Какими показателями определяется качество воды. Основные показатели качества воды - химия окружающей среды

Требования, предъявляемые к воде хозяйственного и промышленного водоснабжения

Качество воды обусловливается совокупностью растворенных в ней минеральных и органических веществ, газов, коллоидов, взвешенных частиц, наличием микроорганизмов. Показатели качества питьевой воды классифицируется по трем группам: органолептические, токсичные химические соединения, бактериологические. Оценка качества воды начинается с характеристики физических показателей (цвет, вкус, запах, температура, прозрачность, содержание взвешенных веществ).

Мутность воды . Грубодиспергированные примеси (частицы диаметром более 100 нм) обусловливают мутность воды. Это песок, глина, некоторые органические компоненты (продукты распада растительных и животных организмов). Величина мутности зависит от характера питания водоема, свойств береговых пород, климатических и погодных условий. Во время паводка мутность может достигать тысяч мг/л и более. Мутность определяется гравиметрическим и нефелометрическим методами.

Первый основан на взвешивании осадка, просушенного до постоянной массы с фильтром при 105 0 С. Метод точный, но длительный. В практике водоочистки наряду с ним пользуются визуальным и фотоэлектроколориметрическим (нефелометрическим) методами. Визуальный основан на сравнении мутности исследуемой воды со стандартными образцами. Нефелометрический - основан на способности взвешенных частиц рассеивать свет. Воды, содержащие незначительное количество взвешенных частиц, прозрачны. И поэтому качество таких вод характеризуется величиной, обратной мутности - прозрачностью.

Прозрачность воды выражается высотой столба, через который просматривается "крест" (толщина линий 1 мм), нанесенный черной краской на белую фарфоровую пластинку (метод по "кресту"), или определенный шрифт ("по шрифту").

Вода, идущая для хозяйственно-бытового назначения должна иметь прозрачность "по кресту" не менее 300 см, и "по шрифту" не менее 30 см.

Цветность воды . Гуминовые и фульвокислоты и их растворимые соли (гуматы и фульваты железа), водоросли, могут сообщать воде окраску, интенсивность которой характеризуется цветностью. Последняя определяется по платиново-кобальтовой шкале и выражается в градусах. Один градус такой шкалы соответствует содержанию в 1 л раствора 2,49 мг хлорплатината калия К 2 [РtСl 6 ] и 2,018 мг хлорида кобальта СоСl 2 · 6Н 2 О. Определение цветности производится колориметрическим методом. Согласно ГОСТу цветность воды не должна превышать 20 0 по платиново-кобальтовой шкале.

Запах и вкус воды - обусловлены растворимыми солями, газами, органическими соединениями, образующимися в процессе жизнедеятельности водных организмов. В соответствии с происхождением запахов их делят на естественные и искусственные.

Естественные (рыбный, гнилостный, болотный, плесневый и др.);

Искусственные (фенольный, хлорфенольный и др.) появляются при загрязнении источников сточными водами. По ГОСТу определение запаха проводится при температуре воды, равной 20 0 С и температуре до 60 0 С.

Определение запаха и вкуса производится органолептически; у воды отмечают горький, сладкий, кислый, соленый вкус. Все остальные вкусовые ощущения - привкусы. Количественно запах и вкус воды оцениваются по пятибалльной шкале запахов и вкусов:

Интенсивность запаха должна быть не более 2 баллов при 60 0 С.

Вкус воды должен быть не более 2 баллов при 20 0 С.

Температура воды - зависит от местоположения источника и подвержена значительным колебаниям, в зависимости от климатических условий. Наиболее благоприятная температура питьевой воды 7-12 0 С.

Общее солесодержание (минерализация) воды характеризуется величиной сухого остатка . Определяется массой осадка, образующегося после выпаривания, просушивания до постоянной массы (105 0 С) профильтрованной пробы воды. Показатель "растворенные вещества " идентичен сухому остатку. Прокаливанием высушенных осадков при 600 0 С определяют показатели: "остаток после прокаливания" и "потери при прокаливании".

Водородный показатель рН - важный показатель чистоты и качества воды. Допускаются колебания рН в пределах 6,5-8,5. Отклонение рН от этих значений указывает на возможное загрязнение.

Жесткость воды . Ионы Са 2+ и Мg 2+ характеризуют общую жесткость. Умеренно жесткая вода не опасна в гигиеническом аспекте, так как с водой в организм поступает 20-30 % Са, необходимого для обмена веществ в организме. В этом отношении маломинерализованная мягкая вода является менее желательной. Гидрокарбонатнокальциевые воды средней жесткости наиболее приятны на вкус. Общая жесткость по ГОСТу должна быть не более 7 мг-экв/л.

В некоторых природных водах отмечается повышенное содержание соединений Fе и Мn (II). Они, не обладая выраженным токсическим действием, ухудшают качество воды, придавая ей железистый привкус (более 0,1-0,3 мг/л). Поэтому допустимая концентрация железа в воде равна 0,3 мг/л, а марганца - 0,1 мг/л. Постоянные компоненты воды: хлориды, сульфаты при высоком содержании ухудшают качество воды. Хлориды (более 500 мг/л) дают солоноватый привкус воде, а сульфаты (более 500 мг/л) угнетают некоторые функции организма (желудок) и обладают слабительным свойством. В питьевой воде должно быть не более 350 мг/л хлоридов и 500 мг/л - сульфатов.

Для обработки воды на водопроводных стациях применяются реагенты, которые при концентрациях, выше допустимых, отрицательно сказываются на качестве воды. Поэтому существует нормирование этих веществ в воде (питьевой).

При обеззараживании хлором воды концентрация свободного остаточного хлора (Сl 2) должна быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л после 30-минутного контакта, или не менее 0,8 и не более 1,2 мг/л после 60-минутного контакта хлора с водой.

Гексаметафосфата или триполифосфата натрия в воде должно быть не более 3,5 мг/л (в расчете на РО). Тринатрийфосфат (Nа 3 РО 4 · 12 Н 2 О) - применяется для умягчения воды, удаления масла, жира с машин и одежды, для мытья окон, полов.

Нормированы в воде общетоксические соединения (более 400):

Ве 2+ - 0,0002 мг/л; Для радиоактивных элементов (допустимые уровни

Sе 6+ - 0,001 мг/л; активности):

Аs 3+,5+ - 0,05 мг/л; 226 Rа - 4,44 · 10 3 с -1 · м -1

Рb 2+ - 0,1 мг/л; 90 Sr - 1,48 · 10 2 с -1 · м -1

Sr 2+ - 2 мг/л; Содержание нитратов в питьевой воде (в перерасчете

Мо 2+ - 0,5 мг/л. на азот) - до 10 мг/л.

ПДК фтора в питьевой воде:

Если проводится фторирование воды, то доза фтора для данного района составляет 70-80 % от ПДК.

К сильнодействующим токсичным соединениям относятся одно- и многоатомные фенолы. При содержании РhОН более 0,001 мг/л начинает проявляться токсическое действие, обнаруживается характерный запах. Присутствие в воде хлорфенолов делает ее непригодной для питья, кипячение воды только усиливает хлорфенольный запах.

Действие некоторых токсичных соединений, одновременно присутствующих в воде, может суммироваться или даже усиливаться. Если в воде содержится несколько токсичных веществ, то сумма, выражаемая в долях ПДК каждого из них, не должна превышать единицы:

где С 1 , С 2 , …С n - концентрация токсичных веществ в воде, мг/л;

С, С,……..С- ПДК токсичных веществ в воде, мг/л.

Бактериологические показатели качества питьевой воды

Данные показатели характеризуют безвредность воды относительно присутствия болезнетворных микроорганизмов. Общее количество микроорганизмов - минерализаторов органических веществ, не опасных для здоровья людей, определяется количеством колоний, вырастающих при посеве на питательной среде 1 мл питьевой воды. Общее количество таких колоний должно быть не более 100 на 1 мл воды.

Важным бактериологическим показателем является содержание в воде бактерий группы кишечной палочки (БГКП). Количество БГКП в 1 мл воды определяет величину коли-индекса , а наименьший объем, в котором содержится клетка (одна) БГКП, соответствует коли-титру. По ГОСТу коли-титр должен быть? 300, а коли-индекс? 3.

Цветность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней гуминовых веществ, которые вымываются в воду из почвы. Гуминовые вещества образуются в почве вследствие микробиологического разрушения чужеродных органических соединений и синтеза почвенными микроорганизмами нового органического вещества, присущего почве, которое называется гумусом. Гумус коричневого цвета, и поэтому гуминовые вещества придают воде окраску от желтой до коричневой. На количество этих веществ влияют геологические условия, водоносные горизонты, характер почвы, наличие болот и торфяников в бассейнах рек и т. д. Небольшое количество гуминовых веществ образуется непосредственно в поверхностных водоемах вследствие микробиологического разрушения водных растений (водорослей). Чем больше в воде гуминовых веществ, тем выше окрашивание воды и интенсивнее ее цветность.

Для измерения уровня цветности разработана хромово-кобальтовая шкала, имитирующая цветность природной воды. Эта шкала представляет собой растворы калия хромата, кобальта сульфата и серной кислоты в воде. Чем выше концентрация этих веществ, тем интенсивнее желто-коричневое окрашивание раствора и больше цветность. Для оценки цветности воды можно использовать и платиново-кобальтовую шкалу. Цветность воды измеряют в градусах путем сравнения ее интенсивности с окрашиванием растворов хромово-кобальтовой или платиново-кобальтовой шкалы. Раньше это сравнение осуществляли визуально, а в настоящее время используют спектрофотометры и фотоколориметры.

Практически бесцветной можно считать лишь такую воду, цветность которой не воспринимается глазом и не превышает 20 градусов. Только в этом случае не ограничивается ее использование и не будут вестись поиски иных возможностей для утоления жажды. Если большинство потребителей скажет, что вода желтоватая, то ее цветность по имитирующей шкале превышает 20 градусов. Именно поэтому в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду отмечено, что ее цветность не должна превышать 20 градусов.

Кроме цветности, следует помнить и об окраске воды. Она связана с загрязнением воды веществами органического и неорганического происхождения, в частности красителями, которые могут попадать в водоемы со сточными водами предприятий легкой промышленности, некоторыми неорганическими соединениями железа, марганца, меди как природного, так и техногенного происхождения. Так, железо и марганец могут окрашивать воду в цвета от красного до черного, медь - от бледно-голубого до сине-зеленого, т. е. загрязненная стоками промышленных предприятий вода может иметь неестественный цвет.

Окраску определяют визуально или фотометрическим методом после удаления взвешенных веществ путем фильтрования или центрифугирования. Визуально изучают цвет, оттенок, интенсивность окраски воды. Для этого воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают лист белой бумаги. Через столбик воды в цилиндре рассматривают лист и оценивают его цвет. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока цвет не будет восприниматься как белый, присущий всему листу бумаги. Измеряют высоту столбика, при котором исчезает окрашивание. Окраска воды не должна определяться в столбике высотой 20 см. Иногда, если окраска очень интенсивная, возникает потребность в разведении исследуемой воды дистиллированной водой. Интенсивность и характер окраски воды можно установить, измерив спектрофотометром или фотоколориметром ее оптическую плотность для световых волн различной длины.

Необычные цветность и окраска воды ограничивают ее употребление и заставляют искать новые источники водоснабжения. Однако вода новых источников может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать токсические вещества. Кроме того, повышение окраски и цветности воды может свидетельствовать о ее загрязнении промышленными сточными водами. Вода с высокой цветностью может быть биологически активной за счет гу-миновых органических веществ. Убедительных данных о влиянии воды с высокой цветностью на здоровье человека в литературе нет. Но известно, что в результате действия гуминовых кислот на 50-100% повышается проницаемость стенок кишечника для катионов Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, сульфатионов. И наконец, цветность является показателем эффективности очистки (обесцвечивания) воды на очистных сооружениях.

Мутность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных веществ органического и минерального происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и т. п.).

Противоположная характеристика воды - прозрачность, то есть ее способность пропускать световые лучи. Чем больше в воде взвешенных веществ, тем выше ее мутность, то есть меньше прозрачность.

Для количественной оценки прозрачности воды был предложен метод Снеллена. Воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают стандартный шрифт. Высота букв составляет 4 см, а толщина - 0,5 мм. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик можно будет прочитать буквы. Высота этого столбика (в сантиметрах) и характеризует прозрачность воды. Прозрачная, по мнению потребителя, вода в случае измерения по методу Снеллена имеет прозрачность не менее 30 см.

Для измерения уровня мутности воды была предложена имитирующая каолиновая шкала. Это набор суспензии белой глины (каолина) в дистиллированной воде. Содержание каолина в суспензиях колеблется от 0,1 до 0,5 мг/л. Мутность воды измеряют в миллиграммах на литр посредством сравнения ее оптической плотности с плотностью стандартных растворов каолина. Раньше эти сравнения производили визуально. Сегодня используют нефелометры, спектрофотометры и фотоколориметры.

Если воду, которую потребители оценили как прозрачную, оценить по имитирующей каолиновой шкале, то окажется, что ее мутность не превышает 1,5 мг/л. Если же преобладающее число потребителей считает, что вода непрозрачная, то ее мутность превышает 1,5 мг/л. Именно поэтому в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду указано, что ее мутность не должна превышать 1 , 5 мг/л.

Мутность тесно связана с другими свойствами воды, прежде всего с цветностью, запахом и привкусом. Так, гуминовые вещества, определяющие цветность воды, делают ее мутной (за счет коллоидной фракции), придают ей естественный запах и привкус. Красноватый цвет свидетельствует о наличии в воде железа гидроксида (III). Такая вода мутная, со специфическим вяжущим привкусом.

Мутность влияет на микробиологические показатели качества воды. Большинство микроорганизмов сорбируется на поверхности или находится в середине взвешенных частиц, органические и неорганические вещества которых защищают бактерии и вирусы. Данные литературы свидетельствуют о том, что обеззараживание мутной воды хлором в течение 30 мин даже при остаточном, свободном активном хлоре на уровне 0,3-0,5 мг/л неэффективно относительно кишечных бактерий и вирусов (например, возбудителей гепатита А). В то же время осветление и обесцвечивание воды на очистных сооружениях, направленные на удаление взвешенных и гуминовых веществ, способствуют удалению 90% бактерий.

Установлено, что хлорированная мутная вода может быть опасной для здоровья вследствие образования хлорорганических соединений - токсичных и даже канцерогенных. Это хлорфенолы, хлорцианы, тригалометаны, хлорированные полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы.

Мутная, непрозрачная вода вызывает у человека чувство отвращения. Это ограничивает ее употребление и заставляет искать новые источники водоснабжения, вода в которых может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать вредные вещества. Мутность воды свидетельствует о ее загрязнении органическими и неорганическими веществами, которые могут быть вредными для здоровья человека или образовывать вредные вещества во время реагентной обработки воды (например, хлорирования). Мутность является показателем эффективности осветления воды на очистных сооружениях. И, наконец, мутность является одним из факторов, влияющих на эффективность обеззараживания воды, то есть на эффективность очистки ее от патогенных бактерий и особенно энтеровирусов.

В различных аналитических лабораториях нашей страны специалисты ежегодно выполняют не менее 100 млн анализов качества воды, причем 23% определений заключается в оценке их органолептических свойств, 21% - мутности и концентрации взвешенных вешеств, 21 % составляет определение общих показателей - жесткости, солесодержания, ХПК, БПК, 29 % - определение неорганических веществ, 4% - определение отдельных органических веществ.

Температура

Температура является важной гидрологической характеристикой водоема, показателям возможного теплового загрязнения. Тепловое загрязнение водоема происходит обычно в результате использования воды для отвода избыточного тепла и сбрасывания воды с повышенной температурой в водоем. При тепловом загрязнении происходит повышение температуры воды в водоеме по сравнению с естественными значениями температур в тех же точках в соответствующие периоды сезона. Основные источники промышленных тепловых загрязнений - тепловые воды электростанций. Тепловое загрязнение опасно тем, что вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности и ускорение естественных жизненных циклов водных организмов, изменение скоростей химических и биохимических циклов водных организмов, протекающих в водоеме.

Последствия:

при повышенной температуре многие водные организмы, и в частности рыбы, находятся в состоянии стресса, что снижает их естественный иммунитет, происходит массовое размножение сине-зеленых водорослей, образуются тепловые барьеры на путях миграций рыбы, уменьшается видовое разнообразие.

Специалисты установили: чтобы не допускать необратимых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных вод не должна повышаться более чем на 3 оС по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за последние 10 лет.

Органолептические показатели

К органолептическим показателям относятся цветность, мутность, запах, вкус и привкус, пенистость. Органолептическая оценка качества воды - обязательная начальная процедура санитарно-химического контроля воды. Ее правильному проведению специалисты придают большое значение.

Международные стандарты ИСО 6658 и другие устанавливают специальные требования к дегустаторам и методам проведения дегустации. Например, установлено, три квалификационных уровня дегустаторов: консультант, квалификационный консультант и эксперт. Перед исследованием запаха и вкуса проводят предварительные испытания образца, свободного от посторонних запаха или привкуса, и такой образец шифрованным образцом включается в серию анализируемых проб.

Цветность - естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бассейне болот и торфяников. Цветность воды определяется визуально или фотометрически, сравнивая окраску пробы с окраской условной 100-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси K2Cr2O7 и CoSO4. Для воды поверхностных водоемов этот показатель допускается не более 20 градусов по шкале цветности. Если окраска воды не соответствует природному тону, а также при интенсивной естественной окраске, определяют высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуют цвет воды.

Соответствующая высота столба не должна превышать для воды водоемов хозяйственно -бытового назначения - 20 см, культурно - бытового назначения - 10 см. Можно определять цветность и качественно (ГОСТ 1030). Стеклянная пробирка заполняется водой до высоты 10 - 12 см. Цветность воды определяют, рассматривая пробирку на белом фоне.

Различают следующие оттенки:

Слабо - желтоватая, светло - желтоватая, желтая, коричневая, красно - коричневая, другая (укажите какая).

Запах

Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все органические вещества имеют запах и передают его в воде. Обычно запах определяют при нормальной (20 0С) и при повышенной (60 0С) температуре воды.

Запах по характеру подразделяют на две группы, описывая его субъективно по своим ощущениям:

естественного происхождения (от живущих и обмерших организмов, от влияния почв, водной растительности),

искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды.

Характер запаха:

Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Количественно интенсивность запаха оценивают, определяя «пороговое число» запаха N - степень разбавления анализируемой воды водой, лишенной запаха (обрабатывают активированным углем (0,6 г на 1 л), либо пропустив воду через бытовой фильтр для очистки воды).

где V 0 - суммарный объем воды (с запахом и без запаха), Va - объем анализируемой воды (с запахом), мл.

Если анализируемая вода содержит какое - либо пахнущее вещество, то описанным способом можно определить его концентрацию в пробе.

C x = C 0 ·(N 0 /N x),

С 0 - концентрация определяемого вещества в стандартном растворе, мг/л, N 0 и N x - «пороговое число» запаха стандартного раствора и пробы соответственно.

Определение порогового числа избавляет от необходимости определять количественное содержание в воде тех веществ, для которых ПДК установлено по органолептическому показателю - запаху (например, для фенолов и хлорфенолов).

Вкус и привкус

Различают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий.

Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами: (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т. д.). Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5 - бальной шкале. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкус и привкус не более 2 баллов.

Мутность

Мутность воды обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей - нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения. Мутность воды обуславливает и некоторые другие характеристики воды - такие как:

Наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим (в мм).

Взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно мало информативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод.

Прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который на белой бумаге можно различать стандартный шрифт.

Мутность определяют фотометрически, либо визуально по степени мутности столба высотой 10-12 см. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная, очень мутная (ГОСТ 1030).

Пенистость

Пенистостью считается способность воды сохранять искусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствие таких веществ как поверхностно-активные вещества природного и искусственного происхождения. Пенистость определяют, в основном, при анализе сточных и загрязненных природных вод. Проба положительна, если пена сохраняется больше 1 мин (рН 6,5 - 8,5).

Водородный показатель

Для всего живого в воде минимально возможная величина рН=5, дождь, имеющий рН<5,5, считается кислотным. В питьевой воде допускается рН= 6,0-9,0, в воде водоемов хозяйственно-бытового и культурно-бытового водопользования - 6,5-8,5.

Щелочность и кислотность

Щелочность обусловлена присутствием в воде веществ, содержащих гидроксо-анион.

К таким соединениям относятся:

сильные щелочи (КОН, NaOH) и летучие основания (например, NH 4 OH), а также анионы, обуславливающие высокую щелочность в результате гидролиза в водном растворе при рН>8,4 (CO 3 2- , S 2- , PO 4 3- , SiO 3 2- и др.);

слабые основания и анионы летучих и нелетучих слабых кислот (НСО 3 - , Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- , СН 3 СОО - , HS - , анионы гуминовых кислот и др.).

Щелочность пробы воды измеряется в моль-экв/л или ммольэкв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно используют соляную кислоту с концентрацией 0,05 или 0,1 мольэкв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора. При нейтрализации до значений рН 8,0 - 8,2 в качестве индикатора используют фенолфталеин. Определяемая таким образом величина называется свободной щелочностью . При нейтрализации до значений рН 4,2 - 4,5 в качестве индикатора используют метиловый оранжевый. Определяемая таким образом величина называется общей щелочностью .

При рН=4,5 проба воды имеет нулевую щелочность.

Соединения первой группы из приведенных выше определяются по фенолфталеину, второй - по метилоранжу. Щелочность природных вод в силу их контакта с атмосферным воздухом и известняками, обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов, которые вносят значительный вклад в минерализацию воды.

Соединения первой группы могут содержаться также в сточных и загрязненных поверхностных водах. Аналогично щелочности, иногда, главным образом при анализе сточных и технологических вод, определяют кислотность воды.

Кислотность воды обусловлена содержанием в воде веществ, реагирующих с гидроксо-анионами. К таким соединениям относятся:

сильные кислоты: соляная (НСl), азотная (HNO 3), серная (H 2 SO 4);

слабые кислоты: уксусная (СН 3 СООН); сернистая (H 2 SO 3); угольная (H 2 CO 3), сероводородная (H 2 S) и т.п.

катионы слабых оснований: аммоний (NH 4 +); катионы органических аммонийных соединений.

Общая жесткость

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью.

Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с жесткостью менее 4 ммоль-экв/л считается мягкой, от 4 до 8 ммоль-экв/л - средней жесткости, от 8 до 12 ммоль-экв/л - жесткой и выше 12 ммоль-экв/л - очень жесткой. Общая жесткость колеблется от единиц до десятков, иногда сотен ммоль-экв/л, причем карбонатная жесткость составляет до 70-80% от общей жесткости. Обычно преобладает жесткость, обусловленная ионами кальция (до 70%); однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки и сотни ммоль-экв/л). Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения. Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 10,0 ммоль-экв/л. Жесткость воды выражается числом ммоль-экв кальция и магния в 1 л воды.

Общая жесткость определяется методом комплексонометрического титрования. Комплексонометрическое титрование основано на образовании комплексных соединений металлоионов с неорганическими и органическими лигандами. Наибольшее распространение получило комплексонометрическое титрование, в котором используют специальные реагенты - комплексоны - производные -аминополикарбоновых кислот. Чаще всего в качестве титранта применяют комплексон III - динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты Na2H2Y - ЭДТА (торговое название - трилон Б).

Схематически образование комплексного соединения можно представить следующим образом:

Me 2+ + H 2 Y 2- = MeY 2- + 2H + ;

Me 3+ + H 2 Y 2- = MeY- + 2H + ;

Me 4+ + H 2 Y 2- =MeY + 2H + .

Эти уравнения показывают, что один атом металла, независимо от его валентности, связывает одну молекулу комплексона.

Сухой остаток

Сухой остаток - это масса остатка, получаемого выпариванием профильтрованной пробы воды высушиванием при 103-105 0 С или 178-182 0 С.

Величина эта должна выражать суммарное количество растворенных в пробе веществ, неорганических и органических. Получаемые результаты, однако, удовлетворяют этому требованию лишь приближенно, при какой бы из указанных двух температур ни проводилось высушивание остатка.

Если остаток высушивали при 103-105 0 С, то в нем сохранится вся или почти вся кристаллизационная вода солей, образующих кристаллогидраты, а также частично и окклюдированная вода. С другой стороны, при выпаривании и высушивании удаляются все летучие с водяным паром органические вещества, растворенные газы, а также СО2 из гидрокарбонатов, которые при этом превратятся в карбонаты.

Если остаток высушивали при 178-182 0 С, то окклюдированная вода будет удалена полностью. Кристаллизационная вода также удалится, но некоторое количество может остаться, особенно когда в пробе присутствуют сульфаты. Гидрокарбонаты превратятся в карбонаты, но последние могут частично разложиться с образованием оксидов или окси-солей. Может произойти незначительная потеря нитратов. Органические вещества теряются в большей мере, чем в первом случае.