Su temin şebekelerinin mikrobiyal kontaminasyonunun dolaylı göstergeleri. Su kaynağı kirlilik göstergeleri. Su kütlelerine giren kirlilik

Von + 2Vf = Vmo

)Vk = 2(Vmo - Vph)

5. Vph = Vmo. Orijinal numunede hem karbonatlar hem de bikarbonatlar yoktur ve asit tüketimi, hidrokso anyonları içeren güçlü alkalilerin varlığından kaynaklanmaktadır.
Serbest hidroksi anyonlarının kayda değer miktarlarda (durum 4 ve 5) varlığı sadece atık sularda mümkündür.
Fenolftalein ve metil oranj için titrasyon sonuçları, 1 litrelik bir numuneyi titre etmek için kullanılan asit eşdeğerlerinin sayısına sayısal olarak eşit olan suyun alkalinite indeksinin hesaplanmasını mümkün kılar.
Aynı zamanda, fenolftalein ile titrasyon sırasında asit tüketimi, serbest alkaliliği ve metil oranj - mg-eq / l cinsinden ölçülen toplam alkaliniteyi karakterize eder. Alkalinite indeksi, Rusya'da atık su çalışmasında kural olarak kullanılmaktadır. Diğer bazı ülkelerde (ABD, Kanada, İsveç, vb.), alkalinite, doğal suların kalitesi değerlendirilirken belirlenir ve CaCO3 eşdeğerindeki kütle konsantrasyonu olarak ifade edilir.

Atık ve kirlenmiş doğal suları analiz ederken, elde edilen sonuçların serbest ve toplam alkalinite değerlerini her zaman doğru yansıtmadığı unutulmamalıdır, çünkü suda, karbonatlar ve hidrokarbonatlara ek olarak, diğer bazı grupların bileşikleri mevcut olabilir ("Alkalinite ve asitliğe bakınız").

5.2. sülfatlar

Sülfatlar, doğal suların ortak bileşenleridir.. Sudaki varlıkları, bazı minerallerin - doğal sülfatların (alçıtaşı) çözünmesinin yanı sıra havada bulunan sülfatların yağmurlarla transferinden kaynaklanır. İkincisi, bir kükürt oksit (IV) atmosferinde kükürt okside (VI) oksidasyon reaksiyonları, sülfürik asit oluşumu ve nötralizasyonu (tam veya kısmi) sırasında oluşur:

2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
Endüstriyel atık sularda sülfatların varlığı genellikle sülfürik asit kullanımıyla meydana gelen teknolojik işlemlerden (mineral gübre üretimi, kimyasal üretimi) kaynaklanmaktadır. İçme suyundaki sülfatların insanlar üzerinde toksik bir etkisi yoktur, ancak suyun tadını kötüleştirir: sülfatların tat hissi 250-400 mg/l konsantrasyonlarında oluşur. Sülfat ve kalsiyum (CaSO4 çökeltileri) gibi farklı mineral bileşimlerine sahip iki su karıştırıldığında sülfatlar boru hatlarında birikintilere neden olabilir.

Ev ve içme amaçlı rezervuar sularındaki sülfatların MPC'si 500 mg/l'dir, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi organoleptiktir.

5.3. klorürler

Klorürler hemen hemen tüm taze yüzeylerde bulunur ve yeraltı suyu ah, hem de içme suyunda, metal tuzları şeklinde. Suda sodyum klorür varsa, 250 mg/l'nin üzerindeki konsantrasyonlarda tuzlu bir tada sahiptir; kalsiyum ve magnezyum klorürler söz konusu olduğunda, su tuzluluğu 1000 mg/l'nin üzerindeki konsantrasyonlarda oluşur. Organoleptik göstergeye göre - kloridler (350 mg / l) için içme suyu için MPC'nin oluşturulduğu tat, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi organoleptiktir.
Çözelti konsantrasyonu, iyon değişimi, tuzlama vb. endüstriyel işlemlerde büyük miktarlarda klorür oluşturulabilir ve bu da yüksek klorür anyonu içeriğine sahip atık su oluşturur.
Tuzlu sular metaller için çok aşındırıcı olmasına, bitki büyümesini olumsuz etkilemesine ve toprakta tuzlanmaya neden olmasına rağmen, içme suyundaki yüksek klorür konsantrasyonlarının insanlar üzerinde toksik etkisi yoktur.

6. Kuru kalıntı

Kuru kalıntı, kaynama noktası 105-110 ° C'yi aşan sudaki uçucu olmayan çözünmüş maddelerin (esas olarak mineral) ve organik maddelerin içeriğini karakterize eder.

Kuru kalıntı değeri hesaplama yöntemiyle de tahmin edilebilir. Bu durumda, suda çözünmüş mineral tuzların konsantrasyonlarının yanı sıra analizler sonucunda elde edilen organik maddelerin (hidrokarbonat% 50 oranında toplanır) toplanması gerekir. İçme ve doğal su için kuru kalıntı, pratik olarak anyonların (karbonat, bikarbonat, klorür, sülfat) ve katyonların (kalsiyum ve magnezyum ve ayrıca sodyum ve potasyum hesaplama yöntemiyle belirlenenlerin) kütle konsantrasyonlarının toplamına eşittir. ).

Evsel ve evsel su kullanımına yönelik rezervuarların yüzey suları için kuru kalıntı değeri 1000 mg/l'yi geçmemelidir (bazı durumlarda 1500 mg/l'ye kadar izin verilir).

7. Genel sertlik, kalsiyum ve magnezyum

Su sertliği sahip olduğu en önemli özelliklerden biridir. büyük önem su kullanırken. Suda sabunla çözünmeyen tuzlar oluşturan metal iyonları varsa yağ asitleri, o zaman bu tür suda çamaşır yıkarken veya el yıkarken köpük oluşturmak zordur ve bu da sertlik hissine neden olur. Isıtma şebekelerinde su kullanıldığında su sertliği boru hatlarını olumsuz etkileyerek kireç oluşumuna neden olur. Bu nedenle suya özel “yumuşatıcı” kimyasalların eklenmesi gerekir. Suyun sertliği, başta kalsiyum (Ca2+") ve magnezyum (Mg2+) olmak üzere çözünür ve az çözünür mineral tuzların varlığından kaynaklanır.

Su sertliği değeri, havzayı oluşturan kaya ve toprak türleri ile mevsim ve hava koşullarına bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. Örneğin tundranın göl ve nehirlerindeki toplam su sertliği 0,1-0,2 mg-eq / l'dir ve denizlerde, okyanuslarda, yeraltı suyu 80-100 mg-eq/l ve hatta daha fazlasına (Ölü Deniz) ulaşır. Masada. 11, Rusya'daki bazı nehirlerin ve rezervuarların toplam su sertliği değerlerini gösterir.

Rusya'daki bazı nehirlerin ve rezervuarların toplam su sertliği değerleri

Sertlik tuzları ile ilgili tüm tuzlardan bikarbonatlar, sülfatlar ve klorürler ayırt edilir. Doğal sularda diğer çözünür kalsiyum ve magnezyum tuzlarının içeriği genellikle çok düşüktür. Suya hidrokarbonlar tarafından bağlanan sertliğe hidrokarbonat veya geçici denir, çünkü. Kaynayan su (daha doğrusu 60 ° C'den daha yüksek bir sıcaklıkta) hidrokarbonatlar, az çözünür karbonatların oluşumu ile ayrışır (Mg (HC03) 2, doğal sularda Ca (HCO3) 2'den daha az yaygındır, çünkü manyezit kayaları değildir. Bu nedenle tatlı sularda sözde kalsiyum sertliği hakimdir):

CaHCO3>CaCO3v+H2O+CO2

AT doğal şartlar yukarıdaki reaksiyon tersine çevrilebilir, ancak önemli ölçüde geçici sertliğe sahip olan yeraltı (yer altı) suları yüzeye çıktığında denge, atmosfere salınan CO2 oluşumuna doğru kayar. Bu işlem, bikarbonatların ayrışmasına ve CaCO3 ve MgCO3'ün çökelmesine yol açar. Bu şekilde kalkerli tüf adı verilen karbonatlı kaya çeşitleri oluşur.
Suda çözünmüş varlığında karbon dioksit ters reaksiyon gerçekleşir. Doğal koşullarda karbonat kayalarının çözünmesi veya yıkanması bu şekilde gerçekleşir.

Klorür veya sülfatlardan kaynaklanan sertlik sabit olarak adlandırılır, çünkü. bu tuzlar ısıtıldığında ve suda kaynatıldığında kararlıdır.
Toplam su sertliği, yani kalsiyum ve magnezyumun çözünebilir tuzlarının toplam içeriğine "toplam sertlik" denir.

Sertlik tuzlarının farklı moleküler ağırlıklara sahip farklı katyonların tuzları olması nedeniyle, sertlik tuzlarının konsantrasyonu veya su sertliği eşdeğer konsantrasyon birimleriyle ölçülür - g-eq / l veya mg-eq / l sayısı. 4 mg-eq / l'ye kadar sertlikte su yumuşak kabul edilir; 4 ila 8 meq/l - orta sertlik; 8 ila 12 meq/l - sert; 12 meq/l'den fazla - çok sert (sertlik derecelerine göre suyun başka bir sınıflandırması da vardır) /l), zararlılığın sınırlayıcı göstergesi organoleptiktir.

İçme suyu ve merkezi su kaynağı kaynakları için toplam sertliğin izin verilen değeri 7 mg-eq / l'den fazla değildir (bazı durumlarda - 10 mg-eq / l'ye kadar), zararlılığın sınırlayıcı göstergesi organoleptiktir.

8. Toplam tuz içeriği

Ana anyonların miligram eşdeğer formdaki kütle konsantrasyonlarının toplamı ile toplam tuz içeriğini hesaplamak için analiz sırasında belirlenen ve mg/l cinsinden ifade edilen kütle konsantrasyonları Tabloda belirtilen katsayılarla çarpılır. 12, bundan sonra özetlenir.

Konsantrasyon dönüştürme faktörleri

Bu hesaplamada (doğal sular için) potasyum katyonunun konsantrasyonu geleneksel olarak sodyum katyonunun konsantrasyonu olarak dikkate alınır. Elde edilen sonuç tam sayılara yuvarlanır (mg/l)

9. Çözünmüş oksijen
Oksijen, yüzey sularında her zaman çözünmüş halde bulunur. Sudaki çözünmüş oksijen (ÇO) içeriği, bir rezervuarın oksijen rejimini karakterize eder ve bir rezervuarın ekolojik ve sıhhi durumunu değerlendirmek için büyük önem taşır. Oksijen, suda yaşayan organizmaların solunumu için koşullar sağlayarak suda yeterli miktarlarda bulunmalıdır. Organik ve diğer safsızlıkların oksidasyon süreçlerine ve ölü organizmaların ayrışmasına katıldığı için su kütlelerinin kendi kendini arındırması için de gereklidir. RK konsantrasyonundaki bir azalma, rezervuardaki biyolojik süreçlerde bir değişikliği, rezervuarın biyokimyasal olarak yoğun şekilde oksitlenmiş maddelerle (öncelikle organik) kirlenmesini gösterir. Oksijen tüketimi ayrıca suda bulunan safsızlıkların kimyasal oksidasyon süreçleri ve ayrıca suda yaşayan organizmaların solunumu ile belirlenir.
Oksijen rezervuara hava ile temas ettiğinde (absorpsiyon) çözünerek ve ayrıca su bitkilerinin fotosentezi sonucu yani fizikokimyasal ve biyokimyasal işlemler sonucunda girer.Oksijen ayrıca yağmur ve kar suyu ile su kütlelerine girer.Bu nedenle, Sudaki çözünmüş oksijen konsantrasyonunun artmasına veya azalmasına neden olan birçok sebep vardır.
Suda çözünmüş oksijen, hidratlanmış O2 molekülleri formundadır. RK içeriği sıcaklığa bağlıdır, atmosferik basınç, su türbülansının derecesi, yağış miktarı, suyun mineralleşmesi vb. Her sıcaklık değerinde, normal atmosfer basıncı için derlenmiş özel referans tablolarından belirlenebilen bir denge oksijen konsantrasyonu vardır. Suyun oksijenle doygunluk derecesi, denge konsantrasyonuna karşılık gelir ve %100 olarak kabul edilir. Oksijenin çözünürlüğü, azalan sıcaklık ve mineralizasyon ve artan atmosfer basıncı ile artar.
Yüzey sularında, çözünmüş oksijen içeriği 0 ila 14 mg/l arasında değişebilir ve önemli mevsimsel ve günlük dalgalanmalara tabidir. Ötrofikasyona uğramış ve çok kirli su kütlelerinde önemli oksijen eksikliği meydana gelebilir. ÇO konsantrasyonunun 2 mg/l'ye düşürülmesi, balıkların ve diğer suda yaşayan organizmaların büyük ölçüde ölmesine neden olur.

Rezervuarların sularında yılın herhangi bir döneminde öğlen 12'ye kadar RK konsantrasyonu en az 4 mg/l olmalıdır. Balıkçılık rezervuarları için suda çözünmüş oksijenin MPC'si 6 mg/l (değerli balık türleri için) veya 4 mg/l (diğer türler için) olarak ayarlanmıştır.
Çözünmüş oksijen, suların kimyasal bileşiminin çok kararsız bir bileşenidir. Bunu belirlerken, örnekleme özel bir dikkatle yapılmalıdır: oksijen sabitlenene kadar (onu çözünmez bir bileşiğe bağlayana kadar) suyun hava ile temasından kaçınmak gerekir.
Suyun analizi sırasında, belirli bir sıcaklıkta ve atmosferik basınçta denge içeriğine göre RK konsantrasyonu (mg / l cinsinden) ve suyun bununla doyma derecesi (% olarak) belirlenir.
Sudaki oksijen içeriğinin kontrolü, çözümünde demir ve demir dışı metalürji, kimya endüstrisi, Tarım, tıp, biyoloji, balık ve gıda endüstrisi, çevre hizmetleri. RK içeriği hem kirlenmemiş doğal sularda hem de arıtma sonrası atık sularda belirlenir. Atık su arıtma işlemlerine her zaman oksijen içeriğinin kontrolü eşlik eder. RK tanımı, diğerini tanımlarken analizin bir parçasıdır. en önemli gösterge su kalitesi - biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ).

10. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ)
Rezervuarların doğal sularında her zaman organik maddeler bulunur. Konsantrasyonları bazen çok düşük olabilir (örneğin kaynak ve eriyik sularında). Doğal organik madde kaynakları, hem suda yaşayan hem de yapraklardan, havadan, kıyılardan vb. rezervuara düşen bitki ve hayvan kökenli organizmaların çürüyen kalıntılarıdır. Doğal kaynaklara ek olarak, organik maddelerin teknojenik kaynakları da vardır: ulaşım işletmeleri (petrol ürünleri), kağıt hamuru ve kağıt ve kereste işleme tesisleri (ligninler), et işleme tesisleri (protein bileşikleri), tarım ve dışkı atıkları vb. Organik kirleticiler, rezervuara farklı şekillerde, özellikle de topraktan kanalizasyon ve yağmur yüzeyinin yıkanmasıyla girer.
Doğal koşullar altında, sudaki organik maddeler, karbondioksit oluşumu ile aerobik biyokimyasal oksidasyona uğrayan bakteriler tarafından yok edilir. Bu durumda, oksidasyon için suda çözünmüş oksijen tüketilir. Yüksek oranda organik madde içeren su kütlelerinde, RA'nın çoğu biyokimyasal oksidasyon için tüketilir ve böylece diğer organizmalar oksijenden mahrum kalır. Aynı zamanda, düşük RA içeriğine daha dirençli organizmaların sayısı artar, oksijen seven türler kaybolur ve oksijen eksikliğine toleranslı türler ortaya çıkar. Böylece sudaki organik maddelerin biyokimyasal oksidasyonu sürecinde ÇO konsantrasyonu azalır ve bu azalma dolaylı olarak sudaki organik madde içeriğinin bir ölçüsüdür. Sudaki organik maddelerin toplam içeriğini karakterize eden ilgili su kalitesi göstergesine biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ) denir.
BOİ'nin belirlenmesi, numune inkübasyonundan sonra olduğu gibi, numune almanın hemen ardından bir su numunesindeki RA konsantrasyonunun ölçülmesine dayanır. Numune, biyokimyasal oksidasyon reaksiyonunun ilerlemesi için gerekli süre boyunca bir oksijen şişesi içinde (yani, RK değerinin belirlendiği aynı kapta) hava erişimi olmadan inkübe edilir.
Biyokimyasal reaksiyonun hızı sıcaklığa bağlı olduğundan, inkübasyon sabit bir sıcaklık modunda (20 ± 1) °C'de gerçekleştirilir ve BOİ analizinin doğruluğu, sıcaklık değerini korumanın doğruluğuna bağlıdır. Genellikle BOİ 5 günlük inkübasyon için belirlenir (BOİ5) (10 gün için BOİ10 ve 20 gün için BOİtoplam da belirlenebilir (bu durumda, sırasıyla organik maddelerin yaklaşık %90 ve %99'u oksitlenir)), ancak içerik Bazı bileşiklerin yüzdesi, 10 günlük BOİ değeri veya tam oksidasyon süresi (sırasıyla BOİ10 veya BOİtoplam) ile daha bilgilendirici bir şekilde karakterize edilir. BOİ tayinindeki bir hata, mikroorganizmaların hayati aktivitesini etkileyen ve bazı durumlarda fotokimyasal oksidasyona neden olabilen numune aydınlatmasıyla da ortaya çıkabilir. Bu nedenle, numunenin inkübasyonu ışığa erişim olmadan (karanlık bir yerde) gerçekleştirilir.
BOİ değeri zamanla artar ve belirli bir maksimum değere ulaşır - BOİtoplam; ayrıca, çeşitli nitelikteki kirleticiler BOİ değerini artırabilir (azaltabilir). Sudaki organik maddelerin oksidasyonu sırasında biyokimyasal oksijen tüketiminin dinamikleri, Şekil 8'de gösterilmektedir.

Pirinç. 8. Biyokimyasal oksijen tüketiminin dinamikleri:

a - kolayca oksitlenen ("biyolojik olarak yumuşak") maddeler - şekerler, formaldehit, alkoller, fenoller, vb.;
c - normalde oksitleyici maddeler - naftoller, kresoller, anyonik yüzey aktif maddeler, sülfanol, vb.;
c - aşırı derecede oksitlenmiş ("biyolojik olarak sert") maddeler - iyonik olmayan yüzey aktif maddeler, hidrokinon, vb.

Böylece BOİ, 1 litre sudaki organik maddenin aerobik koşullar altında, ışıksız ortamda, 20°C'de, vücutta meydana gelen biyokimyasal işlemler sonucunda belirli bir süre oksidasyonu için gerekli olan (mg) oksijen miktarıdır. su.
BOİ5'in BOİ toplamının yaklaşık %70 olduğu, ancak oksitleyici maddeye bağlı olarak %10 ila %90 arasında olabileceği geçici olarak varsayılmıştır.
Sudaki organik maddelerin biyokimyasal oksidasyonunun bir özelliği, oksijen tüketiminin doğasını bozan eşlik eden nitrifikasyon işlemidir.

2NH4++ЗO2=2HNO2+2H2О+2Н++Q
2HNO2+O2=2HNO3+Q
burada: Q, reaksiyonlar sırasında salınan enerjidir.

Pirinç. 9. Nitrifikasyon sırasında oksijen tüketiminin niteliğindeki değişiklik.

Nitrifikasyon, özel nitrifikasyon bakterilerinin - Nitrozomonas, Nitrobacter, vb. - etkisi altında gerçekleşir. Bu bakteriler, genellikle kirli doğal ve bazı atık sularda bulunan nitrojen içeren bileşiklerin oksidasyonunu sağlar ve böylece önce amonyumdan nitrojene dönüşmesine katkıda bulunur. nitrite ve daha sonra nitrat formlarına

Nitrifikasyon işlemi, numunenin oksijen şişelerinde inkübasyonu sırasında da gerçekleşir. Nitrifikasyon için kullanılan oksijen miktarı, organik karbon içeren bileşiklerin biyokimyasal oksidasyonu için gereken oksijen miktarından birkaç kat daha fazla olabilir. Nitrifikasyonun başlangıcı, inkübasyon süresi boyunca günlük BOİ artışlarının grafiğinde minimum olarak sabitlenebilir. Nitrifikasyon yaklaşık olarak inkübasyonun 7. gününde başlar (bkz. Şekil 9), bu nedenle, 10 veya daha fazla gün için BOD belirlenirken, numuneye özel maddeler - nitrifikasyon bakterilerinin hayati aktivitesini baskılayan ancak yok eden inhibitörler - sokmak gerekir. normal mikroflorayı etkilemez (yani bakteriler üzerinde - organik bileşiklerin oksitleyicileri). Bir inhibitör olarak, numuneye veya seyreltme suyuna 0,5 mg/ml'lik bir konsantrasyonda enjekte edilen tiyoüre (tiyokarbamid) kullanılır.

Hem doğal hem de evsel atık su, suda bulunan organik madde nedeniyle gelişebilen çok sayıda mikroorganizma içerirken, birçok endüstriyel atık su türü sterildir veya organik maddenin aerobik olarak işlenmesini sağlayamayan mikroorganizmalar içerir. Bununla birlikte, mikroplar, toksik olanlar da dahil olmak üzere çeşitli bileşiklerin varlığına uyarlanabilir (uyarlanabilir). Bu nedenle, bu tür atık suların analizinde (genellikle artan organik madde içeriği ile karakterize edilirler), genellikle oksijene doymuş ve adapte edilmiş mikroorganizmaların katkı maddelerini içeren suyla seyreltme kullanılır. Endüstriyel atık suyun BODtot'unu belirlerken, elde etmek için mikrofloranın ön adaptasyonu çok önemlidir. doğru sonuçlar analiz, çünkü bu tür suların bileşimi genellikle biyokimyasal oksidasyon sürecini büyük ölçüde yavaşlatan ve bazen bakteriyel mikroflora üzerinde toksik etkiye sahip olan maddeler içerir.
Biyokimyasal olarak oksitlenmesi zor olan çeşitli endüstriyel atık suların incelenmesi için kullanılan yöntem, "toplam" BOİ'yi (BOİtoplam) belirleme varyantında kullanılabilir.
Numune organik madde bakımından çok yüksekse numuneye seyreltik su ilave edilir. Maksimum BOİ analizi doğruluğunu elde etmek için, analiz edilen numune veya numunenin seyreltilmiş suyla karışımı, inkübasyon süresi boyunca konsantrasyonunda 2 mg/l veya daha fazla bir düşüş olacak ve kalan oksijeni artıracak miktarda oksijen içermelidir. 5 günlük inkübasyondan sonraki konsantrasyon en az 3 mg/l olmalıdır. Sudaki RA içeriği yeterli değilse, havayı oksijenle doyurmak için su numunesi önceden havalandırılır. En doğru (kesin) sonuç, numunede orijinal olarak bulunan oksijenin yaklaşık %50'sinin tüketildiği böyle bir belirlemenin sonucu olarak kabul edilir.
Yüzey sularında BOİ5 değeri 0,5 ila 5,0 mg/l arasında değişir; esas olarak sıcaklık değişimlerine ve mikroorganizmaların fizyolojik ve biyokimyasal aktivitelerine bağlı olan mevsimsel ve günlük değişimlere tabidir. Doğal su kütlelerinin BOİ5'indeki değişiklikler, kanalizasyonla kirlendiğinde oldukça önemlidir.

BODtot için standart. Aşağıdaki değerleri aşmamalıdır: evsel ve içme suyu rezervuarları için - 3 mg / l kültürel ve evsel su kullanımı rezervuarları için - 6 mg / l. Buna göre, aynı su kütleleri için izin verilen maksimum BOİ5 değerlerini yaklaşık olarak 2 mg/l ve 4 mg/l olarak tahmin etmek mümkündür.

11. Biyojenik elementler

Biyojenik elementler (biyojenler), geleneksel olarak, canlı organizmaların bileşiminde önemli miktarlarda bulunan elementler olarak kabul edilir. Biyojenik olarak sınıflandırılan elementlerin aralığı oldukça geniştir, bunlar azot, fosfor, kükürt, demir, kalsiyum, magnezyum, potasyum vb.
Su kalite kontrolü ve su kütlelerinin çevresel değerlendirmesi konuları, biyojenik elementler kavramına daha geniş bir anlam kazandırmıştır: bunlar, öncelikle çeşitli organizmaların atık ürünleri olan bileşikleri (daha doğrusu su bileşenlerini) içerir ve ikincisi, " Yapı malzemesi» canlı organizmalar için. Her şeyden önce, bunlar azot bileşiklerini (nitratlar, nitritler, organik ve inorganik amonyum bileşikleri) ve ayrıca fosforu (ortofosfatlar, polifosfatlar, fosforik asidin organik esterleri, vb.) içerir. Sülfür bileşikleri, bu açıdan bizi daha az ilgilendiriyor, çünkü sülfatları suyun mineral bileşiminin bir bileşeni olarak ve doğal sularda mevcutsa, o zaman çok küçük konsantrasyonlarda sülfitler ve hidrosülfitler olarak değerlendirdik. ve koku ile tespit edilebilir.

11.1. nitratlar
Nitratlar nitrik asit tuzlarıdır ve genellikle suda bulunurlar.. Nitrat anyonu, maksimum oksidasyon durumu "+5" olan bir nitrojen atomu içerir. Nitrat oluşturan (nitrat sabitleyen) bakteriler, aerobik koşullar altında nitriti nitrata dönüştürür. Güneş radyasyonunun etkisi altında, atmosferik nitrojen (N2) ayrıca nitrojen oksitlerin oluşumu yoluyla ağırlıklı olarak nitratlara dönüştürülür. Birçok mineral gübre, toprağa aşırı veya uygunsuz bir şekilde uygulandığında su kirliliğine yol açan nitratlar içerir. Nitrat kirliliğinin kaynakları ayrıca meralardan, ağıllardan, mandıralardan vb. gelen yüzey akışlarıdır.
Sudaki artan nitrat içeriği, dışkı veya kimyasal kirliliğin (tarımsal, endüstriyel) yayılmasının bir sonucu olarak rezervuarın kirlenmesinin bir göstergesi olabilir. Nitratlı su bakımından zengin hendekler, bir rezervuardaki suyun kalitesini kötüleştirir, sucul bitki örtüsünün (öncelikle mavi-yeşil algler) kitlesel gelişimini uyarır ve rezervuarların ötrofikasyonunu hızlandırır. İçme suyu ve yüksek miktarda nitrat içeren yiyecekler de özellikle bebeklerde hastalığa neden olabilir (methemoglobinemi olarak adlandırılır). Bu bozukluk sonucunda kan hücreleri ile oksijen taşınması kötüleşir ve “mavi bebek” sendromu (hipoksi) ortaya çıkar. Aynı zamanda bitkiler, sudaki azot içeriğindeki artışa fosfor kadar duyarlı değildir.

11.2. Fosfatlar ve toplam fosfor
Doğal ve atık sularda fosfor bulunabilir. farklı şekiller. Çözünmüş halde (bazen derler - analiz edilen suyun sıvı fazında), ortofosforik asit (H3P04) ve anyonları (H2P04-, HP042-, P043-), meta- şeklinde olabilir. , piro- ve polifosfatlar (bu maddeler kireç oluşumunu önlemek için kullanılır, bunlar ayrıca deterjanların bir parçasıdır). Ek olarak, suda da bulunabilen, organizmaların hayati aktivitesinin veya ayrışmasının ürünleri olan çeşitli organofosfor bileşikleri - nükleik asitler, nükleoproteinler, fosfolipitler vb. Organofosfor bileşikleri ayrıca bazı böcek ilaçlarını da içerir.
Fosfor ayrıca, doğal mineraller, protein, organik fosfor içeren bileşikler, ölü organizmaların kalıntıları, vb. dahil olmak üzere suda asılı kalan az çözünür fosfatlar biçiminde mevcut olan çözünmemiş bir durumda (suyun katı fazında) bulunabilir. Fosfor doğal su kütlelerinde katı fazda genellikle dip tortularında bulunur, ancak atık ve kirli doğal sularda ve büyük miktarlarda oluşabilir.
Fosfor, yaşam için gerekli bir elementtir, ancak fazlalığı su kütlelerinin hızlandırılmış ötrofikasyonuna yol açar. Doğal ve antropojenik süreçlerin bir sonucu olarak büyük miktarlarda fosfor su kütlelerine girebilir - yüzey toprağı erozyonu, mineral gübrelerin yanlış veya aşırı kullanımı, vb.
Rezervuar sularındaki polifosfatların (tripolifosfat ve heksametafosfat) MPC'si ortofosfat anyonu PO43- açısından 3,5 mg/l'dir, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi organoleptiktir.

11.3. Amonyum

Amonyum bileşikleri, minimum oksidasyon durumu "-3" olan bir nitrojen atomu içerir.
Amonyum katyonları, hayvansal ve bitkisel kaynaklı proteinlerin mikrobiyolojik ayrışmasının bir ürünüdür. Bu şekilde oluşan amonyum yine protein sentezi sürecine dahil olur ve böylece maddelerin biyolojik döngüsüne (azot döngüsü) katılır. Bu nedenle amonyum ve bileşikleri küçük konsantrasyonlarda genellikle doğal sularda bulunur.
Amonyum bileşikleri ile çevre kirliliğinin iki ana kaynağı vardır. Büyük miktarlarda amonyum bileşikleri, aşırı ve yanlış kullanımı su kütlelerinin kirlenmesine neden olan mineral ve organik gübrelerin bir parçasıdır. Ek olarak, amonyum bileşikleri, kanalizasyonda (dışkı) önemli miktarlarda bulunur. Düzgün bir şekilde bertaraf edilmeyen safsızlıklar, yeraltı sularına nüfuz edebilir veya yüzey akışıyla su kütlelerine karışabilir. Meralardan ve hayvan toplama yerlerinden çıkan atık sular, hayvancılık komplekslerinden gelen atık suların yanı sıra evsel ve evsel dışkı atık suları her zaman büyük miktarlarda amonyum bileşikleri içerir. Kanalizasyon sisteminin basıncı düşürüldüğünde, yeraltı suyunun evsel dışkı ve evsel atık su ile tehlikeli şekilde kirlenmesi meydana gelir. Bu nedenlerden dolayı, yüzey sularındaki yüksek amonyum nitrojen seviyeleri genellikle evsel dışkı kontaminasyonunun bir işaretidir.
Rezervuarların suyundaki amonyak ve amonyum iyonları için MPC 2,6 mg/l'dir (veya amonyum nitrojen için 2,0 mg/l). Zararlılığın sınırlayıcı göstergesi genel sağlıktır.

11.4. nitritler

Nitritler, nitröz asit tuzlarıdır.
Nitrit anyonları, nitrojen içeren organik bileşiklerin biyolojik ayrışmasının ara ürünleridir. ve "+3" ara oksidasyon durumunda nitrojen atomları içerir. Nitrifikasyon bakterileri, amonyum bileşiklerini aerobik koşullar altında nitritlere dönüştürür. Bazı bakteri türleri de yaşam aktiviteleri sırasında nitratları nitritlere indirgeyebilir, ancak bu zaten anaerobik koşullar altında gerçekleşir. Nitritler genellikle endüstride korozyon önleyici olarak ve gıda endüstrisinde koruyucu olarak kullanılır.
Nitratlara dönüşebilme özelliği nedeniyle, nitritler genellikle yüzey sularında bulunmaz. Bu nedenle, analiz edilen suda artan nitrit içeriğinin varlığı, su kirliliğini gösterir ve bir formdan diğerine kısmen dönüştürülmüş nitrojen bileşikleri dikkate alındığında.
Rezervuarların suyundaki nitritlerin MPC'si (N02-'ye göre) 3,3 mg/l'dir (veya 1 mg/l nitrit nitrojen), zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir.

12. Flor (florürler)

Florürler formundaki flor, bazı toprak oluşturan (ana) kayaların ve minerallerin bileşimindeki mevcudiyetinden dolayı doğal ve yer altı sularında bulunabilir. Bu element çürükleri önlemek için içme sularına eklenebilir. Ancak aşırı miktarda florürün insanlar üzerinde zararlı etkisi vardır ve diş minesinin tahrip olmasına neden olur. Ek olarak, vücuttaki fazla flor kalsiyumu çökelterek kalsiyum ve fosfor metabolizmasında bozukluklara yol açar. Bu nedenlerden dolayı, içme suyunda, ayrıca yeraltı sularında (örneğin kuyulardan ve artezyenlerden gelen sular) ve içme suyu kütlelerinden gelen suda florür tayini çok önemlidir.
Farklı iklim bölgeleri için içme suyundaki flor için MPC, 0,7 ila 1,5 mg/l, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksiktir.

13. Metaller

13.1. Demir toplamı

Demir, doğadaki en yaygın elementlerden biridir. içindeki içeriği yerkabuğu ağırlıkça yaklaşık %4,7'dir, bu nedenle demir, doğadaki yaygınlığı açısından genellikle bir makrobesin olarak adlandırılır.
Demir bileşikleri içeren 300'den fazla mineral bilinmektedir. Bunların arasında manyetik demir cevheri α-FeO(OH), kahverengi demir cevheri Fe3O4x H2O, hematit (kırmızı demir cevheri), hemit (kahverengi demir cevheri), hidrogoetit, siderit FeCO3, manyetik piritler FeSx, (x = 1-1.4), ferromangan nodülleri ve diğerleri Demir ayrıca canlı organizmalar ve bitkiler için hayati bir mikro elementtir; küçük miktarlarda yaşam için gerekli bir element.
Demir, hemen hemen tüm doğal sularda (0,3 mg/l demir miktarı için MPC ile 1 mg/l'ye kadar) ve özellikle atık suda düşük konsantrasyonlarda bulunur. Demir, asitleme ve galvanik kaplama atölyelerinden, metal yüzey hazırlama alanlarından, kumaş boyamadan kaynaklanan atık sudan, vb. gelen atık sudan (atık su) ikincisine geçebilir.
Demir, Fe2+ ve Fe3+ katyonlarını oluşturan 2 çeşit çözünür tuz oluşturur, ancak demir, özellikle aşağıdakiler olmak üzere birçok başka biçimde çözelti halinde bulunabilir:
1) demir (II) içeren 2+ gerçek çözeltiler (su kompleksleri) şeklinde. Havada demir (II), hızlı bir şekilde hidrokso bileşiklerinin oluşumu nedeniyle çözeltileri kahverengi bir renge sahip olan demire (III) hızla oksitlenir (Fe2+ ve Fe3+ çözeltilerinin kendileri pratik olarak renksizdir);
2) organik bileşiklerin etkisi altında demir hidroksitin peptizasyonundan (toplanmış parçacıkların ayrışması) kaynaklanan kolloidal çözeltiler formunda;
3) organik ve inorganik ligandlarla kompleks bileşikler formunda. Bunlar arasında karboniller, aren kompleksleri (petrol ürünleri ve diğer hidrokarbonlarla birlikte), 4-hekzasiyanoferratlar vb. bulunur.
Çözünmeyen bir formda, demir, suda süspansiyon haline getirilmiş çeşitli bileşimlere sahip çeşitli katı mineral parçacıkları formunda mevcut olabilir.
pH>3.5'te, demir (III) sulu bir çözeltide yalnızca bir kompleks halinde bulunur ve yavaş yavaş bir hidroksite dönüşür. pH>8'de demir (II), demir (III) oluşumu aşamasında oksidasyona uğrayan bir su kompleksi formunda da bulunur:

Fe (II) > Fe (III) > FeO (OH) x H2O

Bu nedenle, sudaki demir bileşikleri hem çözeltide hem de asılı parçacıklarda çeşitli formlarda bulunabileceğinden, doğru sonuçlar ancak "toplam demir" olarak adlandırılan tüm formlarındaki toplam demirin belirlenmesiyle elde edilebilir.
Demir (II) ve (III)'ün, bunların çözünmeyen ve çözünen biçimlerinin ayrı ayrı belirlenmesi, demir bileşiklerinin neden olduğu su kirliliği konusunda daha az güvenilir sonuçlar verir, ancak bazen demirin ayrı ayrı biçimlerinin belirlenmesi gerekli hale gelir.
Demirin analize uygun çözünebilir forma transferi, pH 1-2 olacak şekilde numuneye belirli miktarda kuvvetli asit (nitrik, hidroklorik, sülfürik) ilave edilerek gerçekleştirilir.
Suda belirlenen demir konsantrasyonlarının aralığı 0,1 ila 1,5 mg/l'dir. Numunenin temiz su ile uygun şekilde seyreltilmesinden sonra 1,5 mg/l'nin üzerindeki bir demir konsantrasyonunda da tayin mümkündür.

Rezervuarların suyundaki toplam demirin MPC'si 0,3 mg/l'dir, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi- organoleptik.

13.2. Ağır metal miktarı
Sudaki artan metal konsantrasyonundan bahsetmişken, kural olarak, ağır metallerle (Cad, Pb, Zn, Cr, Ni, Co, Hg, vb.) Suya giren ağır metaller, çözünür toksik tuzlar ve kompleks bileşikler (bazen çok kararlı), koloidal parçacıklar, çökelme (serbest metaller, oksitler, hidroksitler, vb.) şeklinde bulunabilir. Ağır metallerle su kirliliğinin ana kaynakları galvanik üretim, madencilik, demir ve demir dışı metalurji, makine yapım tesisleri vb. Biyolojik dokuların bileşimi, bu nedenle suda yaşayan organizmalar üzerinde doğrudan veya dolaylı toksik etkilere sahiptir. Ağır metaller insan vücuduna besin zincirleri yoluyla girer.
Biyolojik etkinin doğasına göre, ağır metaller, canlı organizmalar üzerinde temelde farklı bir etkiye sahip olan toksik maddeler ve mikro elementler olarak ayrılabilir. Bir elementin sudaki (ve dolayısıyla kural olarak vücut dokularındaki) konsantrasyonuna bağlı olarak organizmalara uyguladığı etkinin bağımlılığının doğası, Şek. on.

Olarak Şekil l'de görülebilir. 10, toksik maddeler herhangi bir konsantrasyonda organizmalar üzerinde olumsuz bir etkiye sahipken, iz elementler olumsuz bir etkiye neden olan (Ci'den daha az) bir eksiklik alanına ve aşıldığında yaşam için gerekli bir konsantrasyon alanına sahiptir, negatif etki tekrar oluşur (C2'den fazla). Tipik toksik maddeler kadmiyum, kurşun, cıvadır; mikro elementler - manganez, bakır, kobalt.
Aşağıda, genellikle ağır olarak sınıflandırılan bazı metallerin fizyolojik (toksik dahil) özellikleri hakkında kısa bilgiler sunuyoruz.

Bakır. Bakır, insan vücudunda esas olarak karmaşık organik bileşikler şeklinde bulunan ve hematopoez süreçlerinde önemli bir rol oynayan bir eser elementtir. Cu2+ katyonlarının enzimlerin SH grupları ile reaksiyonu bakır fazlalığının zararlı etkilerinde belirleyici rol oynar. Serum ve derideki bakır içeriğindeki değişiklikler cilt depigmentasyonuna (vitiligo) neden olur. Bakır bileşikleri ile zehirlenme sinir sistemi bozukluklarına, karaciğer ve böbrek fonksiyonlarında bozulmaya vb.

Çinko.Çinko eser elementtir ve bazı enzimlerin bileşiminde yer alır. Kanda (0,5-0,6), yumuşak dokularda (0,7-5,4), kemiklerde (10-18), saçta (%16-22 mg), (düşük konsantrasyonlarda bir ölçü birimi, 1 mg %=10-) bulunur. 3) yani esas olarak kemiklerde ve saçta. Artan konsantrasyon koşulları altında değişen dinamik dengede vücuttadır. çevre. Çinko bileşiklerinin olumsuz etkisi, vücudun zayıflaması, artan morbidite, astım benzeri fenomenler vb. şeklinde ifade edilebilir. Rezervuarların suyundaki çinko MPC'si 1,0 mg/l'dir, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi genel sıhhidir.

Kadmiyum. Kadmiyum bileşikleri oldukça toksiktir. Vücudun birçok sistemine etki ederler - solunum organları ve gastrointestinal sistem, merkezi ve periferik sinir sistemleri. Kadmiyum bileşiklerinin etki mekanizması, bir dizi enzimin aktivitesini, fosfor-kalsiyum metabolizmasının bozulmasını, mikro elementlerin (Zn, Cu, Pe, Mn, Se) metabolik bozukluklarını inhibe etmektir. Rezervuarların suyundaki kadmiyumun MPC'si 0,001 mg/l'dir, zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir.

Merkür . Cıva ultramikro elementlere aittir ve vücutta sürekli olarak bulunur ve yiyeceklerle birlikte hareket eder. İnorganik cıva bileşikleri (her şeyden önce, Hg katyonları, SH-protein grupları (“tiol zehirleri”) ve ayrıca doku proteinlerinin karboksil ve amin grupları ile reaksiyona girerek güçlü kompleks bileşikler - metaloproteinler oluşturur. merkezi sinir sistemi meydana gelir , özellikle üst bölümleri.Cıvanın organik bileşiklerinden en önemlisi, lipit dokularında yüksek oranda çözünür olan ve beyin dahil hayati organlara hızla nüfuz eden metil cıvadır. Sonuç olarak, değişiklikler meydana gelir. otonom sinir sistemi, periferik sinir oluşumları, kalp, kan damarları, hematopoietik organlar, karaciğer vb., vücudun immünobiyolojik durumundaki bozukluklar Cıva bileşiklerinin de embriyotoksik etkisi vardır (hamile kadınlarda fetüste hasara yol açar). ve toksikolojik.

Öncülük etmek. Kurşun bileşikleri tüm canlıları etkileyen ancak özellikle sinir sistemi, kan ve damarlarda değişikliklere neden olan zehirlerdir. Birçok enzimatik süreci bastırın. Çocuklar kurşun maruziyetine yetişkinlerden daha duyarlıdır. Embriyotoksik ve teratojenik etkileri vardır, ensefalopatiye ve karaciğer hasarına yol açarlar ve bağışıklığı baskılarlar. Organik kurşun bileşikleri (tetrametil kurşun, tetraetil kurşun) güçlü sinir zehirleri, uçucu sıvılardır. Metabolik süreçlerin aktif inhibitörleridir. Tüm kurşun bileşikleri kümülatif bir etki ile karakterize edilir. Rezervuarların suyundaki kurşun MPC'si 0,03 mg / l'dir, sınırlayıcı gösterge sıhhi-toksikolojiktir.
Sudaki metal miktarı için izin verilen yaklaşık maksimum değer 0,001 mmol/l'dir (GOST 24902). Bireysel metaller için rezervuar suyu için MPC değerleri, fizyolojik etkilerini açıklarken daha önce verilmiştir.

14. Aktif klor

Klor, suda sadece klorürlerin bileşiminde değil, aynı zamanda güçlü oksitleyici özelliklere sahip diğer bileşiklerin bileşiminde de bulunabilir. Bu tür klor bileşikleri arasında serbest klor (CL2), hapoklorit anyonu (СlO-), hipokloröz asit (НClO), kloraminler (su içinde çözüldüğünde monokloramin NH2Cl, dikloramin NHCl2, trikloramin NCl3 oluşturan maddeler) bulunur. Bu bileşiklerin toplam içeriğine "aktif klor" adı verilir.
Aktif klor içeren maddeler iki gruba ayrılır: güçlü oksitleyici maddeler - klor, hipokloritler ve hipokloröz asit - sözde "serbest aktif klor" ve nispeten daha az zayıf oksitleyici maddeler - kloraminler - "bağlı aktif klor" içerir. Güçlü oksitleyici özelliklerinden dolayı, aktif klor bileşikleri, içme suyu ve yüzme havuzlarındaki suyun dezenfeksiyonu (dezenfeksiyonu) ve ayrıca bazı atık suların kimyasal arıtımı için kullanılır. Ek olarak, aktif klor içeren bazı bileşikler (örneğin ağartıcı), bulaşıcı kirliliğin yayılma odaklarını ortadan kaldırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır.
İçme suyunun dezenfeksiyonunda en yaygın olarak kullanılan, suda çözündüğünde reaksiyona göre orantısız olan serbest klordur:

Сl2+Н2О=Н++Сl-+HOСl

Doğal suda aktif klor içeriğine izin verilmez; içme sularında içeriği klor cinsinden serbest halde 0,3-0,5 mg/l, bağlı halde 0,8-1,2 mg/l seviyesinde ayarlanmıştır (Bu durumda aktif klorun konsantrasyon aralığı verilir, çünkü daha düşük konsantrasyonlarda mikrobiyolojik göstergeler açısından olumsuz bir durum ve daha yüksek konsantrasyonlarda doğrudan aktif klor üzerinde bir fazlalık mümkündür.). Belirtilen konsantrasyonlardaki aktif klor, içme suyunda kısa bir süre (birkaç on dakikadan fazla olmamak üzere) bulunur ve kısa süreli su kaynatma ile bile tamamen çıkarılır. Bu nedenle seçilen numunenin aktif klor içeriği analizi hemen yapılmalıdır.
Suyun klorlanmasının halk sağlığına zararlı önemli miktarlarda klorlu hidrokarbon oluşumuna yol açtığının fark edilmesinden sonra sularda, özellikle içme sularında klor kontrolüne olan ilgi artmıştır. Fenolle kirlenmiş içme suyunun klorlanması özellikle tehlikelidir. İçme suyunda klorlama yokluğunda içme suyundaki fenoller için MPC 0,1 mg/l'dir ve klorlama koşullarında (bu durumda çok daha toksik ve keskin kokulu klorofenoller oluşur) - 0,001 mg/l'dir. Doğal veya teknojenik kökenli organik bileşiklerin katılımıyla benzer kimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir ve bu da çeşitli toksik organoklor bileşikleri - ksenobiyotiklere yol açar.
Aktif klor için zararlılığın sınırlayıcı göstergesi genel sağlıktır.

15. Su kalitesinin bütünleyici ve kapsamlı değerlendirmesi

Su kalitesi göstergelerinin her biri ayrı ayrı, su kalitesi hakkında bilgi taşımasına rağmen, yine de su kalitesinin bir ölçüsü olarak hizmet edemez, çünkü. diğer göstergelerin değerlerini yargılamaya izin vermez, bazen dolaylı olarak gerçekleşse de, bazılarıyla ilişkilendirilir. Örneğin, normla karşılaştırıldığında artan bir BOİ5 değeri, dolaylı olarak sudaki kolayca oksitlenebilen organik madde içeriğinin arttığını, artan bir elektrik iletkenliği değeri, artan bir tuz içeriğini vb. gösterir. Aynı zamanda, su kalitesinin değerlendirilmesinin sonucu su kalitesinin ana göstergelerini (veya problemlerin kaydedildiği göstergeleri) kapsayacak bazı bütünleşik göstergeler olmalıdır.
En basit durumda, değerlendirilen birkaç gösterge için sonuçlar varsa, bileşenlerin azaltılmış konsantrasyonlarının toplamı hesaplanabilir, yani; gerçek konsantrasyonlarının MPC'ye oranı (toplam kuralı). Toplama kuralını kullanırken su kalitesi kriteri, eşitsizliğin yerine getirilmesidir:

GOST 2874'e göre verilen konsantrasyonların toplamının yalnızca aynı sınırlayıcı tehlike göstergesine sahip kimyasallar için hesaplanabileceğine dikkat edilmelidir - organoleptik ve sıhhi-toksikolojik.
Yeterli sayıda gösterge için analiz sonuçları mevcutsa, yüzey suyu kirliliğinin ayrılmaz bir özelliği olan su kalite sınıflarının belirlenmesi mümkündür. Kalite sınıfları, aşağıdaki formüle göre MPC'ye indirgenmiş 6 ana su kalitesi göstergesinin gerçek değerlerinin toplamı olarak hesaplanan su kirliliği indeksi (TEFE) ile belirlenir:

TEFE değeri, her örnekleme noktası (site) için hesaplanır. Masanın üzerinde. 14, TEFE değerine bağlı olarak, su kalite sınıfını belirler.

Su kalitesinin bütünsel değerlendirmesinin özellikleri

TEFE hesaplanırken "sınırlı" olarak adlandırılan 6 ana gösterge arasında, hatasız, çözünmüş oksijen konsantrasyonu ve BOD5 değerinin yanı sıra belirli bir rezervuar (su) için en elverişsiz olan veya en yüksek indirgenmiş konsantrasyonlara (Ci/MPCi oranı) sahip 4 göstergenin daha değerleri. Su kütlelerinin hidrokimyasal izleme deneyimine göre bu tür göstergeler genellikle şunlardır: nitratların, nitritlerin, amonyum nitrojenin (organik ve inorganik amonyum bileşikleri formunda), ağır metallerin - bakır, manganez, kadmiyum vb. ., fenoller, böcek ilaçları, petrol ürünleri, sentetik yüzey aktif maddeler ( Yüzey aktif maddeler - sentetik yüzey aktif maddeler.İyonik olmayan, ayrıca katyonik ve anyonik yüzey aktif maddeler vardır.), Lignosülfonatlar. TEFE'yi hesaplamak için, zararlılığın sınırlayıcı işaretine bakılmaksızın göstergeler seçilir, ancak verilen konsantrasyonlar eşitse, sıhhi ve toksikolojik bir zararlılık işareti olan maddeler tercih edilir (kural olarak, bu tür maddelerin nispeten daha büyük zararlılık).

Açıkçası, listelenen su kalitesi göstergelerinin tümü saha yöntemleriyle belirlenemez. Entegre değerlendirmenin görevleri, TEFE'yi hesaplarken veri elde etmek için, en yüksek azaltılmış konsantrasyonların gözlendiği göstergelerin seçilmesiyle çok çeşitli göstergelerin analiz edilmesi gerektiği gerçeğiyle daha da karmaşık hale gelir. İlgili tüm göstergeler için bir rezervuarın hidrokimyasal araştırmasını yapmak mümkün değilse, hangi bileşenlerin kirletici olabileceğinin belirlenmesi tavsiye edilir. Bu, geçmiş yıllardaki hidrokimyasal çalışmaların mevcut sonuçlarının bir analizinin yanı sıra olası su kirliliği kaynakları hakkındaki bilgi ve varsayımlara dayanarak yapılır. Bu bileşen için saha yöntemleriyle (yüzey aktif maddeler, pestisitler, petrol ürünleri vb.) analiz yapmak mümkün değilse, numuneler alınmalı ve gerekli koşullara uygun olarak muhafaza edilmelidir (bkz. Bölüm 5), daha sonra numuneler teslim edilmelidir. gerekli zamanda analiz için laboratuvara gönderilir.

Bu nedenle, su kalitesinin bütünleşik değerlendirmesinin görevleri, hidrokimyasal izleme görevleriyle pratik olarak örtüşmektedir, çünkü su kalitesi sınıfı hakkında nihai sonuca varmak için, uzun bir süre boyunca bir dizi gösterge için analiz sonuçlarına ihtiyaç vardır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilen, su kalitesini değerlendirmek için ilginç bir yaklaşım. 1970 yılında bu ülkenin Ulusal Sıhhi Tesisat Vakfı, Amerika'da ve diğer bazı ülkelerde yaygınlaşan standart bir genelleştirilmiş su kalitesi göstergesi (CQI) geliştirdi. PCV geliştirilirken, evsel ve endüstriyel su tüketimi, su rekreasyonu (yüzme ve suda eğlence, balıkçılık), suda yaşayan hayvanların ve balıkların korunması, tarımsal kullanım için kullanıldığında suyun kalitesini değerlendirme konusundaki kapsamlı deneyime dayalı uzman değerlendirmeleri kullanılmıştır. (sulama, sulama), ticari kullanım (navigasyon, hidroelektrik, termal güç), vb. PCV, 0 ile 100 arasında değer alabilen boyutsuz bir değerdir. PCV değerine bağlı olarak, aşağıdaki su kalitesi tahminleri mümkündür. : 100-90 - mükemmel; 90-70 - iyi; 70-50 - vasat; 50-25 - kötü; 25-0 çok kötü. Eyalet su kalitesi standartlarının çoğunun karşılandığı minimum PCV değerinin 50-58 olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte rezervuardaki su, belirtilenden daha yüksek bir PCV değerine sahip olabilir ve aynı zamanda herhangi bir bireysel gösterge için standartları karşılamayabilir.

PCV, belirleme sonuçlarına göre hesaplanır 9 en önemli özellikler su - özel göstergeler ve her birinin, su kalitesini değerlendirmede bu göstergenin önceliğini karakterize eden kendi ağırlıklandırma katsayısı vardır. PCV'nin hesaplanmasında kullanılan belirli su kalitesi göstergeleri ve bunların ağırlıklandırma faktörleri Tablo'da verilmiştir. on beş

ABD Ulusal Sağlık Vakfı verilerine göre PCV'nin hesaplanmasında göstergelerin ağırlıklandırma katsayıları

Tablodan aşağıdaki gibi. 15 veri, en önemli göstergeler çözünmüş oksijen ve suda çözünen oksijenin en önemli ekolojik rolünü ve dışkı ile kirlenmiş su ile temastan kaynaklanan insanlar için tehlikeyi hatırlarsak oldukça anlaşılır olan Escherichia coli sayısıdır.

Sabit bir değere sahip ağırlık katsayılarına ek olarak, her bir gösterge için, analiz sırasında belirlenen gerçek değerine bağlı olarak, her bir gösterge için su kalitesi seviyesini (Q) karakterize eden ağırlık eğrileri geliştirilmiştir. Ağırlık eğrilerinin grafikleri şek. 11. Belirli göstergeler için analiz sonuçlarına sahip olan ağırlık eğrileri, her biri için değerlendirmenin sayısal değerlerini belirler. İkincisi, uygun ağırlıklandırma faktörü ile çarpılır ve göstergelerin her biri için bir kalite puanı alır. Tanımlanan tüm göstergeler için puanlar toplanarak, genelleştirilmiş PCV'nin değeri elde edilir.

Genelleştirilmiş PCV, TEFE'nin hesaplanmasıyla su kalitesinin bütünleşik değerlendirmesinin eksikliklerini büyük ölçüde ortadan kaldırır, çünkü mikrobiyal kontaminasyon göstergesini içeren bir grup özel öncelik göstergesi içerir.
Su kalitesi değerlendirilirken, su kalitesi sınıfının belirlenmesiyle sonuçlanan bütünleşik değerlendirmenin yanı sıra, bunun sonucunda saflık sınıfının oluşturulduğu biyoendikasyon yöntemleriyle hidrobiyolojik değerlendirmeye ek olarak, bazen de şöyle olabilir: biyotest yöntemlerine dayanan entegre değerlendirme olarak adlandırılır.

İkincisi ayrıca hidrobiyolojik yöntemlere atıfta bulunur, ancak hem protozoa (siliatlar, su piresi) hem de daha yüksek balıklar (lepistesler) olmak üzere çeşitli test organizmaları kullanılarak sudaki biyotanın kirliliğe tepkisinin belirlenmesine izin vermeleri bakımından farklılık gösterir. Böyle bir reaksiyon, özellikle kirli suların (doğal ve atık) kalitesinin değerlendirilmesi ile ilgili olarak bazen en açıklayıcı olarak kabul edilir ve hatta bireysel bileşiklerin konsantrasyonlarının nicel olarak belirlenmesini mümkün kılar.

İçme suyunun güvenliği kimyasal bileşim aşağıdaki standartlara uygunluğu ile belirlenir:

İçme suyunda bulunabilecek zararlı maddelerin listesi, kaynakları ve insan vücudu üzerindeki etkisinin doğası.

Su örneklemesi ve koruma

Örnekleme - operasyon, elde edilen sonuçların doğruluğunun büyük ölçüde bağlı olduğu doğru uygulamaya bağlıdır. Saha analizleri sırasında numune alma, numune alma noktalarını ve derinliklerini, belirlenecek göstergelerin listesini, analiz için alınan su miktarını, numuneleri sonraki analizler için saklama yöntemlerinin uyumluluğunu ana hatlarıyla belirterek planlanmalıdır. Çoğu zaman, rezervuarda sözde tek seferlik numuneler alınır. Bununla birlikte, bir rezervuarı incelerken, yüzeyden, derinden, dip su katmanlarından vb. bir dizi periyodik ve düzenli numune almak gerekebilir. Numuneler ayrıca yer altı kaynaklarından, su borularından vb. alınabilir. Suların bileşimine ilişkin ortalama veriler karışık örnekler verir.
AT normatif belgeler(GOST 24481, GOST 17.1.5.05, ISO 5667-2, vb.), temsili10 numune elde etmek için kullanılması gereken temel kuralları ve tavsiyeleri tanımlar. Farklı rezervuar türleri (su kaynakları), her durumda örneklemenin bazı özelliklerine neden olur. Ana olanları ele alalım.
Nehirlerden ve akarsulardan örnekler nehir havzasındaki suyun kalitesini belirlemek, suyun gıda kullanımı, sulama, hayvan sulama, balık yetiştiriciliği, yüzme ve su sporları için uygunluğunu belirlemek ve kirlilik kaynaklarını belirlemek için seçilir.
Atık su deşarj yerinin ve yan suların etkisini belirlemek için, akış yukarısında ve suyun tamamen karıştığı noktada numuneler alınır. Kirliliğin nehir akışı boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılabileceği akılda tutulmalıdır, bu nedenle numuneler genellikle akışların iyi karıştığı en türbülanslı akış yerlerinde alınır. Numune alıcılar, akışın mansabına istenen derinlikte yerleştirilir.
Doğal ve yapay göllerden (göletler) alınan örnekler) nehirlerden alınan su numuneleri ile aynı amaçlar için alınır. Bununla birlikte, göllerin uzun süredir varlığı göz önüne alındığında, insan kullanımına yönelik yerler de dahil olmak üzere uzun bir süre boyunca (birkaç yıl) su kalitesinin izlenmesi ve antropojenik su kirliliğinin sonuçlarının belirlenmesi (bileşiminin ve özelliklerinin izlenmesi) gelir. öne İstatistiki değerlendirmenin uygulanabileceği bilgileri sağlamak için göllerden numune alma dikkatli bir şekilde planlanmalıdır. Yavaş akan rezervuarlar, yatay yönde önemli bir su heterojenliğine sahiptir. Göllerdeki suyun kalitesi, yüzey bölgesindeki fotosentezin neden olduğu termal tabakalaşma, su ısıtma, dip tortularının etkisi vb.
Rezervuarlardaki (hem göller hem de nehirler) su kalitesinin döngüsel olduğu, günlük ve mevsimsel döngülerin gözlendiği belirtilmelidir. Bu nedenle, günlük numuneler günün aynı saatinde (örneğin öğlen 12) alınmalı ve mevsimsel çalışmaların süresi, her mevsimde alınan seri numune çalışmaları da dahil olmak üzere en az 1 yıl olmalıdır. Bu, özellikle keskin bir şekilde farklı rejimlere sahip nehirlerdeki su kalitesini belirlemek için önemlidir - düşük su ve yüksek su.
Islak yağış örnekleri (yağmur ve kar) yeterince temiz olmayan bulaşıklar, yabancı (atmosferik olmayan) parçacıkların girişi vb. kullanıldığında numunede oluşabilecek kirlenmeye karşı son derece hassastır. Islak tortu numunelerinin önemli atmosferik kirlilik kaynaklarının yakınında alınmaması gerektiğine inanılmaktadır - örneğin, kazan daireleri veya termik santraller, açık depolar, malzemeler ve gübreler, nakliye merkezleri vb. Bu gibi durumlarda, tortu numunesi belirtilen yerel antropojenik kirlilik kaynaklarından önemli ölçüde etkilenecektir.
Yağış numuneleri, nötr malzemelerden yapılmış özel kaplarda toplanır. Yağmur suyu bir huni aracılığıyla (en az 20 cm çapında) bir ölçüm silindirine (veya doğrudan bir kovaya) toplanır ve analize kadar burada depolanır.
Kar örneklemesi genellikle karotları tam derinliğe (yere kadar) keserek yapılır ve bunun yoğun kar yağışı döneminin sonunda (Mart başı) yapılması tavsiye edilir. Suya dönüştürülen karın hacmi, D'nin çekirdek çapı olduğu yukarıdaki formül kullanılarak da hesaplanabilir.
Yeraltı suyu örnekleri teknik veya tarımsal amaçlar için içme suyu kaynağı olarak yeraltı suyunun uygunluğunu belirlemek, yeraltı suyu kirleticilerini izlerken potansiyel olarak tehlikeli ekonomik tesislerin yeraltı suyunun kalitesi üzerindeki etkisini belirlemek için seçilir.
Yeraltı suyu, artezyen kuyularından, kuyulardan ve kaynaklardan numune alınarak incelenir. Farklı akiferlerdeki su kalitesinin önemli ölçüde değişebileceği akılda tutulmalı, bu nedenle, yeraltı sularından numune alınırken, bir değerlendirme yapılmalıdır. erişilebilir yollar numunenin alındığı ufkun derinliği, yeraltı akışlarının olası eğimleri, ufkun geçtiği yer altı kayalarının bileşimi hakkında bilgi. Örnekleme noktasında tüm akiferden farklı olarak çeşitli safsızlıkların bir konsantrasyonu oluşturulabileceğinden, suyu yenilemeye yetecek miktarda kuyudan (veya içinde bir girinti yaparak kaynaktan) su pompalamak gerekir. kuyuda, nargile, girinti vb.
Su şebekelerinden alınan su numuneleri musluk suyu kalitesinin genel seviyesini belirlemek, dağıtım sisteminin kirlenme nedenlerini araştırmak, içme suyunun korozyon ürünleri ile olası kirlenme derecesini kontrol etmek vb. için seçilir.
Su şebekelerinden su numunesi alırken temsili numuneler elde etmek için aşağıdaki kurallara uyulur;
- numune alma işlemi, su boşaltıldıktan 10-15 dakika sonra yapılır - bu süre genellikle suyu birikmiş kirleticilerle yenilemek için yeterlidir;
- numune almak için, su şebekelerinin uç kısımlarını ve ayrıca küçük çaplı (1,2 cm'den az) borulu kısımları kullanmayın;
- seçim için, mümkün olduğunda, türbülanslı akışa sahip alanlar kullanılır - valflerin, dirseklerin yakınındaki musluklar;
— Numune alırken, su taşana kadar numune kabına yavaşça akmalıdır.
Suyun bileşimini (ancak kalitesini değil!) Belirlemek için numune alma ayrıca kazan tesislerinden vb. personelden. Saha yöntemleri bu durumlarda uzmanlar tarafından oldukça (ve genellikle çok etkili bir şekilde) kullanılabilir, ancak belirtilen nedenlerden dolayı bunları iş için önermeyeceğiz. Eğitim Kurumları, halk ve halk ve uygun numune alma tekniklerini açıklar.
Numune alırken, numune alımına eşlik eden yağış ve bolluğu, taşkınlar, düşük su ve durgun su vb. gibi hidrolojik ve iklim koşullarına dikkat edilmelidir (ve protokole kaydedilmelidir).
Analiz için su numuneleri hem analizden hemen önce hem de önceden alınabilir. Numune almak için uzmanlar, standart şişeler veya en az 1 litre kapasiteli, açılıp gerekli derinlikte doldurulan şişeler kullanır. Herhangi bir gösterge için (çözünmüş oksijen ve BOİ hariç) saha analizi için genellikle 30-50 ml su yeterli olduğundan, analizden hemen önce numune alma 250-500 ml'lik bir şişede yapılabilir (örneğin, laboratuvar kitinden, ölçüm kitinden vb.).
Numune alma kabının temiz olması gerektiği açıktır. Bulaşıkların temizliği, sıcak sabunlu su ile önceden yıkanarak sağlanır (deterjan ve krom karışımı kullanmayın!), Temiz ılık su ile tekrar tekrar durulama. Gelecekte, numune alma için aynı cam eşyanın kullanılması arzu edilir. Numune alınacak kaplar önceden iyice yıkanır, numune alınan su ile en az üç kez durulanır ve distile suda kaynatılan cam veya plastik tıpalarla kapatılır. Tıpa ile kapta alınan numune arasında 5-10 ml hacminde hava bırakılır. Yalnızca aynı koruma ve depolama koşullarına sahip bileşenlerin analizi için ortak bir kaba bir numune alınır.
Hemen analiz için amaçlanmayan (yani önceden alınan) numune alma, en az 1 litre kapasiteli, hermetik olarak kapatılmış cam veya plastik (tercihen floroplastik) bir kapta gerçekleştirilir.
Güvenilir sonuçlar elde etmek için en kısa sürede su analizi yapılmalıdır. Oksidasyon-redüksiyon, sorpsiyon, sedimantasyon, mikroorganizmaların yaşamsal aktivitelerinden kaynaklanan biyokimyasal süreçler vb. Suda gerçekleşir. Sonuç olarak, bazı bileşenler oksitlenebilir veya indirgenebilir: nitratlar - nitritlere veya amonyum iyonlarına, sülfatlara - sülfitlere; oksijen, organik maddelerin vb. oksidasyonuna harcanabilir. Buna göre suyun organoleptik özellikleri de değişebilir - koku, tat, renk, bulanıklık. Suyun 4-5 °C sıcaklığa (buzdolabında) soğutulmasıyla biyokimyasal işlemler yavaşlatılabilir.
Ancak, saha analiz yöntemlerini bilseniz bile numune aldıktan hemen sonra analiz yapmak her zaman mümkün olmayabilir. Toplanan numunelerin beklenen saklama süresine bağlı olarak muhafaza edilmesi gerekebilir. Evrensel bir koruyucu yoktur, bu nedenle analiz için numuneler birkaç şişede alınır. Her birinde, belirlenen bileşenlere bağlı olarak uygun kimyasallar eklenerek su korunur.
Masada. koruma yöntemleri, ayrıca numune alma ve numunelerin saklanma özellikleri verilmektedir. Suyu belirli göstergeler (örneğin, çözünmüş oksijen, fenoller, petrol ürünleri) açısından analiz ederken, örneklemeye özel gereksinimler getirilir. Bu nedenle, çözünmüş oksijen ve hidrojen sülfürü belirlerken, numunenin atmosferik hava ile temasını dışlamak önemlidir, bu nedenle şişeler bir sifonla doldurulmalıdır - şişenin dibine indirilmiş bir lastik tüp, suyun taşmasını sağlamak şişe aşırı dolu. Spesifik numune alma koşullarının detayları (varsa), ilgili analizlerin açıklamasında verilmiştir.

Koruma yöntemleri, numune alma özellikleri ve numunelerin saklanması

Ne muhafazanın ne de fiksasyonun su bileşiminin sürekliliğini süresiz olarak sağlamadığı akılda tutulmalıdır. İlgili bileşeni suda yalnızca belirli bir süre tutarlar, bu da numunelerin analiz yerine, örneğin bir saha kampına ve gerekirse özel bir laboratuvara teslim edilmesini mümkün kılar. Numune alma ve analiz protokolleri, numune alma ve analiz tarihlerini belirtmelidir.