塩 (酸化剤 KMn04)、重クロム酸塩 (酸化剤 K2Cr207)、ヨウ素酸塩 (酸化剤 KJ03) が可能です。 酸化剤の種類に関係なく、酸化力の測定結果は mg/l O2 で表されます。重クロム酸塩とヨウ素酸塩の酸化力は、化学的酸素要求量または COD と呼ばれます。
過マンガン酸塩の酸化性は、容易に酸化される不純物の酸素当量です。 この指標の主な価値は、決定の速度と単純さです。 過マンガン酸塩の酸化は比較データを取得するために使用されます。 ただし、KMnO4 によって酸化されない物質も存在します。 CODを測定することにより、有機物による水質汚染の程度をかなり正確に評価することができます。
BOD は生化学的に酸化される有機物質による廃水の汚染度を表す酸素当量です。 BOD は、有機化合物の酸化に関与する微生物の生存に必要な酸素の量を決定します。 BOD は、廃水中の有機汚染物質の生化学的に酸化可能な部分を特徴付けます。有機汚染物質は主に溶解状態、コロイド状態、および懸濁液の状態にあります。
生化学的な酸素消費のプロセスを数学的に記述するには、一次運動方程式が最もよく使用されます。 方程式を導き出すために、いくつかの表記法を導入します。 La – すべての有機物の酸化に必要な酸素の量。 BOD 合計 mg/l; Lt は時間 t によって消費されるものと同じです、つまり BOD mg/l; La - Lt - 同じ、時間 t までに溶液中に残る、mg/l。
窒素は有機化合物および無機化合物の形で廃水中に存在します。 都市排水では、有機窒素化合物の主な部分は、糞便や食品廃棄物などのタンパク質物質で構成されています。 無機窒素化合物は、還元型 - NH4+ および NH3 酸化型 N02” および N03” で表されます。アンモニア態窒素は、人間の老廃物である尿素の加水分解中に大量に形成されます。 さらに、タンパク質化合物のアンモニア化のプロセスでも、アンモニウム化合物の形成が起こります。
処理前の都市廃水には、酸化型 (亜硝酸塩および硝酸塩の形) の窒素は通常存在しません。 亜硝酸塩と硝酸塩は、脱窒細菌のグループによって窒素分子に還元されます。 酸化型の窒素は、生物学的処理後にのみ廃水中に現れる可能性があります。
廃水中のリン化合物の発生源は人間の生理的排泄物、廃棄物です。 経済活動人間の排水および一部の種類の産業排水。 | | 廃水中の窒素とリンの濃度は最も重要です。 生物学的処理に重要な衛生化学分析用ツール。 窒素とリンは細菌細胞の組成の必須成分です。 それらは生体要素と呼ばれます。 窒素とリンが存在しない場合、生物処理プロセスは不可能です。
塩化物と硫酸塩は、その濃度が総塩分含有量に影響を与える指標です。
重金属およびその他の有毒元素のグループには多数の元素が含まれており、精製プロセスに関する知識が蓄積されるにつれて、その元素はますます増加しています。 有毒な重金属には、鉄、ニッケル、銅、鉛、亜鉛、コバルト、カドミウム、クロム、水銀が含まれます。 重金属ではない有毒元素 - ヒ素、アンチモン、ホウ素、アルミニウムなど。
重金属の発生源は、エンジニアリング工場、エレクトロニクス、機器製造、その他の産業からの産業廃水です。 排水中には、重金属がイオンや無機物、有機物との錯体の形で含まれています。
合成界面活性剤(界面活性剤)は、油と水にこれらの物質を溶解させる疎水性部分と親水性部分からなる有機化合物です。 生産される界面活性剤の総量の約 75% はアニオン性活性物質によって占められており、生産および使用における 2 位はノニオン性化合物によって占められています。 都市廃水では、これら 2 種類の界面活性剤が決定されます。
石油製品は、ヘキサンで抽出された無極性および低極性の化合物です。 貯水池内の石油製品の濃度は厳密に規格化されており、都市下水処理場での石油製品の滞留率は85%を超えないため、ステーションに流入する廃水中の石油製品の含有量も制限されています。
処理プラントに入る廃水には溶存酸素はありません。 好気性プロセスでは、酸素濃度は少なくとも 2 mg/l でなければなりません。
衛生および細菌学的指標には次のものが含まれます。定義、 総数好気性腐生菌(微生物数)、大腸菌群、蠕虫卵の分析。
微生物数は、微生物による廃水の総汚染度を評価し、好気性腐生植物の食料源である有機物質による水の汚染の程度を間接的に特徴づけます。 都市廃水のこの指標の範囲は 106 から 108 です。
22.12.2016
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今日は、有機水汚染物質について皆さんが知りたかったことをすべてお伝えします。
有機水質汚染物質
水には無機物(鉄、マンガン、フッ化物)のほかに有機物も含まれています。 私たちのブログでは、有機汚染物質の種類とその過剰を検出する方法について学びます。
水質汚染の原因:
水質汚染の原因には主に 3 つのタイプがあります。
- 和解。 この場合、下水排水管が家庭廃棄物の主な蓄積場所となります。 人々は毎日、消費、調理、衛生、掃除のために大量の水を使用し、その後、この水は洗剤や食品廃棄物とともに下水道に流れ込みます。 その後、水は市の施設で浄化され、再利用のために戻されます。
- 業界。 膨大な数の企業が存在する先進国では主要な汚染物質となっている。 排出される廃水の量は都市廃水の 3 倍です。
- 農業。 この地域では、作物生産により肥料や農薬が使用され、水域が集中的に汚染されています。 窒素肥料の約 4 分の 1、カリウム肥料の 3 分の 1、リン肥料の 4% が水域に行き着きます。
有機汚染物質が人間の健康に及ぼす影響
水質汚染によって引き起こされる病気は数多くあります。 たとえば、汚染された水で顔を洗うと結膜炎を引き起こす可能性があります。 水中に生息する貝類や藻類は住血吸虫症(発熱、肝臓痛)を引き起こす可能性があります。
水中の有機物の量を測定する方法
水中の有機物質やミネラル物質の含有量を特徴付ける値を酸化力といいます。 化学的酸素要求量を推定するには、つまり 水の酸化性については、重クロム酸塩法と過マンガン酸塩法が使用されます。 重クロム酸塩の酸化性の判定には非常に時間がかかるため、処理施設の稼働状況を大量に監視するには不便です。 品質を決めるのは過マンガン酸の酸化です 水を飲んでいる SanPiNさんによると。
過マンガン酸酸化とは何ですか?
過マンガン酸酸化力とは、過マンガン酸法によりCODを評価するための指標、すなわち水中の有機物の総量を表す指標です。 過マンガン酸塩の酸化力は、水 1 dm3 中に含まれるこれらの物質を酸化するのに使用される酸素のミリグラムで表されます。 この指標は水中に含まれる有機物質を示すものではなく、その過剰量を示すだけです。
過剰な過マンガン酸化の兆候
別の 分析研究所私たちの国では、専門家が毎年少なくとも1億回の水質分析を実施しており、測定の23%は感覚特性の評価、21%は濁度と浮遊物質の濃度、21%は一般的な指標の測定(硬度、塩分)で構成されています。含有量、COD、BOD、29 % - 無機物質の測定、4% - 個々の有機物質の測定。 かなりの数の分析が衛生および疫学サービスによって実行されます。
テスト結果は、サンプルの 4 つごとに化学的に健康に危険があり、5 つごとに細菌的に危険であることが示されています。 海外での飲料水の水質の包括的な分析の費用は約 1,100 ドルであることにも注意してください。
不純物の存在と許容濃度を決定する品質基準に従って、水は飲料水、天然水(生活用水、飲料水、文化用、家庭用、漁業用の貯水池)および廃水(規制により浄化された水、原因不明の廃水、雨水)として区別されます。場合によっては、水の消費源の種類(上水道、井戸、自噴井戸、地下水源、地表水源など)のさまざまな種類が区別されることもあります。発生源の詳細、または水質汚染の特徴的な方法や流通経路の汚染が予想される時期。
さまざまな水源の水質基準(最大許容濃度(MAC)、指標許容レベル(TAL)、および指標安全暴露レベル(ASEL))は、水および衛生法を構成する規制および技術文献に記載されています。 これらには、特に国家規格 - GOST 2874、GOST 24902、GOST 17.1.3.03、さまざまなリスト、規範、OBUV、 衛生規則地表水を廃水による汚染から保護するための基準 SNiP No. 4630 など。
水質基準の中で、官能的、衛生毒物学的、または一般衛生的な制限的な危険指標が確立されています。 有害性の限界指標は、水中の物質の無害な濃度が最も低いことを特徴とする標識です。
官能制限指標には、許容値内の濃度で不満足な官能評価 (味、匂い、色、泡) を引き起こす物質の基準が含まれます。 したがって、臭気の存在によって確立されるフェノールの最大許容濃度は、水の塩素化条件下では 0.001 mg/l、塩素化がない場合は 0.1 mg/l です。 官能制限インジケーターには、着色クロム (VI) およびクロム (III) 化合物の最大許容濃度も含まれます。 灯油とクロロホスの匂いと独特の味を持っています。 発泡性スルホランなど
限定的な一般衛生指標は、酢酸、アセトン、フタル酸ジブチルなど、比較的低毒性および無毒性の化合物に対する基準の形で確立されています。
残りの有害物質(大部分)については、有害性を示す限定的な衛生的および毒性学的指標が確立されています。
規制および技術文書
水と衛生に関する法律
- GOST 2874-82「飲料水」;
- GOST 25151-82「給水。 用語と定義」;
- GOST 27065-85「水質。 用語と定義」;
- GOST 17.1.1.01-77「水の使用と保護。 用語と定義」;
- SanPiN No. 4630-88 「生活用水、飲料水、文化用水の水域における有害物質の MPC および TAC」;
- SanPiN 2.1.4.559-96 「飲料水。 衛生要件集中飲料水供給システムの水質に影響を与えます。 品質管理"
1.1. 温度
温度は貯水池の重要な水文学的特性であり、熱汚染の可能性を示す指標です。 貯水池の熱汚染は、通常、水を使用して過剰な熱を除去し、高温の水を貯水池に放出した結果として発生します。 熱汚染により、貯水池の水温は、季節の対応する期間中の同じ地点の自然温度と比較して上昇します。
産業熱汚染の主な原因は、発電所(特に原子力発電所)や大企業の温水であり、これらは加熱されたユニットや機械からの熱除去の結果として形成されます。
発電所は、同じ貯水池から取水した水よりも 8 ~ 12 °C 高い温度の水を貯水池に放出することがよくあります。
熱汚染は、重要なプロセスの強化や水生生物の自然なライフサイクルの加速、貯水池内で起こる化学反応や生化学反応の速度の変化を引き起こすため、危険です。
熱汚染の状況下では、酸素体制や貯留層の自己浄化プロセスの強度が大きく変化し、光合成の強度などが変化します。その結果、貯留層の自然なバランスが乱れ、多くの場合不可逆的になります。特別な生態学的条件が発生し、動植物群集に悪影響を及ぼします。特に、
加熱された水は水生生物の方向感覚を失い、食料資源が枯渇する状況を作り出します。
。 温度差は、水温の自然な分布の結果として生じるものとは逆の「逆転」タイプに従って、特に寒い季節に、垂直層に沿って強化されます。
。 水温が上昇すると溶存酸素濃度が低下し、特に都市廃水が排出される地域では酸素環境が悪化します。
。 高温では、多くの水生生物、特に魚はストレスにさらされ、自然免疫が低下します。
。 藍藻類が大量に増殖している。
。 魚の移動ルートには熱障壁が形成されます。
。 水域の動植物の種の多様性の「個体数」の減少など。
専門家は、生態学的バランスの取り返しのつかない違反を防ぐために、汚染された(温水)水の放出による夏の貯水池の水温は、月平均と比較して3℃を超えて上昇すべきではないと確立しました。過去10年間で最も暑かった年の気温。
2. 官能特性
水の性質を知ることは、私たちがそれを意識しているかどうかにかかわらず、感覚指標を決定することから始まります。 官能評価は、水の組成に関する多くの直接的および間接的な情報をもたらし、器具を使わずに迅速に実行できます。 官能特性には、色、濁度(透明度)、匂い、味と風味、泡立ちが含まれます。
2.1. 彩度
色は天然水の自然な特性であり、フミン物質と複雑な鉄化合物の存在によるものです。 水の色は、貯水池の底の性質と構造、水生植物の性質、貯水池に隣接する土壌、流域内の湿地や泥炭沼の存在などによって決まります。サンプルの色を、重クロム酸カリウム K2Cr2O7 と硫酸コバルト CoSO4 の混合物から調製した水の従来の 100 度カラースケールの色と比較して、視覚的または測光的に決定します。 地表水の場合、この指標はカラースケールで 20 度以下であることが許可されます。
2.2. 匂い
水の臭いは、自然または廃水とともに水中に入る揮発性臭気物質の存在によるものです。 ほとんどすべての有機物質(特に液体のもの)には臭気があり、水に移ります。 通常、臭いは通常の水温 (20 °C) と高温 (60 °C) の水温で測定されます。
匂いはその特徴に応じて 2 つのグループに分けられ、感覚に従って主観的に説明されます。 1) 自然由来(生きている生物および死んだ生物、土壌、水生植物などの影響による)。
2) 人工起源。 このような臭いは通常、水を処理すると大きく変化します。
臭いの性質と強さ
臭気の強さは表に示す5段階で評価されます。 5 (GOST 3351)。
臭気の性質と強度を決定するための表
臭気強度 |
臭いの性質 |
臭気強度評価 |
匂いはありません |
||
非常に弱い |
臭いはすぐにはわかりませんが、注意して検査するとわかります(水を加熱したとき) |
|
弱い |
匂いは注意してみると目立ちます |
|
目立つ |
臭いが目につきやすく、水が嫌いになる |
|
明確な |
匂いで注目を集めて飲酒を控えてしまう |
|
とても強い |
臭いが非常に強いので、飲料水としては不向きです。 |
飲料水の場合、臭気評価は 2 ポイント以下が許可されます。
臭気の強さは、分析した水を無臭水でどの程度希釈するかで定量化でき、その際に臭気の「閾値」が決まります。
2.3. 味わって叩いて
評価 水の味実行する 汚染の疑いがないのに天然水を飲むこと。 味は4種類あります。塩辛い、酸っぱい、苦い、甘い。 他の味覚も考慮されます フレーバー (塩味、苦味、金属性、塩素など)。
味と後味の強さを表に示す5段階評価で評価します。 6(GOST 3351)味と味を判断するときは、水を飲み込まないでください。
味と後味の性質と強さを決定するための表
味の濃さと後味 |
味と後味の発現の性質 |
味の濃さと後味の評価 |
味も後味も感じられない |
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非常に弱い |
味と後味は消費者にはすぐに知覚されませんが、慎重なテスト中に検出されます |
|
注目してみるとわかる味と後味 |
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目立つ |
味や後味が目立ちやすく、水に対する苦手意識の原因となります。 |
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明確な |
味と後味が注目を集め、お酒を控えてしまう |
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とても強い |
味と後味が非常に強いため、飲用には適さない水です。 |
飲料水の場合、味と味の指標の値は2ポイント以下が許可されます。
2.4. 濁度
水の濁りは、水中に浮遊する細かく分散した不純物(さまざまな起源の不溶性粒子またはコロイド粒子)の含有量によって引き起こされます。
水の濁度は、次のような水の他の特性も決定します。
- 沈殿物の存在(存在しない、目立たない、目立つ、大きい、非常に大きい、ミリメートル単位で測定) - 懸濁物質、または粗大不純物 - サンプルを濾過した後、乾燥したフィルターの重量増加によって重量測定で測定されます。 この指標は通常ほとんど情報がありませんが、主に廃水に関して重要です。
— 透明度。水柱の高さとして測定され、白い紙の上で標準フォントを区別できるように見たときに測定されます。「透明度」のセクションを参照してください。
水の濁度
2.5. 透明性
水の透明度、つまり光の透過率は、その色と濁度によって決まります。 さまざまな色や鉱物物質が含まれています。 水の透明度は、特に水にわずかな着色や検出が難しい濁りがある場合、濁度とともに決定されることがよくあります。
2.6. 泡立ち
泡立ちとは、人工的に生成された泡を保持する水の能力です。 この指標は、天然および人工起源の洗剤(界面活性剤)などの物質の存在を定性的に評価するために使用できます。泡立ちは主に廃棄物および汚染された天然水を分析することによって決定されます。
3. 水素指数(pH)
水素指数 (pH) は、溶液中の水素イオン濃度の負の対数です: pH= -logH+。
水中のすべての生物(一部の酸耐性バクテリアを除く)にとって、可能な最小 pH 値は 5 です。 pHのある雨< 5,5, считается кислотным дождем.
飲料水では pH 6.0 ~ 9.0 が許容されます。 生活用水、飲料水、文化用水の貯水池の水中 - 6.5-8.5。 天然水の pH 値は、原則として、重炭酸陰イオンと遊離 CO2 の濃度の比によって決まります。 湿地水ではフミン酸やその他の天然の酸の含有量が増加するため、pH 値が低下するのが一般的です。
天然水や飲料水の品質を監視する際の pH 測定は、ほぼどこでも行われています。
4. アルカリ性と酸性
アルカリ性は、ヒドロキソアニオンを含む物質や、強酸(塩酸、硫酸)と反応する物質が水中に存在することによって発生します。 これらの接続には次のものが含まれます。
1) 強アルカリ (KOH、NaOH) および揮発性塩基 (例: NH3 x H2O)、および pH > 8.4 の水溶液中での加水分解の結果として高アルカリ度を引き起こす陰イオン (S2-、P043-、SiO32) - など);
2)弱塩基および揮発性および不揮発性弱酸のアニオン(HCO3−、CO32−、H2PO4−、HPO42−、CH3COO−、HS−、フミン酸のアニオンなど)。
水サンプルのアルカリ度は g-eq / l または mg-eq / l で測定され、強酸(通常、濃度 0.05 または 0.1 g-eq / l の塩酸が使用されます)の量によって決定されます。溶液を中和します。
強アルカリをpH8.0~8.2に中和する場合、フェノールフタレインを指示薬として用い、このようにして求められる値を遊離アルカリ度といいます。
揮発性および不揮発性弱酸の弱塩基および陰イオンをpH値4.2〜4.5に中和する場合、メチルオレンジを指示薬として使用し、このようにして求められた値を全アルカリ度といいます。 pH 4.5 では、水サンプルのアルカリ度はゼロになります。
上記の最初のグループの化合物はフェノールフタレインによって決定され、2 番目のグループはメチル オレンジによって決定されます。 天然水との接触によるアルカリ性 大気石灰石は主に、水の鉱化に大きく寄与する炭化水素と炭酸塩の含有量によるものです。 これらの成分については、「炭酸塩と重炭酸塩」の項で詳しく検討し、十分に注意していきます。 最初のグループの化合物は、廃棄物や汚染された地表水にも見られます。
アルカリ度と同様に、主に廃水やプロセス水の分析で水の酸性度が決定されることがあります。
水の酸性度は、ヒドロキソアニオンと反応する水中の物質の含有量によって決まります。
このような接続には次のものが含まれます。
1) 強酸: 塩酸 (HCl)、硝酸 (HNO3)、硫酸 (H2SO4);
2) 弱酸: 酢酸 (CH3COOH); 硫黄(H2SO3); 石炭 (H2CO3); 硫化水素(H2S)など。
3) 弱塩基のカチオン: 有機アンモニウム化合物のアンモニウム (NH4+) カチオン。
水サンプルの酸性度は g-eq/l または mg-eq/l で測定され、強アルカリの量によって決まります (通常、濃度 0.05 または 0.1 g-eq/l の KOH または NaOH 溶液が使用されます)。溶液を中和するために使用されます。 アルカリ度の指標と同様に、遊離酸性と総酸性があります。 遊離酸度は、指示薬としてメチル オレンジの存在下で強酸を pH 4.3 ~ 4.5 まで滴定することによって決定されます。 HCl、HNO3、H2SO4・H3PO4はこの範囲で滴定されます。
天然の酸性は、天然由来の弱有機酸(フミン酸など)の含有量によるものです。 水の酸性度を高める汚染は、酸性雨の際、工業事業などからの下水の中和が行われていない水域に水が流入したときに発生します。
総酸性度は弱塩基のカチオンの含有量によるもので、指示薬としてフェノールフタレインの存在下で pH 値 8.2 ~ 8.4 まで滴定することによって決定されます。 この範囲では、有機酸、炭酸酸、硫化水素、弱塩基のカチオンなどの弱酸が滴定されます。
5. ミネラル組成
水の鉱物組成は、物理相および生活環境としての水と他の相(環境)との相互作用の結果を反映しているという点で興味深いものです。 海岸およびその下層、土壌を形成する鉱物や岩石。 気体(空気を含む)とその中に含まれる水分とミネラル成分。 さらに、水のミネラル組成は、溶解と結晶化、解膠と凝固、沈降、蒸発と凝縮など、さまざまな環境で発生する多くの物理化学的および物理的プロセスによって決定されます。地表貯留層の水のミネラル組成は大きく影響されます。大気中や他の環境で起こる、窒素、炭素、酸素、硫黄などの化合物を含む化学反応によるもの。
多くの水質指標は、何らかの形で、水に溶解しているさまざまな鉱物物質の濃度の測定に関連しています。 水に含まれる無機塩は、総塩分にさまざまな影響を与えます。総塩分は、各塩の濃度を合計することで計算できます。 総塩分含有量が 1 g/l 以下であれば、水は新鮮とみなされます。 天然水に一般的に見られるミネラル塩には 2 つのグループがあります。
水のミネラル組成の主成分
飲料水および集中給水源の総硬度の許容値は 7 mg-eq/l 以下(場合によっては 10 mg-eq/l まで)であり、有害性の制限指標は感覚刺激です。
水のミネラル組成の成分 |
最大許容濃度 (MPC)15 |
グループ1 |
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1. カチオン: |
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カルシウム(Ca2+) |
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ナトリウム(Na+) |
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マグネシウム (Mg2+) |
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2. 陰イオン: |
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炭化水素(HCO3-) |
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硫酸塩(S042-) |
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塩化物(Cl-) |
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炭酸(СОз2-) |
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グループ2 |
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/。 カチオン |
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アンモニウム (NH4+) |
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ヘビーメタル |
0.001ミリモル/リットル |
総鉄(Fe2+とFe3+の合計) |
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硝酸塩(NO3-) |
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オルトリン酸塩 (PO43-) |
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亜硝酸塩(N02-) |
表からもわかるように。 図8に示すように、鉱物組成への主な寄与は第1グループの塩によって行われ、いわゆる「主要イオン」を形成します。これらは最初に決定されます。 これらには、塩化物、炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩が含まれます。 指定されたアニオンに対応するカチオンは、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムです。 水質を評価する際には、第 2 グループの塩も考慮する必要があります。 それらはそれぞれ MPC 値を持っていますが、天然水の塩分濃度への寄与はわずかです。
5.1. 炭酸塩と重炭酸塩
上で述べたように (「アルカリ度と酸性度」のセクション)、炭酸塩と重炭酸塩は水の自然なアルカリ度を決定する成分です。 水中のそれらの含有量は、大気中のCO2の溶解プロセス、隣接する土壌にある石灰石と水の相互作用、そしてもちろん、水中で起こるすべての水生生物の呼吸という生命プロセスによって決まります。
炭酸塩および重炭酸塩アニオンの測定は滴定法であり、指示薬としてフェノールフタレイン (炭酸塩アニオンの測定用) またはメチル オレンジ (炭化水素アニオンの測定用) の存在下での水素イオンとの反応に基づいています。 これら 2 つの指示薬を使用すると、2 つの当量点を観察することができます。フェノールフタレインの存在下での最初の点 (pH 8.0 ~ 8.2) では、炭酸アニオンの滴定は完全に完了し、2 番目の点 (pH 4.1 ~ 4.5) では -炭化水素アニオン、アニオン。 滴定結果に基づいて、酸の消費量を決定する主要なイオン形態(ヒドロキシ、炭酸、および重炭酸アニオン)の分析溶液中の濃度、および遊離および総アルカリ度の値を決定することができます。水、以来 それらは化学量論的にヒドロキシル、炭酸、重炭酸アニオンの含有量に依存します。
炭酸アニオンの測定は、次の反応に基づいて行われます。
СО32-+H+=HСОз-
分析的に測定された濃度で炭酸アニオンが存在する可能性があるのは、pH が 8.0 ~ 8.2 を超える水中にのみ存在します。 ヒドロキソ陰イオンが分析水中に存在する場合、炭酸塩を測定するときに中和反応も発生します。
OH-+H+=H2O
重炭酸陰イオンの測定は、次の反応に基づいて行われます。
НСО3-+H+=СО2+Н20
したがって、フェノールフタレインで滴定する場合は、アニオン OH- および CO3- が酸との反応に関与し、メチル オレンジで滴定する場合は、OH-、CO3-、および HCO3- が関与します。
炭酸塩硬度の値は、反応に関与する炭酸塩アニオンと重炭酸塩アニオンの等価質量を考慮して計算されます。
メチル オレンジ (Vmo) を使用して滴定の酸消費量を決定する場合、炭酸塩と重炭酸塩の両方の連続滴定が行われることに留意する必要があります。 このため、得られる VMO 酸の体積には、水素カチオンとの反応後に重炭酸塩に変換された炭酸塩が初期サンプル中に存在するため、対応する割合が含まれており、初期サンプル中の重炭酸塩の濃度を完全に特徴付けるものではありません。 。 したがって、酸の消費量を決定する主なイオン形態の濃度を計算するときは、フェノールフタレイン (Vf) とメチル オレンジ (Vmo) による滴定中の酸の相対消費量を考慮する必要があります。 いくつか見てみましょう 可能なオプション、VoとVMOの値を比較します。
1. Vf=0。 サンプル中には炭酸塩やヒドロキソアニオンは含まれていません、メチル オレンジによる滴定中の酸の消費は、重炭酸塩の存在のみが原因である可能性があります。
2. Vph?0、および 2Vph
3. 2Vf=Vmo。 最初のサンプルには重炭酸塩は含まれておらず、酸の消費量は、定量的に重炭酸塩に変化するほぼ炭酸塩のみの含有量によって決まります。 これは、Vf と比較して VMO 酸の消費量が 2 倍であることを説明します。
4. 2Vph>Vmo。 この場合、最初のサンプルには炭酸水素塩は存在しませんが、炭酸塩だけでなく、他の酸を消費するアニオン、つまりヒドロキソアニオンも存在します。この場合、後者の内容は Von = 2Vf - Vmo に相当します。 炭酸塩含有量は、連立方程式を作成して解くことで計算できます。
Vk + Von = Vmo)
Von + 2Vph = Vmo
)Vk = 2(Vmo - Vf)
5. Vf = Vmo。 最初のサンプルには炭酸塩と重炭酸塩の両方が存在せず、酸の消費はヒドロキソアニオンを含む強アルカリの存在によるものです。
顕著な量の遊離ヒドロキソアニオンの存在 (ケース 4 および 5) は、廃水中にのみ発生する可能性があります。
フェノールフタレインとメチルオレンジによる滴定の結果から、水のアルカリ度を計算することができます。これは、1 リットルのサンプルを滴定するために使用される酸当量の数に数値的に等しいです。
この場合、フェノールフタレインによる滴定中の酸の消費量は遊離アルカリ度を特徴づけ、メチル オレンジの場合は総アルカリ度を特徴づけます。これは mEq/l で測定されます。 ロシアでは原則として、廃水を研究する際にアルカリ度指標が使用されます。 他の一部の国 (米国、カナダ、スウェーデンなど) では、天然水の水質を評価する際にアルカリ度が決定され、CaCO3 換算の質量濃度で表されます。
廃棄物や汚染された天然水を分析する場合、得られる結果は遊離アルカリ度および総アルカリ度の値を必ずしも正確に反映するとは限らないことに留意する必要があります。 水中には、炭酸塩と重炭酸塩に加えて、他のグループの化合物が存在する場合があります (「アルカリ性と酸性」を参照)。
5.2. 硫酸塩
硫酸塩は天然水の一般的な成分です。 水中でのそれらの存在は、特定のミネラル(天然硫酸塩(石膏))の溶解と、雨による空気中に含まれる硫酸塩の移動によるものです。 後者は、雰囲気中での酸化硫黄 (IV) から酸化硫黄 (VI) への酸化反応、硫酸の形成およびその中和 (完全または部分的) 中に形成されます。
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
工業廃水中の硫酸塩の存在は、通常、硫酸を使用する技術的プロセス (鉱物肥料の製造、化学物質の製造) によって引き起こされます。 飲料水中の硫酸塩は人体に毒性はありませんが、水の味を悪化させます。硫酸塩の味を感じるのは、その濃度が 250 ~ 400 mg/l の場合です。 硫酸塩とカルシウムなど、鉱物組成の異なる 2 つの水を混合すると、硫酸塩がパイプライン内で沈殿を引き起こす可能性があります (CaSO4 沈殿物)。
飲料水貯水池の水中の硫酸塩の最大許容濃度は 500 mg/l であり、有害性の制限指標は感覚刺激です。
5.3. 塩化物
塩化物はほとんどすべての新鮮な表面に存在し、 地下水ああ、飲料水にも金属塩の形で含まれています。 塩化ナトリウムが水中に存在すると、濃度が 250 mg/l 以上であっても塩辛い味がします。 塩化カルシウムと塩化マグネシウムの場合、濃度が 1000 mg/l を超えると水の塩分が発生します。 飲料水の塩化物の最大許容濃度(350 mg/l)は、感覚指標である味に基づいて設定されており、有害性の制限指標は感覚指標です。
溶液の濃縮、イオン交換、塩漬けなどの工業プロセスでは大量の塩化物が生成され、塩化物陰イオンを多く含む廃水が生成されます。
飲料水中の高濃度の塩化物は人体に有毒な影響を及ぼしませんが、塩水は金属に対して非常に腐食性があり、植物の成長に悪影響を及ぼし、土壌の塩類化を引き起こします。
6. 乾燥残留物
乾燥残留物は、水中の不揮発性溶解物質(主に鉱物)および有機物質の含有量を特徴付け、その沸点は105〜110℃を超えます。
乾燥残留物の量は計算によって推定することもできます。 この場合、水に溶解した無機塩の濃度と、分析の結果得られた有機物質の濃度を合計する必要があります(重炭酸塩は50%の量で合計されます)。 飲料水および天然水の場合、乾燥残渣の値は、陰イオン(炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、硫酸塩)と陽イオン(カルシウム、マグネシウム)の質量濃度の合計と、ナトリウムとカリウム)。
生活用水、飲料水、文化用水として使用するための貯水池の表流水の乾燥残留物の量は、1000 mg/l を超えてはなりません (場合によっては 1500 mg/l までが許容されます)。
7. 総硬度、カルシウム、マグネシウム
水の硬度は最も重要な特性の 1 つです。 非常に重要水を使用するとき。 水中に石鹸と不溶性の塩を形成する金属イオンが存在する場合 脂肪酸このような水では、衣類を洗ったり、手を洗ったりするときに泡が立ちにくくなり、硬くなった感じになります。 暖房ネットワークで水を使用する場合、水の硬度はパイプラインに悪影響を及ぼし、スケールの形成につながります。 このため、特別な「軟化」化学物質を水に添加する必要があります。水の硬度は、主にカルシウム (Ca2+) とマグネシウム (Mg2+) である可溶性および難溶性の無機塩の存在によって決まります。
水の硬度は、流域を構成する岩石や土壌の種類、季節や気象条件によって大きく異なります。 たとえば、ツンドラの湖や川の水の総硬度は 0.1 ~ 0.2 mg-eq/l で、海では 地下水 80-100 mEq/l、さらにはそれ以上に達します (死海)。 テーブル内 表11は、ロシアのいくつかの川と貯水池の水の総硬度の値を示しています。
ロシアのいくつかの川と貯水池の水の総硬度の値
海、湖 |
乾燥残留物、 |
全硬度、mEq/l |
川 |
乾燥残留物、 |
全硬度、mEq/l |
カスピ海 |
ドン |
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黒海 |
ヴォルガ |
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バルト海 |
モスクワ |
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白い海 |
イルティシュ |
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オズ・バルハシュ |
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バイカル湖 |
ネヴァ |
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オズ。 ラドガ |
ドニエプル川 |
硬度塩として分類されるすべての塩の中で、炭化水素塩、硫酸塩、塩化物が区別されます。 天然水中の他の可溶性カルシウム塩およびマグネシウム塩の含有量は通常非常に低いです。 炭化水素によって水に付加された硬度は、炭化水素または一時的であるため、と呼ばれます。 水を沸騰させると (より正確には 60 °C 以上の温度で) 炭化水素は分解して難溶性炭酸塩が形成されます (天然水中の Mg (HCO3) 2 は Ca (HCO3) 2 よりも一般的ではありません。マグネサイト岩石は存在しないためです)。したがって、淡水では、いわゆるカルシウム硬度が優勢です):
CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2
で 自然条件上記の反応は可逆的ですが、一時的にかなりの硬度を持つ地下水が地表に現れると、平衡は CO2 の形成に移行し、CO2 は大気中に除去されます。 このプロセスにより、重炭酸塩が分解され、CaCO3 と MgCO3 が沈殿します。 このようにして、石灰質凝灰岩と呼ばれるさまざまな炭酸塩岩が形成されます。
水に溶解した状態で 二酸化炭素逆の反応も起こります。 これが、自然条件下で炭酸塩岩の溶解、つまり洗い流しがどのようにして起こるのかということです。
塩化物や硫酸塩による硬度は一定と呼ばれるためです。 これらの塩は、水を加熱して沸騰させても安定です。
水の総硬度、つまり カルシウムとマグネシウムの可溶性塩の合計含有量は、「総硬度」と呼ばれます。
硬度塩は異なる分子量を有する異なるカチオンの塩であるという事実により、硬度塩の濃度、つまり水の硬度は、同等の濃度の単位、つまり g-eq / l または mg-eq / l の数で測定されます。 硬度が 4 mEq/l までの場合、水は軟水とみなされます。 4〜8 mEq/l - 中程度の硬さ。 8から12 mEq/l - 硬い; 12meq/l以上 - 非常に硬い(硬度の程度に応じた水の別の分類もあります)/l)、有害性の制限指標は感覚刺激です。
飲料水および集中給水源の総硬度の許容値は 7 mg-eq/l 以下(場合によっては 10 mg-eq/l まで)であり、有害性の制限指標は感覚刺激です。
8. 総塩分含有量
ミリグラム換算の主な陰イオンの質量濃度の合計から総塩分を計算するには、分析中に決定され mg/l で表される質量濃度に表に示されている係数を掛けます。 12、その後、それらは合計されます。
濃度換算係数
この計算(天然水の場合)におけるカリウムカチオンの濃度は、従来、ナトリウムカチオンの濃度の形で考慮されています。 得られた結果は整数に四捨五入されます (mg/l)
9. 溶存酸素
酸素は地表水中に溶解した形で常に存在します。 水中の溶存酸素(DO)の含有量は、貯水池の酸素状況を特徴づけるものであり、貯水池の生態学的および衛生的状態を評価する上で最も重要です。 水生生物の呼吸のための条件を提供するには、水中に十分な量の酸素が含まれていなければなりません。 また、有機物やその他の不純物の酸化、死んだ生物の分解のプロセスに関与するため、貯水池の自己浄化にも必要です。 DO 濃度の減少は、貯留層内の生物学的プロセスの変化、および生化学的に強力な酸化物質 (主に有機物) による貯留層の汚染を示します。 酸素の消費は、水中に含まれる不純物の酸化という化学プロセスや水生生物の呼吸によっても発生します。
酸素は、空気との接触による溶解(吸収)や、水生植物による光合成の結果、つまり物理化学的および生化学的プロセスの結果として貯留層に入り、雨や雪の水とともに水域にも入ります。水中の溶存酸素濃度の増減にはさまざまな理由があります。
水に溶けている酸素は水和酸素分子の形をしています。 DO含有量は温度に依存し、 大気圧、水の乱流の程度、降水量、水の鉱化など。各温度値には酸素の平衡濃度があり、これは通常の大気圧に対して編集された特別な参照表から決定できます。 平衡濃度に相当する水の酸素による飽和度は 100% と仮定されます。 酸素の溶解度は、温度の低下と無機化に伴い、また大気圧の上昇に伴って増加します。
地表水では、溶存酸素レベルは 0 ~ 14 mg/L の範囲にあり、季節および日内変動に大きく影響されます。 富栄養化し、有機化合物で重度に汚染された水域では、重大な酸素欠乏が発生する可能性があります。 DO 濃度が 2 mg/l に低下すると、 大量死魚やその他の水生生物。
正午までの年間を通じていつでも、貯水池の水中の DO 濃度は少なくとも 4 mg/l でなければなりません。 漁業のため池の水中の溶存酸素の最大許容濃度は、貴重な魚種の場合は 6 mg/l、その他の魚種の場合は 4 mg/l に設定されています。
溶存酸素は、水の化学組成の非常に不安定な成分です。 それを決定する場合、サンプリングは特に慎重に実行する必要があります。酸素が固定される(不溶性化合物に結合する)まで、水と空気の接触を避ける必要があります。
水の分析中、DO の濃度 (mg/l 単位) とそれによる水の飽和度 (% 単位) は、特定の温度および大気圧での平衡含有量に関連して決定されます。
水中の酸素含有量の制御は非常に重要な問題であり、その解決策は、鉄および非鉄冶金、化学産業、石油産業を含む国民経済のほぼすべての部門にとって関心があります。 農業、医学、生物学、漁業および食品産業、環境サービス。 DO 含有量は、汚染されていない天然水と処理後の廃水の両方で測定されます。 廃水処理プロセスには常に酸素含有量の管理が伴います。 RK の決定は、別の RK を決定する際の分析の一部です。 最も重要な指標水質 - 生物化学的酸素要求量 (BOD)。
10. 生物化学的酸素要求量 (BOD)
貯水池の天然水には必ず有機物が含まれています。 それらの濃度は非常に低い場合があります(たとえば、春や雪解け水など)。 有機物質の天然源は、植物や動物由来の生物の腐敗した残骸であり、水中に生息しているものと、葉、空気を通って、堤防などから貯水池に侵入するものがあります。 天然物に加えて、技術起源の有機物質源もあります。 運送会社(石油製品)、紙パルプおよび森林加工工場(リグニン)、食肉加工工場(タンパク質化合物)、農業排水および糞便排水など。 有機汚染物質は、主に廃水や土壌からの雨面流出など、さまざまな方法で貯水池に侵入します。
自然条件下では、水中の有機物質はバクテリアによって破壊され、二酸化炭素の形成を伴う好気性生化学的酸化を受けます。 この場合、水に溶けている酸素が酸化に消費されてしまいます。 有機物の含有量が高い貯留層では、DO のほとんどが生化学的酸化に消費され、他の生物から酸素を奪います。 同時に、低DO含有量に対してより耐性のある生物の数が増加し、酸素を好む種が消滅し、酸素欠乏に耐性のある種が出現します。 したがって、水中の有機物質が生化学的に酸化される過程で DO 濃度は減少し、この減少は間接的に水中の有機物質の含有量の指標となります。 水中の有機物質の総含有量を特徴付ける水質の対応する指標は、生物化学的酸素要求量 (BOD) と呼ばれます。
BOD の測定は、サンプリング直後およびサンプルのインキュベーション後の水サンプル中の DO 濃度の測定に基づいています。 サンプルは、生化学的酸化反応が起こるのに必要な時間、酸素フラスコ内 (つまり、DO 値が測定されるのと同じ容器内) で空気に触れずにインキュベートされます。
生化学反応の速度は温度に依存するため、培養は一定温度(20±1)℃で行われ、BOD分析の精度は温度値を維持する精度に依存します。 通常、BOD は培養 5 日間で測定されます (BOD5) (BOD10 は 10 日間、BODtotal は 20 日間測定することもできます (この場合、有機物質のそれぞれ約 90 および 99% が酸化されます))。一部の化合物の特性は、10 日間または完全な酸化期間の BOD 値 (それぞれ BOD10 または BODtotal) によってより有益に特徴付けられます。 BOD の測定における誤差は、サンプルの照明によっても引き起こされる可能性があり、これは微生物の生命活動に影響を与え、場合によっては光化学酸化を引き起こす可能性があります。 したがって、サンプルは光が当たらない状態(暗所)で培養されます。
BOD 値は時間の経過とともに増加し、特定の最大値 (BODtotal) に達します。 さらに、さまざまな性質の汚染物質が BOD 値を増加(減少)させる可能性があります。 水中の有機物質が酸化される際の生化学的酸素消費の動態を図8に示します。
米。 8. 生化学的酸素消費の動態:
a - 酸化されやすい(「生物学的に柔らかい」)物質 - 糖、ホルムアルデヒド、アルコール、フェノールなど。
c - 通常は酸化性物質 - ナフトール、クレゾール、アニオン性界面活性剤、スルファノールなど。
c - ほとんど酸化されない(「生物学的に硬い」)物質 - 非イオン性界面活性剤、ハイドロキノンなど。
したがって、BOD は、20℃、光の当たらない好気条件下で、水 1 リットル中の有機物質が、体内で起こる生化学的プロセスの結果として一定期間にわたって酸化されるのに必要な酸素の量 (mg) です。水。
BOD5 は総 BOD の約 70% であるとおおよそ想定されますが、酸化物質によっては 10 ~ 90% の範囲に及ぶ場合があります。
水中の有機物質の生化学的酸化の特徴は、酸素消費の性質を歪める硝化プロセスを伴うことです。
2NH4++ЗO2=2HNO2+2H2О+2Н++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
ここで、Q は反応中に放出されるエネルギーです。.
米。 9. 硝化中の酸素消費の性質の変化。
硝化は、ニトロゾモナス、ニトロバクターなどの特殊な硝化細菌の影響下で起こります。これらの細菌は、汚染された自然水や一部の廃水に通常存在する窒素含有化合物の酸化を行い、それによって最初にアンモニウムから亜硝酸塩への窒素の変換に寄与します。 、その後硝酸塩が形成されます
硝化のプロセスは、サンプルが酸素フラスコ内でインキュベートされた場合にも発生します。 硝化に使用される酸素の量は、有機炭素含有化合物の生化学的酸化に必要な酸素の量よりも数倍多い場合があります。 硝化の開始は、潜伏期間中の毎日の BOD 増加のグラフに最小限で記録できます。 硝化は培養約 7 日目に始まります (図 9 を参照)。そのため、10 日以上の BOD を測定する場合は、特殊な物質をサンプルに導入する必要があります。これは、硝化細菌の生命活動を抑制する阻害剤ですが、通常の微生物叢(細菌、有機化合物の酸化剤など)には影響を与えません。 チオ尿素 (チオカルバミド) は阻害剤として使用され、0.5 mg/ml の濃度でサンプルまたは希釈水に導入されます。
自然排水と生活排水の両方には、水に含まれる有機物質によって発生する微生物が多数含まれていますが、多くの種類の工業排水は無菌であるか、有機物質を好気的に処理できない微生物が含まれています。 しかし、微生物は有毒なものを含むさまざまな化合物の存在に適応(順応)することができます。 したがって、このような廃水(一般に、有機物質の含有量が高いことを特徴とする)を分析する場合、酸素で飽和し、適応微生物の添加物を含む水で希釈することが通常使用されます。 産業廃水の BODtotal を決定する場合、微生物相を事前に適応させることが重要です。 正しい結果分析、なぜなら このような水には、生化学的酸化のプロセスを大幅に遅らせる物質が含まれていることが多く、場合によっては細菌の微生物叢に有毒な影響を与えることがあります。
生化学的酸化を受けにくいさまざまな産業排水を研究するために、使用される方法を「総」BOD (BODtotal) を決定する変形例で使用できます。
サンプルに有機物が多く含まれる場合は、希釈水を加えます。 BOD 分析の精度を最大限に高めるには、分析サンプルまたはサンプルと希釈水の混合物には、インキュベーション期間中にその濃度が 2 mg/l 以上低下し、5 日後には残りの酸素濃度が減少するような量の酸素が含まれている必要があります。インキュベーション量は少なくとも 3 mg/l でなければなりません。 水中の DO 含有量が不十分な場合は、水サンプルを事前に曝気して空気を酸素で飽和させます。 最も正しい(正確な)結果は、サンプル中に最初に存在する酸素の約 50% が消費される結果であると考えられます。
地表水では、BOD5 値は 0.5 ~ 5.0 mg/l の範囲です。 季節的および日々の変化の影響を受けますが、これは主に温度の変化と微生物の生理学的および生化学的活動に依存します。 廃水によって汚染された場合、天然水域の BOD5 の変化は非常に顕著です。
BODtotalの基準。 家庭用水および飲料水用の貯水池の場合 - 3 mg/l; 文化用水および家庭用水の使用用貯水池の場合 - 6 mg/l を超えてはなりません。 したがって、同じ貯留層の BOD5 の最大許容値は、約 2 mg/l および 4 mg/l に等しいと推定できます。
11. 生体要素
生体元素 (バイオジェン) は、伝統的に、生物の組成に大量に含まれる元素と考えられています。 生物起源として分類される元素の範囲は非常に広く、窒素、リン、硫黄、鉄、カルシウム、マグネシウム、カリウムなどがあります。
水質管理と水域の環境評価の問題により、栄養素の概念に広い意味が導入されました。栄養素には、第一にさまざまな生物の生命活動の産物である化合物 (より正確には水の成分) が含まれます。は " 建材「生き物にとって。 まず第一に、これらには窒素化合物 (硝酸塩、亜硝酸塩、有機および無機アンモニウム化合物) とリン (オルトリン酸塩、ポリリン酸塩、リン酸の有機エステルなど) が含まれます。 この点では、硫黄化合物は私たちにとってあまり関心がありません。なぜなら、私たちは硫酸塩を水のミネラル組成の成分として考えており、硫化物とハイドロ亜硫酸塩は、天然水中に存在するとしても非常に低濃度であり、匂いによって検出できるからです。
11.1. 硝酸塩
硝酸塩は硝酸の塩であり、通常は水中に存在します。。 硝酸アニオンには、最大酸化状態「+5」の窒素原子が含まれています。 硝酸塩生成 (硝酸塩固定) 細菌は、好気条件下で亜硝酸塩を硝酸塩に変換します。 太陽放射の影響により、大気中の窒素 (N2) も窒素酸化物の形成を通じて主に硝酸塩に変換されます。 多くの鉱物肥料には硝酸塩が含まれており、土壌に過剰にまたは不合理に適用すると、水域の汚染につながります。 硝酸塩汚染の原因は、牧草地、畜産場、酪農場などからの地表流出でもあります。
水中の硝酸塩含有量の増加は、糞便または化学汚染(農業、工業)の蔓延の結果としての貯水池の汚染の指標として機能する可能性があります。 硝酸塩水が豊富な溝は貯水池の水質を悪化させ、水生植物(主に藍藻)の大量発生を刺激し、貯水池の富栄養化を加速させます。 硝酸塩を多量に含む飲料水や食品も、特に乳児に病気を引き起こす可能性があります(いわゆるメトヘモグロビン血症)。 この障害の結果、血球による酸素の輸送が悪化し、「ブルーベイビー」症候群(低酸素症)が発生します。 同時に、植物は水中の窒素含有量の増加に対してリンほど敏感ではありません。
11.2. リン酸塩と全リン
自然水および廃水にはリンが存在する可能性があります。 他の種類。 溶解状態(分析された水の液相と時々言われます)では、オルトリン酸(H3P04)とその陰イオン(H2P04-、HP042-、P043-)、メタ- 、ピロリン酸塩およびポリリン酸塩(これらの物質はスケールの形成を防ぐために使用され、洗剤にも含まれています)。 さらに、核酸、核タンパク質、リン脂質など、さまざまな有機リン化合物が水中に存在し、生物の生命活動や分解の産物として存在します。 有機リン化合物にはいくつかの殺虫剤も含まれます。
リンは、天然ミネラル、タンパク質、有機リン含有化合物、生物の死骸などを含む、水に懸濁した難溶性リン酸塩の形で未溶解状態(水の固相中)に含まれることもあります。自然貯留層の固相では、通常、底質中に見られますが、廃水や汚染された自然水中に大量に発生することもあります。
リンは生命にとって必須元素ですが、過剰になると水域の富栄養化が加速します。 表面土壌の浸食、鉱物肥料の不適切または過剰な使用など、自然および人為的プロセスの結果として、大量のリンが水域に流入する可能性があります。
貯水池の水域におけるポリリン酸塩(トリポリリン酸塩およびヘキサメタリン酸塩)の最大許容濃度は、オルトリン酸アニオン PO43- に換算して 3.5 mg/l であり、有害性の制限指標は感覚刺激です。
11.3. アンモニウム
アンモニウム化合物には、最小酸化状態「-3」の窒素原子が含まれています。
アンモニウムカチオンは、動物および植物由来のタンパク質の微生物学的分解生成物です。こうして生成されたアンモニウムは再びタンパク質合成のプロセスに関与し、それによって物質の生物学的循環(窒素循環)に参加します。 このため、アンモニウムとその化合物は通常、天然水中に低濃度で存在します。
アンモニウム化合物による環境汚染の主な原因は 2 つあります。 アンモニウム化合物は鉱物肥料や有機肥料に大量に含まれており、その過剰および不適切な使用はそれに伴う水域の汚染につながります。 さらに、アンモニウム化合物は下水(糞便)中に大量に存在します。 下水が適切に処理されないと、地下水に浸透したり、地表流出によって水域に洗い流されたりする可能性があります。 牧草地や家畜地帯からの排水、家畜団地からの廃水、生活廃水や糞便廃水には、常に大量のアンモニウム化合物が含まれています。 下水道システムが減圧されると、生活糞便や生活廃水による地下水の危険な汚染が発生します。 これらの理由により、地表水中のアンモニア態窒素レベルの増加は、通常、家庭の糞便汚染の兆候です。
貯水池の水中のアンモニアおよびアンモニウムイオンの最大許容濃度は 2.6 mg/l (またはアンモニア態窒素の場合は 2.0 mg/l) です。 有害性の限定指標は一般的な衛生状態です。
11.4. 亜硝酸塩
亜硝酸塩は亜硝酸塩と呼ばれます。
亜硝酸アニオンは、窒素含有有機化合物の生物学的分解の中間生成物です。中間酸化状態「+3」の窒素原子を含みます。 硝化細菌は、好気条件下でアンモニウム化合物を亜硝酸塩に変換します。 一部の種類の細菌は、生命活動中に硝酸塩を亜硝酸塩に還元することもありますが、これは嫌気性条件下で発生します。 亜硝酸塩は、産業では腐食防止剤として、また食品産業では防腐剤としてよく使用されます。
亜硝酸塩は硝酸塩に変換される能力があるため、一般に地表水には存在しません。 したがって、窒素化合物がある形態から別の形態に部分的に変換されたことを考慮すると、分析された水中の亜硝酸塩含有量の増加は、水が汚染されていることを示します。
貯水池の水域における亜硝酸塩の最大許容濃度(NO2-に基づく)は 3.3 mg/l(または亜硝酸性窒素として 1 mg/l)であり、有害性の制限指標は衛生毒性です。
12. フッ素(フッ化物)
フッ素はフッ化物の形で天然水や地下水に含まれることがありますが、これは土壌を形成する(親)岩石や鉱物の組成中にフッ素が存在するためです。 この元素は虫歯を予防するために飲料水に添加できます。 しかし、過剰量のフッ化物は人体に悪影響を及ぼし、歯のエナメル質の破壊を引き起こします。 さらに、体内の過剰なフッ化物はカルシウムを沈殿させ、カルシウムとリンの代謝障害を引き起こします。 これらの理由から、飲料水、地下水 (井戸や自噴井戸からの水など) および飲料水域からの水に含まれるフッ化物の測定は非常に重要です。
さまざまな気候地域における飲料水中のフッ素の最大許容濃度は次のとおりです。 0.7 ~ 1.5 mg/l、限界危険指標は衛生毒性です。
13. 金属
13.1. 総鉄
鉄は自然界で最も一般的な元素の 1 つです。 その内容は 地球の地殻鉄は重量で約4.7%であるため、自然界に豊富に存在するという観点から、鉄は通常多量元素と呼ばれます。
鉄化合物を含む鉱物は 300 種類以上知られています。 その中には、磁性鉄鉱石 α-FeO(OH)、褐鉄鉱石 Fe3O4x H2O、ヘマタイト (赤色鉄鉱石)、ヘマイト (褐色鉄鉱石)、ヒドロゲータイト、菱鉄鉱 FeCO3、磁性黄鉄鉱 FeSx、(x = 1-1.4)、鉄は、生物や植物にとって不可欠な微量元素でもあります。 微量ながらも生命に必要な元素。
鉄は、ほとんどすべての天然水(鉄量の最大許容濃度は 0.3 mg/l で最大 1 mg/l)、特に廃水には常に低濃度で存在します。 鉄は、酸洗いおよび亜鉛メッキ工場の廃棄物(廃水)、金属表面を準備するエリア、繊維染色からの廃水などから後者に混入する可能性があります。
鉄は 2 種類の可溶性塩を形成し、カチオン Fe2+ と Fe3+ を形成しますが、鉄は溶液中では他の多くの形態、特に次のような形態で存在します。
1) 鉄 (II) を含む真の溶液 (アクアコンプレックス) 2+ の形。 空気中では、鉄 (II) は急速に鉄 (III) に酸化され、その溶液はヒドロキソ化合物の急速な形成により茶色になります (Fe2+ と Fe3+ の溶液自体は実質的に無色です)。
2)有機化合物の影響下での水酸化鉄の解膠(凝集粒子の分解)によるコロイド溶液の形態。
3) 有機および無機配位子との複合化合物の形態。 これらには、カルボニル、アレーン錯体 (石油製品および他の炭化水素との)、4-ヘキサシアノ鉄酸塩などが含まれます。
不溶性の形態では、鉄は水中に懸濁したさまざまな組成のさまざまな固体鉱物粒子の形で存在します。
pH > 3.5 では、鉄 (III) は水溶液中に錯体の形でのみ存在し、徐々に水酸化物に変化します。 pH > 8 では、鉄 (I) もアクア錯体の形で存在し、鉄 (I) 形成の段階を通じて酸化を受けます。
Fe(II) >Fe(III) >FeO(OH)×H2O
したがって、水中の鉄化合物は溶液中と懸濁粒子の両方でさまざまな形態で存在する可能性があるため、正確な結果は、すべての形態の鉄の合計、いわゆる「総鉄」を測定することによってのみ得られます。
鉄 (II) と (III)、その不溶性と可溶性の形態を別々に測定すると、鉄化合物による水の汚染に関して信頼性の低い結果が得られますが、場合によっては個々の形態で鉄を測定することが必要になります。
鉄を分析に適した可溶性の形態に変換するには、サンプルに一定量の強酸(硝酸、塩酸、硫酸)を加えて pH 1 ~ 2 にします。
水中の鉄濃度の測定範囲は 0.1 ~ 1.5 mg/l です。 きれいな水でサンプルを適切に希釈した後、1.5 mg/l を超える鉄濃度でも測定が可能です。
貯水池の水中の総鉄の最大許容濃度は 0.3 mg/l であり、これは有害性の限界指標です。- 感覚刺激。
13.2. 重金属の量
水中の金属濃度の増加について言えば、通常、重金属(Cad、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Hgなど)による汚染を意味します。 水に侵入する重金属は、可溶性の有毒な塩および複雑な化合物(場合によっては非常に安定)、コロイド粒子、沈殿物(遊離金属、酸化物、水酸化物など)の形で存在する可能性があります。 重金属による水質汚染の主な発生源は、電気めっき産業、鉱業、鉄および非鉄冶金企業、機械製造工場などです。貯水池内の重金属は、食物連鎖に入り込み、元素の状態を破壊するなど、多くの悪影響を引き起こします。生物組織の組成に影響を与えるため、水生生物に対して直接的または間接的に有毒な影響を及ぼします。 重金属は食物連鎖を通じて人体に侵入します。
生物学的影響の性質に基づいて、重金属は有毒物質と微量元素に分類でき、これらは生物に対して根本的に異なる影響を及ぼします。 水中(したがって、原則として体組織中)の濃度に応じた、生物に対する元素の影響の性質を図に示します。 10.
図からわかるように。 10、有毒物質はどの濃度でも生物に悪影響を及ぼしますが、微量元素には悪影響を引き起こす欠乏領域(Ci 未満)と、生命に必要な濃度領域があり、それを超えると再び悪影響が発生します(詳細C2より)。 典型的な有毒物質はカドミウム、鉛、水銀です。 微量元素 - マンガン、銅、コバルト。
以下に、通常は重金属として分類されるいくつかの金属の生理学的(毒性を含む)に関する簡単な情報を提供します。
銅。 銅は微量元素であり、主に複雑な有機化合物の形で人体内に存在し、造血プロセスにおいて重要な役割を果たします。 Cu2+ カチオンと酵素の SH 基との反応は、過剰な銅の有害な影響において決定的な役割を果たします。 血清および皮膚中の銅含有量の変化は、皮膚の色素脱失(白斑)の現象を引き起こします。 銅化合物による中毒は、神経系の障害、肝臓や腎臓の機能不全などを引き起こす可能性があります。家庭用、飲用用、文化用の貯水池の水中の銅の最大許容濃度は 1.0 mg/l であり、これが制限指標です。害は感覚刺激です。
亜鉛。亜鉛は微量元素であり、一部の酵素に含まれています。 血液 (0.5 ~ 0.6)、軟組織 (0.7 ~ 5.4)、骨 (10 ~ 18)、毛髪 (16 ~ 22 mg%)、(低濃度の測定単位、1 mg%=10-3) に含まれています。 )つまり、主に骨と髪にあります。 体内では動的平衡状態にあり、濃度が高まると変化します。 環境。 亜鉛化合物の悪影響は、体の衰弱、罹患率の増加、喘息様現象などとして表れることがあります。水域中の亜鉛の最大許容濃度は 1.0 mg/l であり、有害性の制限指標は一般的な衛生的です。
カドミウム。 カドミウム化合物は非常に有毒です。 それらは、呼吸器系、消化管、中枢神経系、末梢神経系など、多くの身体システムに作用します。 カドミウム化合物の作用機序は、多くの酵素の活性の阻害、リン・カルシウム代謝の妨害、および微量元素(Zn、Cu、Fe、Mn、Se)の代謝の妨害です。 水域中のカドミウムの最大許容濃度は 0.001 mg/l で、制限危険指標は衛生毒性です。
水星 。 水銀は超微量元素であり、食品を通じて体内に常に存在しています。 無機水銀化合物(主に水銀カチオンは、タンパク質のSH基(「チオール毒」)、および組織タンパク質のカルボキシル基およびアミン基と反応し、強力な複合化合物である金属タンパク質を形成します。その結果、中枢神経系の深刻な機能不全が引き起こされます)有機水銀化合物の中で最も重要なのはメチル水銀であり、脂質組織への溶解度が高く、脳を含む重要な器官に素早く浸透し、その結果、自律神経系、末梢神経系に変化が起こります。神経形成、心臓、血管、造血器官、肝臓など、身体の免疫生物学的状態の障害水銀化合物には胎児毒性作用もあります(妊婦の胎児への損傷につながる)水銀の最大許容濃度水域中の濃度は 0.0005 mg/l であり、有害性の限界指標は衛生毒性です。
鉛。 鉛化合物はすべての生物に影響を与える毒ですが、特に神経系、血液、血管に変化を引き起こします。 多くの酵素プロセスを抑制します。 子供は大人よりも鉛化合物の影響を受けやすくなっています。 それらは胚毒性および催奇形性の影響を及ぼし、脳症や肝障害を引き起こし、免疫系を抑制します。 有機鉛化合物 (テトラメチル鉛、テトラエチル鉛) は、強力な神経毒であり、揮発性の液体です。 これらは代謝プロセスの活性阻害剤です。 すべてのリード化合物は累積的な効果を特徴としています。 貯水池の水中の鉛の MPC は 0.03 mg / l で、制限指標は衛生毒性です。
水中の金属量のおおよその最大許容値は 0.001 mmol/l (GOST 24902) です。 個々の金属の貯水池内の水の MPC 値は、その生理学的影響を説明するときに先に示されています。
14. 活性塩素
塩素は、塩化物の組成としてだけでなく、強い酸化特性を持つ他の化合物の組成としても水中に存在する可能性があります。 このような塩素化合物には、遊離塩素 (CL2)、ハポクロライトアニオン (СlO-)、次亜塩素酸 (НClO)、クロラミン (水に溶解するとモノクロラミン NH2Cl、ジクロラミン NHCl2、トリクロラミン NCl3 を形成する物質) が含まれます。 これらの化合物の合計含有量を「活性塩素」と呼びます。
活性塩素を含む物質は 2 つのグループに分けられます。強力な酸化剤である塩素、次亜塩素酸塩、次亜塩素酸にはいわゆる「遊離活性塩素」が含まれており、比較的弱い酸化剤であるクロラミンには「結合活性塩素」が含まれています。 活性塩素を含む化合物は、その強力な酸化特性により、飲料水やプールの水の消毒(殺菌)や一部の廃水の化学処理に使用されています。 さらに、活性塩素を含む一部の化合物 (漂白剤など) は、感染性汚染物質のホットスポットを除去するために広く使用されています。
飲料水の消毒に最も広く使用されているのは遊離塩素ですが、水に溶解すると次の反応により不釣り合いになります。
Cl2+H2O=H++Cl-+HOСl
天然水には活性塩素は使用できません。 飲料水中のその含有量は、塩素換算で遊離型で 0.3 ~ 0.5 mg/l、結合型で 0.8 ~ 1.2 mg/l と定められています(この場合、活性物質の濃度範囲は塩素が与えられているのは、低濃度では微生物学的指標の点で好ましくない状況が発生する可能性があり、高濃度では直接的に過剰な活性塩素が存在する可能性があるためです。) 示された濃度の活性塩素は、短時間(数十分以内)飲料水中に存在し、水を軽く沸騰させただけでも完全に除去されます。 このため、収集したサンプルの活性塩素含有量の分析を直ちに実行する必要があります。
水の塩素化が公衆衛生に有害な大量の塩素化炭化水素の生成につながるという認識を受けて、水、特に飲料水の塩素含有量の制御に対する関心が高まっています。 フェノールで汚染された飲料水の塩素化は、特に危険をもたらします。 飲料水の塩素処理がない場合の飲料水中のフェノールの最大許容濃度は0.1 mg/lに設定されており、塩素処理条件下では(この場合、はるかに有毒で強い特有の臭気を持つクロロフェノールが形成されます)- 0.001mg/l。 似ている 化学反応天然または技術起源の有機化合物の関与によって発生する可能性があり、さまざまな有毒な有機塩素化合物、つまり生体異物を引き起こします。
活性塩素の有害性の限定指標は、一般的な衛生状態です。
15. 水質の統合的かつ総合的な評価
それぞれの水質指標は、水質に関する情報を含んでいますが、それでも水質の尺度としては機能しません。 他の指標の値を判断することはできませんが、間接的に指標の一部に関連付けられることもあります。 たとえば、BOD5 値が標準値と比較して増加している場合は、間接的に水中の酸化されやすい有機物質の含有量が増加していることを示し、電気伝導率の値が増加している場合は塩分濃度が増加していることを示します。同時に、水質評価の結果は次のとおりです。主要な水質指標(またはトラブルが記録されている指標)をカバーするいくつかの統合指標。
最も単純なケースでは、いくつかの評価された指標の結果がある場合、成分の指定された濃度の合計を計算できます。 MPC (合計ルール) に対する実際の濃度の比率。 合計ルールを使用する場合の水質の基準は、次の不等式を満たすことです。
GOST 2874に基づく所定の濃度の合計は、同じ有害性の制限指標(感覚刺激性および衛生毒物学的)を持つ化学物質についてのみ計算できることに注意してください。
十分な数の指標の分析結果が利用可能であれば、地表水汚染の不可欠な特性である水質クラスを決定することが可能です。 水質クラスは水質汚染指数 (WPI) によって決定されます。WPI は、次の式を使用して最大許容濃度に換算された 6 つの主要な水質指標の実際の値の合計として計算されます。
WPI値はサンプリングポイント(サイト)ごとに計算されます。 さらに表によると。 図14に示すように、WPI値に応じて水質クラスが決定される。
水質総合評価の特徴
水質等級 |
水質(性状)の評価 |
|
0.2以下 |
非常にきれいな |
|
0.2~1以上 |
||
中程度に汚染されている |
||
汚染された |
||
4~6以上 |
||
とても汚い |
||
非常に汚れています |
WPI を計算する際の 6 つの主要な、いわゆる「限定された」指標は次のとおりです。 必須、溶存酸素濃度、BOD5 値、および特定の貯留層 (水) にとって最も不利な指標、または最も高い濃度の減少 (Ci/MPCi 比) を示す 4 つの指標の値。 水域の水化学モニタリングの経験によれば、そのような指標は、多くの場合、次のとおりです:硝酸塩、亜硝酸塩、アンモニア態窒素(有機および無機アンモニウム化合物の形)、重金属 - 銅、マンガン、カドミウムなどの含有量、フェノール、農薬、石油製品、界面活性剤(界面活性剤は合成界面活性剤です。非イオン性、陽イオン性、陰イオン性界面活性剤があります)、リグノスルホン酸塩。 WPI を計算するには、有害性の限界兆候に関係なく指標が選択されますが、所定の濃度が等しい場合は、衛生毒性学的有害性の兆候を持つ物質が優先されます (一般に、そのような物質は相対的に有害です)。 。
明らかに、リストされている水質指標のすべてが現場の方法で測定できるわけではありません。 WPI を計算するためのデータを取得するには、広範囲の指標について分析を実行し、その中から最も高い低減濃度が観察された指標を強調表示する必要があるという事実により、総合評価のタスクはさらに複雑になります。 。 対象となるすべての指標を使用して貯水池の水化学検査を実行することが不可能な場合は、どの成分が汚染物質である可能性があるかを判断することをお勧めします。 これは、過去数年間の水化学研究で入手可能な結果の分析、および水質汚染の考えられる原因に関する情報と仮定に基づいて行われます。 フィールド法(界面活性剤、殺虫剤、石油製品など)を使用してこの成分の分析を実行することが不可能な場合は、サンプルを採取し、次の規則に従って保存する必要があります。 必要な条件(第 5 章を参照)、分析に必要な期間内にサンプルを検査室に配送します。
したがって、水質の総合評価のタスクは、水化学モニタリングのタスクと実質的に一致します。 水質のクラスに関する最終結論を得るには、長期間にわたる多数の指標の分析結果が必要です。
水質を評価するための興味深いアプローチが米国で開発されました。 1970 年に、この国の国立衛生財団は標準的な一般化水質指標 (WQI) を開発し、これはアメリカおよび他のいくつかの国で普及しました。 PKV を開発する際には、生活用水や工業用水の消費、水レクリエーション (水泳や水遊び、釣り)、水生動物や魚の保護、農業利用 (散水、灌漑) に使用される場合の水質評価における広範な経験に基づいた専門家の評価が使用されました。 PQVは0から100までの値をとる無次元値です。PQWの値に応じて、次のような水質の評価が可能です:100-90 - 素晴らしい; 90-70 - 良好。 70-50 - 平凡。 50-25 - 悪い。 25-0は非常に悪いです。 ほとんどの州の水質基準が満たされる最小 PQV 値は 50 ~ 58 であることが確立されています。 ただし、貯水池内の水は、PCV 値が指定値より大きく、同時に個々の指標の基準を満たしていない可能性があります。
判定9の結果をもとにPCVを算出 最も重要な特徴水 - 民間の指標であり、それぞれに独自の重み付け係数があり、水質を評価する際のこの指標の優先順位を特徴づけます。 PQI の計算に使用される特定の水質指標とその重み付け係数を表に示します。 15.
米国国立衛生財団に基づく PCV 計算時の指標の重み付け係数
インジケーター名 |
重み付け係数の値 |
溶存酸素 |
|
大腸菌群の数 |
|
水素値(pH) |
|
生物化学的酸素要求量 (BOD5) |
|
温度 (Δt、熱汚染) |
|
全リン |
|
濁度 |
|
乾燥残留物 |
|
表に挙げたものより以下の通り。 15 のデータを見ると、最も重要な指標は溶存酸素と大腸菌の数です。これは、水中に溶存している酸素の最も重要な生態学的役割と、糞便で汚染された水との接触によって引き起こされる人間への危険を思い出せば、非常に理解できます。
一定の値を持つ重み付け係数に加えて、分析中に決定された実際の値に応じて各指標の水質 (Q) のレベルを特徴付ける重み付け曲線が個別の指標ごとに開発されました。 重量曲線のグラフを図に示します。 11. 特定の指標に関する分析結果が得られ、重み付け曲線を使用してそれぞれの評価の数値が決定されます。 後者には対応する重み係数が乗算され、各指標の品質評価が得られます。 定義されたすべての指標の推定値を合計することにより、一般化された PCI の値が得られます。
一般化された PQI は、WPI の計算と水質の統合評価の欠点を大幅に解消します。 微生物汚染の指標を含む特定の優先指標のグループが含まれています。
水質を評価する場合、水質クラスが設定される統合的評価に加えて、純度クラスが設定される生物指標法による水文生物学的評価に加えて、場合によっては、 -包括的評価と呼ばれ、その基礎となるのは生物検査方法です。
後者も水生物学的方法に関連していますが、原生動物(繊毛虫、ミジンコ)と高等動物(グッピア)の両方のさまざまな試験生物を使用して、汚染に対する水生生物相の反応を決定できるという点で異なります。 この反応は、特に汚染水 (自然水および廃棄物) の品質評価に関連して、最も指標的であると考えられることがあり、個々の化合物の濃度の定量的決定も可能になります。
指標 |
単位 |
規格 |
耐熱性大腸菌群 |
100ml中の細菌の数。 |
不在 |
一般的な大腸菌群 |
100ml中の細菌の数。 |
不在 |
総微生物数 |
1ml中にコロニーを形成している細菌の数。 |
50 を超えない |
コリファージ |
100 ml あたりのプラーク形成単位 (PFU) の数。 |
不在 |
亜硫酸塩還元クロストリジウム菌の胞子 |
20mlあたりの胞子の数。 |
不在 |
ジアルジア嚢胞 |
50ml中の嚢胞の数。 |
不在 |
飲料水の安全性 化学組成次の基準への準拠によって決定されます。
指標 |
ユニット |
基準(最大許容濃度)はもう必要ありません |
有害性指標 |
危険クラス |
|
一般化された指標 |
|||||
pH値 |
pH単位 |
6-9以内 |
|||
全石灰化(乾燥残留物) |
|||||
一般的な硬さ |
|||||
酸化性過マンガン酸塩 |
|||||
石油製品、合計 |
|||||
界面活性剤(界面活性剤)、陰イオン |
|||||
フェノール指数 |
|||||
無機物質 |
|||||
アルミニウム (Al3+) |
衛生毒物学者。 |
||||
バリウム(Ba2+) |
衛生毒物学者。 |
||||
ベリリウム(Be2+) |
衛生毒物学者。 |
||||
ホウ素(B、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
鉄(Fe、合計) |
感覚刺激薬 |
||||
カドミウム (Cd、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
マンガン(Mn、合計) |
感覚刺激薬 |
||||
銅(Cu、合計) |
感覚刺激薬 |
||||
モリブデン (Mo、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
ヒ素 (As、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
ニッケル(Ni、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
硝酸塩(NO3による) |
感覚刺激薬 |
||||
水銀 (Hg、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
鉛 (Pb、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
セレン(Se、合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
ストロンチウム(Sr2+) |
衛生毒物学者。 |
||||
硫酸塩 (SO42_) |
感覚刺激薬 |
||||
気候地域向けのフッ化物 (F) |
mg/l |
衛生毒物学者。 |
|||
感覚刺激薬 |
|||||
衛生毒物学者。 |
|||||
衛生毒物学者。 |
|||||
感覚刺激薬 |
|||||
γ - HCH (リンデン) |
衛生毒物学者。 |
||||
DDT (異性体の合計) |
衛生毒物学者。 |
||||
衛生毒物学者。 |
|||||
化学物質 |
|||||
|
mg/l |
0.3~0.5以内 |
感覚刺激薬 |
||
クロロホルム(水の塩素処理用) |
衛生毒物学者。 |
||||
オゾン残留物 |
感覚刺激薬 |
||||
ホルムアルデヒド(水のオゾン化による) |
衛生毒物学者。 |
||||
ポリアクリルアミド |
衛生毒物学者。 |
||||
活性ケイ酸 (pr Si) |
衛生毒物学者。 |
||||
ポリリン酸塩 (PO43_による) |
感覚刺激薬 |
||||
アルミニウムおよび鉄を含む凝集剤の残留量 |
インジケーター「アルミニウム」、「鉄」を参照 |
||||
官能特性 |
|||||
2つ以下 |
|||||
2つ以下 |
|||||
彩度 |
20(35)以下 |
||||
濁度 |
FMU (ホルマジン濁度単位) または |
2,6 (3,5) |
飲料水に含まれる可能性のある有害物質、その発生源、人体への影響の性質のリスト。
物質群 |
物質 |
情報源 |
身体への影響 |
無機成分 |
アルミニウム |
水処理プラント、非鉄冶金 |
神経毒性、アルツハイマー病 |
顔料、エポキシ樹脂の製造、石炭の製造 |
心血管系および造血系(白血病)への影響 |
||
非鉄冶金 |
男性の生殖機能の低下、女性の卵巣月経周期の乱れ(OMC)、 炭水化物の代謝、酵素活性 |
||
亜鉛メッキパイプの腐食、染色工業 |
「イタイイタイ」病、心血管疾患(CVD)、腎臓疾患、腫瘍疾患(OZ)の増加、CMCの破壊、妊娠と出産、死産、骨組織の損傷。 |
||
モリブデン |
鉱業、非鉄冶金 |
CVD、痛風、流行性甲状腺腫の増加、全身循環の違反、 |
|
溶解、ガラス、電子工業、果樹園芸 |
神経毒性作用、皮膚病変、OH |
||
鉱山、雨水 |
高血圧、高血圧 |
||
電気めっき、化学工業、冶金学 |
心臓、肝臓、OA、角膜炎への損傷 |
||
硝酸塩、亜硝酸塩 |
家畜、肥料、廃水 |
メトヘモグロビン血症、胃がん |
|
穀物酸洗、電気メッキ、電気部品 |
腎機能障害、神経系、 |
||
重工業、はんだ付け、配管工事 |
腎臓の損傷。 神経系、造血器官、CVD、ビタミンCおよびB |
||
ストロンチウム |
自然な背景 |
ストロンチウムくる病 |
|
鉱業、電気メッキ、電極、顔料 |
肝機能障害。 腎臓 |
||
プラスチック、電極、鉱業、肥料 |
神経系、甲状腺への損傷 |
||
カルシウム塩とマグネシウム塩 |
自然な背景 |
尿路結石症および唾石症、硬化症、高血圧。 |
|
自然な背景 |
腎機能障害、肝臓、カリウムの減少 |
||
天然水 |
骨格と歯のフッ素症、骨軟骨症 |
||
非鉄冶金 |
肝炎、貧血、肝疾患 |
||
有機有毒物質 |
四塩化炭素 |
溶剤、水塩素化副生成物(WCHB) |
OZ、突然変異誘発効果 |
トリハロメタン(クロロホルム、ブロモホルム) |
PPCV、医療産業 |
突然変異誘発効果、部分的に OZ |
|
1,2-ジクロロエタン |
PPCV、液化ガス、塗料、燻蒸剤の製造 |
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塩素化エチレン |
PVC、繊維、接着剤産業、金属脱脂剤、ドライクリーニング、溶剤、 |
突然変異誘発効果、OZ |
|
芳香族炭化水素: ベンズ(a)-ピレン ペンタクロロフェノール |
食品、医薬品の生産。 殺虫剤、塗料。 プラスチック、ガス コールタール、可燃性有機物、加硫 |
肝臓と腎臓への影響 肝臓や腎臓、健康への影響 |
|
殺虫剤: ヘキサクロロベンゼン アトラジン - 2.4- シマジン |
牛、森林、野菜用殺虫剤 農薬(使用禁止) 農薬の生産 穀物用除草剤 小麦、トウモロコシ、根菜類、土壌、芝生を除草剤で処理する 穀物および藻類用除草剤 |
肝臓、腎臓、神経、免疫への損傷、 心血管系 OZ、神経系と肝臓への損傷 乳房腫瘍 肝臓、腎臓へのダメージ |
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官能に影響を与える化学物質 |
水道網からの領収書、自然な背景 |
アレルギー反応。 血液疾患 |
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硫酸塩 |
自然な背景 |
下痢、胃の低酸状態の増加、胆石症、尿石症。 |
|
自然な背景 |
高血圧、高血圧、心血管系の病気。 |
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塩素化フェノール |
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マンガン |
自然な背景 |
脳毒性および性腺毒性がある |
水の採取と保全
サンプリング~操作、得られる結果の精度は、その正しい実装に大きく依存します。 現場分析中のサンプリングは、サンプリングのポイントと深さ、決定される指標のリスト、分析のために採取される水の量、その後の分析のためにサンプルを保存する方法の適合性の概要を概説して計画する必要があります。 ほとんどの場合、いわゆるワンタイムサンプルは貯留層から採取されます。 ただし、貯留層を検査する場合、水の表面、深層、底層などから一連の定期的かつ定期的なサンプルを採取する必要がある場合があります。 地下水源や水道管などからサンプルを採取することもできます。 水の組成に関する平均データは、混合サンプルによって提供されます。
で 規範文書(GOST 24481、GOST 17.1.5.05、ISO 5667-2 など) は、代表的な 10 サンプルを入手するために使用する必要がある基本的なルールと推奨事項を定義しています。 さまざまなタイプの貯水池 (水源) によって、それぞれの場合におけるサンプリングのいくつかの特徴が決まります。 主なものを見てみましょう。
川や小川からのサンプル河川流域の水質、食用水、灌漑、家畜の水やり、養魚、海水浴、ウォータースポーツへの水の適合性を判断し、汚染源を特定するために選ばれました。
廃水の排出場所と支水の影響を調べるために、上流および水が完全に混合した地点でサンプルが採取されます。 汚染物質は川の流れに沿って不均一に分布している可能性があることに留意する必要があり、そのためサンプルは通常、流れがよく混合されている最も速い流れの領域で採取されます。 サンプラーは流れの下流に設置され、必要な深さに配置されます。
天然および人工の湖(池)からのサンプル)は、河川の水サンプルと同じ目的で採取されます。 しかし、湖が長く存在していることを考えると、人為的な水質汚染の影響を明らかにする(その組成と特性を監視する)だけでなく、人間の使用を目的とした場所も含め、長期間(数年間)にわたる水質の監視が必要になります。前面に。 統計的評価を適用できる情報を取得するには、湖からのサンプリングを慎重に計画する必要があります。 低流量貯水池では、水平方向の水が著しく不均一になります。 湖の水質は、表面領域での光合成、水の加熱、底質の影響などによって引き起こされる熱成層により、深さで大きく変化することがよくあります。大きくて深い貯水池では、内部循環も発生する場合があります。
貯水池(湖と川の両方)の水質は周期的であり、毎日および季節的な周期性が観察されることに注意する必要があります。 このため、毎日のサンプルは 1 日の同じ時間 (たとえば、12 時) に収集される必要があり、季節研究の期間は、各季節に収集された連続サンプルの研究を含めて少なくとも 1 年である必要があります。 これは、減水時と洪水時など、状況が大きく異なる河川の水質を判断する場合に特に重要です。
湿った堆積物サンプル(雨と雪)洗浄が不十分な皿を使用した場合にサンプル内で発生する可能性のある汚染、異物(大気起源ではない)粒子の侵入などに非常に敏感です。湿った沈殿物のサンプルは、重大な大気汚染源の近くで採取すべきではないと考えられています。たとえば、ボイラーハウスや火力発電所、開放倉庫の材料や肥料、輸送拠点などです。このような場合、堆積物サンプルは、示された地域の人為的汚染源によって大きな影響を受けることになります。
堆積物サンプルは、中性材料で作られた特別な容器に収集されます。 雨水は漏斗(直径 20 cm 以上)を使用してメスシリンダーに(または直接バケツに)集められ、分析までそこに保管されます。
採雪は通常、芯を深さまで(地面まで)切断して行われますが、豪雪期の終わり(3月上旬)に行うのが望ましいです。 水に変換された雪の体積は、D がコアの直径である上記の式を使用して計算することもできます。
地下水サンプル地下水汚染物質を監視しながら、潜在的に危険な経済施設の地下水の水質への影響を判断するために、技術的または農業目的での飲料水源としての地下水の適合性を判断するために選ばれます。
地下水は、自噴井戸、井戸、泉からサンプリングして研究されます。 異なる帯水層の水質は大きく異なる可能性があることに留意する必要があります。したがって、地下水をサンプリングするときは、次の点を評価する必要があります。 アクセス可能な方法サンプルが採取された地平線の深さ、地下流の考えられる勾配、地平線が通る地下の岩石の組成に関する情報。 サンプリング地点では帯水層全体とは異なり、さまざまな不純物の濃度が生じる可能性があるため、水を更新するのに十分な量の水を井戸(または泉からくぼみ)から汲み出す必要があります。井戸、水道管、くぼみなどに。
給水ネットワークからの水サンプル水道水の水質の一般的なレベルを決定し、配水システムの汚染原因を調査し、腐食生成物による飲料水の汚染の可能性の程度を管理するために選択されます。
給水ネットワークから水をサンプリングするときに代表的なサンプルを取得するには、次の規則が遵守されます。
- サンプリングは、水が 10 ~ 15 分間排水された後に実行されます。この時間は、通常、蓄積された汚染物質で水を更新するのに十分な時間です。
- サンプリングには、水道網の末端部分や、直径が小さい(1.2 cm 未満)パイプのある部分を使用しないでください。
- 選択には、可能な限り、乱流のある領域が使用されます。 - バルブ付近の蛇口、曲がり角。
— サンプリングするときは、水が溢れるまでサンプリング容器にゆっくりと流し込む必要があります。
水の組成(ただし、水質ではない)を決定するためのサンプリングは、廃水、水、ボイラープラントなどからの蒸気を調査するときにも行われます。そのような作業は、原則として技術的な目的があり、担当者からの特別な訓練と追加の規則の遵守が必要です。安全規約。 このような場合、専門家はフィールド手法を非常に (そして多くの場合非常に効果的に) 使用できますが、上記の理由により、フィールド手法を仕事に使用することはお勧めしません。 教育機関、人口および公共の情報を収集し、適切なサンプリング手法を説明します。
サンプリングするときは、降水量とその量、洪水、減水と貯水池の停滞など、サンプリングに伴う水文学的および気候的条件に注意を払う(そしてプロトコルに記録する)必要があります。
分析用の水サンプルは、分析の直前または事前に採取できます。 サンプルを採取するために、専門家は標準的なボトル、または少なくとも 1 リットルの容量を持つボトルを開いて必要な深さで充填します。 1 つの指標 (溶存酸素と BOD を除く) をフィールド法で分析するには、通常 30 ~ 50 ml の水で十分であるため、分析直前のサンプリングは容量 250 のフラスコで実行できます。 -500 ml (たとえば、実験キット、測定キットなどから)。
サンプリング器具が清潔でなければならないことは明らかです。 食器の清潔さは、熱い石鹸水で予洗いし (洗剤とクロム混合物は使用しないでください)、きれいな温水で繰り返しすすぐことによって保証されます。 将来的には、同じ皿をサンプリングに使用することをお勧めします。 サンプリング用の容器は、まず徹底的に洗浄され、サンプリングされた水で少なくとも 3 回洗浄され、蒸留水で煮沸されたガラスまたはプラスチックの栓で密封されます。 栓と採取したサンプルの間には、容器内に 5 ~ 10 ml の空気が残ります。 共通の容器では、同じ保存条件と保管条件を持つ成分のみを分析するためにサンプルが採取されます。
すぐに分析することを意図していないサンプル(つまり、事前に採取したサンプル)のサンプリングは、少なくとも 1 リットルの容量を持つ密閉されたガラスまたはプラスチック(フッ素樹脂が好ましい)容器で行われます。
信頼できる結果を得るには、水分析をできるだけ早く実行する必要があります。 水中では、酸化還元、吸着、沈降、微生物の生命活動による生化学的過程などが起こり、その結果、硝酸塩から亜硝酸塩やアンモニウムイオン、硫酸塩などの成分が酸化または還元されます。亜硫酸塩に。 酸素は有機物の酸化などに消費されます。 したがって、水の官能特性(匂い、味、色、濁り)も変化する可能性があります。 生化学的プロセスは、水を4〜5℃(冷蔵庫内)の温度に冷却することによって遅くすることができます。
ただし、フィールド分析手法の知識があっても、サンプリング後すぐに分析を実行できるとは限りません。 収集されたサンプルの予想される保管期間によっては、サンプルを保存する必要がある場合があります。 万能な防腐剤はないため、分析用のサンプルは複数のボトルに採取されます。 それらのそれぞれでは、測定される成分に応じて適切な化学物質を添加することによって水が保存されます。
テーブル内 保存方法、サンプルのサンプリングと保管の特徴が示されています。 特定の指標(溶存酸素、フェノール、石油製品など)について水を分析する場合、サンプリングに特別な要件が課されます。 したがって、溶存酸素と硫化水素を測定するときは、サンプルと大気の接触を排除することが重要です。そのため、ボトルはサイフォン(ボトルの底まで下げられたゴム管)を使用して充填する必要があり、水が端から溢れ出るようにします。ボトルが溢れたとき。 サンプリングのための特別な条件 (存在する場合) は、関連する分析の説明で詳しく説明されています。
サンプルの保存方法、サンプリングおよび保管の特徴
分析された指標 |
保存方法と水1リットル当たりの防腐剤の量 |
最長時間サンプル保管 |
サンプリングとサンプルの保管の特徴 |
1.活性塩素 |
缶詰ではない |
2〜3分 |
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2. アンモニアと |
缶詰ではない |
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4℃で保存 |
|||
クロロホルム 2~4 ml または濃硫酸 1 ml |
|||
3.生化学的酸素消費量(BOD) |
缶詰ではない |
||
4℃で保存 |
|||
4.浮遊物質 |
缶詰ではない |
分析前に振る |
|
5.味と後味 |
缶詰ではない |
ガラス瓶のみで収集 |
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6.水素指数(PH) |
缶詰ではない |
サンプリング時 |
|
ボトル内に気泡を残さないようにし、加熱から保護してください。 |
|||
7. 炭化水素 |
缶詰ではない |
||
8.一般的なアイロン |
缶詰ではない |
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2 ~ 4 ml のクロロホルムまたは 3 ml の濃硝酸 (塩酸) (dorH2) |
|||
9. 一般的な硬さ |
缶詰ではない |
||
10.匂い(なし) |
缶詰ではない |
ガラス瓶のみで収集 |
|
11. カルシウム |
缶詰ではない |
||
12. 炭酸塩 |
缶詰ではない |
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13. 重金属(銅、鉛、亜鉛) |
缶詰ではない |
選考当日 |
|
硝酸または塩酸 3 ml (pH2 まで) |
|||
4℃で保存 |
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14. 濁度 |
缶詰ではない |
分析前に振る |
保存も固定も、水の一定の組成を永久に保証するものではないことに留意する必要があります。 対応する成分を水中に一定時間だけ保持するため、サンプルを分析場所、たとえば野外キャンプ、必要に応じて専門の研究室に配送することができます。 サンプリングと分析のプロトコルには、サンプリングと分析の日付を示す必要があります。