Вода природная методы контроля

Виды и методы

Под термином «анализ воды» обычно подразумевают определение качественного и количественного состава примесей и компонентов, содержащихся в воде.

При этом, содержание любого элемента требует выполнения определенных исследований, использования разных методик и технологий. Чем больше пунктов проверки, тем обширнее состав используемых способов определения параметров воды.

Рассмотрим, какие методы могут применяться при проведении анализов.

Какие типы анализов бывают?

Определение присутствия и количества любого компонента, входящего в состав пробы воды, требует специальных исследований.

Существуют разные методы анализа воды, соответствующие особенностям и природе того или иного вида загрязнений.

Физико-химические

Этот метод производства анализов предназначен для определения содержания следующих компонентов:

Для исследований применяются органолептические и гравиметрические методы.

Первые проводятся преимущественно, с использованием собственных органов чувств. Цвет определяется визуально, путем осмотра воды в пробирке на белом фоне. Запах, степень прозрачности и вкус также определяют самостоятельно.

Химические

Химический анализ необходим для определения качества питьевой воды, а также для выяснения состава проб из колодцев или скважин, других источников. Отдельно проводятся анализы сточной воды, прошедшей очистку и предназначенной для сброса в водоем.

Особое внимание уделяют воде, которую используют для изготовления:

1. пищевых продуктов;
2. напитков;
3. детского питания.

Основной задачей проверки является обнаружение веществ, растворенных в воде и способных нанести вред здоровью людей.

Исследованиям подлежат следующие показатели:

• растворенное железо;
• соли тяжелых металлов;
• марганец;
• растворенные газы, в т.ч. сероводород, углекислота;
• соединения хлора и другие реагенты, применяемые в процессе водоподготовки;
• неорганические соединения;
• коллоидные растворы;
• органические компоненты.

Как правильно сделать забор для химического анализа читайте тут.

Радиологические

Это вид анализов предназначен для определения содержания радона или продуктов распада радиоактивных материалов. Проверка показывает наличие (или отсутствие) изотопов того или иного элемента, после чего делается заключение и предлагаются способы очистки воды от загрязняющих веществ.

• Альфа-излучение. Это признак присутствия радона, хотя возможны и другие источники.
• Бета-излучение. Его наличие свидетельствует о содержании в пробе радионуклеидов.
• Проверка на радон. Этот газ крайне вреден для органов дыхания. Проверку на радон делают независимо от анализа на альфа-излучение, так как он не всегда дает достаточно ясные показатели.

Микробиологические

Проба воды содержит большое количество бактерий и микроорганизмов. Это нормально, допустимым количеством колоний является 50 и меньше.

Однако, среди нейтральных видов микрофлоры могут встречаться опасные или вовсе недопустимые разновидности. Поэтому микробиологический анализ является одним из основных типов исследований питьевой воды.

Определению подлежат:

• общие и термотолерантные колиформные микроорганизмы;
• колифаги;
• общее микробное число.

Это малый список проверки. Для более углубленных исследований используются расширенные перечни, включающие от 20 пунктов и более.

Подробная информация о микробиологическом анализе здесь.

Бактериологические

Бактериологический анализ воды — процедура, аналогичная микробиологической проверке. Однако, многие лаборатории различают эти методы, определяя микробиологические исследования как общий анализ, а бактериологические — как определение количества:

• гельминтов,
• синегнойной палочки,
• прочих видов микрофлоры, вредных для человека.

Принципиальной разницы в методиках исследования не делается, разграничивают только пункты проверки. Для исследований требуются специальные методы. Обычно делается посев в пробирке с питательной средой, через некоторое время определяется количество видов и число колоний микроорганизмов.

Процесс довольно кропотливый, результат во многом зависит от уровня подготовки лаборантов, поэтому для выполнения тестов рекомендуется выбирать специализированные организации.

Полная статья о бактериологическом исследовании воды по ссылке.

Спектральные

Спектральные исследования воды позволяют определить наличие растворенных примесей органического и неорганического происхождения. Особенность методики состоит в высокой точности, способности определить присутствие малых количеств примесей.

По уровню возможностей спектральные исследования могут соперничать с хроматографией, а по некоторым позициям они даже опережают альтернативные способы.

В список проверки входят:

• У/Ф исследования;
• ИК анализ пробы;
• Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС).

Метод позволяет получить полную информацию о наличии и составе примесей, не делая отдельные анализы для каждого элемента.

Особенности спектрального анализа разбираем в статье по ссылке.

Лабораторный

Лабораторные исследования — это общее определение проверок качества воды, выполненных в специальных условиях. Этот метод является прямой противоположностью полевым исследованиям, дающим лишь первичные данные о качестве проб.

Для анализов необходимо использование специального оборудования. Работы должны выполняться опытными, подготовленными специалистами.

Если необходима независимая проверка, следует обращаться в организацию, внесенную в Реестр испытательных лабораторий. Заключение, полученное из такого исследовательского центра, имеет официальную силу, в отличие от результатов проверок несертифицированных лабораторий.

Паразитологический

Паразитологический анализ — это специализированная проверка на присутствие в пробе:

1. следов жизнедеятельности или личинок гельминтов;
2. колиформных бактерий;
3. других опасных микроорганизмов.

Анализы производятся методом тонкой фильтрации пробы и определения количества вредных микроорганизмов в составе фильтрата.

Отдельные проверки такого типа делаются только в случае регистрации повышенного числа заболеваний гельминтозом, появления избыточного количества кишечных или кожных паразитов. Для исследований используются методики, соответствующие особенностям того или иного вида возбудителей.

Санитарно-вирусный

Это общее наименование комплексных исследований, регулируемых требованиями СанПиН.

В составе проверки числятся:

• методы определения эпидемиологической опасности проб;
• различные способы концентрации вирусов;
• определение и количественная оценка обнаруженных вирусов.

Проверки подобного типа производятся в плановом порядке или выполняются в связи с усложнившейся обстановкой.

Используются различные методики выполнения анализов, необходимые для выявления того или иного вида вирусов. Как правило, обработке подвергается питьевая вода и вода из открытых природных источников, водоемов, колодцев.

Методы для тестирования воды разного качества

Методики, применяемые для исследований воды, выбираются исходя из типа источника. Это позволяет производить обработку с учетом:

• происхождения воды,
• наличия подготовки,
• предварительной очистки,
• прочих факторов.

Рассмотрим наиболее распространенные виды источников.

Природных

Вода из природных источников богата растворенными минералами, газами, органическими и неорганическими соединениями. Исследование производится путем взятия пробы, максимально быстрой доставки ее в лабораторию.

Иногда, чтобы не создавать условий для искажения результатов, исследования производятся в полевых условиях, с помощью экспресс-тестов.

Первичная проверка состоит из:

1. определения органолептических показателей (цвет, запах, степень прозрачности, вкус),
2. общей минерализации воды,
3. наличия взвешенных частиц,
4. кислотности и т.п.

Природные источники, расположенные в регионах с большими запасами определенных ископаемых, химических веществ, дополнительно проверяют на содержание этих компонентов.

Питьевых

Питьевые источники можно условно разделить на 3 группы:

Водопровод. Анализ воды производят местные СЭС, а также лаборатории Водоканала и других ответственных организаций. Качество воды строго регламентируется нормами ГОСТ и СанПиН, но проверка необходима в любом случае.

Водоподготовка представляет собой сложный многоступенчатый процесс, на каждой стадии возможны контакты с различными загрязнителями. Кроме этого, необходим санитарно-эпидемиологический контроль, особенно важный в южных регионах.
Скважина. Питьевые скважины относят к условно закрытым источникам воды. Однако они не являются полностью защищенными от возможного проникновения примесей извне. Кроме этого, постоянные изменения состояния подземных водоносных горизонтов требуют периодической проверки состава воды.

Необходимо отслеживать динамику происходящих изменений, появление новых компонентов, увеличение или уменьшение концентрации тех или иных элементов. Как правило, первую проверку (после ввода в эксплуатацию скважины) проводят по всем позициям СанПиН, а потом делают ежегодный анализ основных показателей — pH, минерализация, наличие органических, неорганических соединений.

Колодец. Это открытый источник воды, поэтому для него необходимы регулярные проверки качества и состава. Помимо физико-химических показателей и органолептики, определяют микробиологический фон воды, выполняют исследования на присутствие опасной микрофлоры.

Подробная статья об анализе питьевой воды, а также о правилах ее забора читайте в этой статье, а информация о стоимости анализов здесь.

Сточных

Проверка сточной воды производится для того, чтобы получить информацию относительно разных аспектов эксплуатации сетей:

1. Определение количества, качества загрязнений, присутствующих в бытовых стоках. Это позволяет выбирать и корректировать технологию очистки.
2. Проверка после очистки, для определения эффективности обработки.
3. Анализы ливневых стоков, подлежащих очистке или прямому сбросу в водоем.
4. Проверка состава промышленных стоков, определение присутствия и количества отходов, нефтепродуктов, химических соединений.

Анализы проводятся по разным методикам, соответствующим типу и свойствам примесей. Упор делается на микробиологические и физико-химические показатели. По результатам проверки делается выбор способов очистки, производится коррекция технологии обработки воды.

Более детально об анализе сточных вод читайте здесь, а особенности исследования для предприятия описаны тут.

Из бассейна

Проверка воды из бассейна позволяет определить эффективность водоподготовки, отследить избыточное количество реагентов или дезинфицирующих средств.

Использование обычной водопроводной воды не допускается, так как она быстро зацветет, возникнет повышенный бактериологический фон. Поэтому перед наполнением чаши бассейна выполняется комплексная обработка воды.

Бутилированных

Требования СанПиН к бутилированной воде значительно мягче, чем к обычной водопроводной. Это заставляет производителей или рядовых пользователей проверять качество исходного сырья, состав готового продукта.

Иногда требуется полная проверка состава по всем пунктам СанПиН. Это комплексная проверка по всем направлениям:

1. органолептика;
2. физико-химические методы;
3. бактериологические виды анализов.

Это самая сложная и дорогая проверка, которая выполняется примерно по 80 пунктам.

Чаще выполняется общий тест, дающий информацию о самых основных компонентах:

1. уровне кислотности;
2. минерализации;
3. наличии, составе бактериологических компонентов.

Детальный разбор специфики анализа бутилированной воды здесь.

Заключение

Методы анализа воды выбираются исходя из направления исследований, свойств, примесей и задач текущей проверки. Иногда требуется обнаружить и определить количество какого-либо конкретного элемента.

Чаще делается общий анализ основных позиций СанПиН, дающий представление о пригодности воды для использования в питьевых или технических целях. Все исследования должны производиться в специализированных лабораториях, внесенных в реестр, обладающих необходимым набором оборудования.

Это позволит получить достоверную, точную информацию о составе воды, рекомендации о способах очистки.

Источник

2. Защита гидросферы от загрязнений

В.Ф. Панин
Теоретические основы защиты окружающей среды
Конспект лекций по учебной дисциплине. Томск: ТПУ, 2009. – 115с.

2. Защита гидросферы от загрязнений

2.6. Методы и приборы контроля качества воды в водоёмах [12]

Контроль качества воды водоёмов осуществляется периодическим отбором и анализом проб воды из поверхностных водоёмов: не реже одного раза в месяц [12]. Количество проб и места их отбора определяют в соответствии с гидрологическими и санитарными характеристиками водоёма. При этом обязателен отбор проб непосредственно в месте водозабора и на расстоянии 1 км выше по течению для рек и каналов; для озёр и водохранилищ – на расстоянии 1 км от водозабора в двух диаметрально расположенных точках. Наряду с анализом проб воды в лабораториях используют автоматические станции контроля качества воды, которые могут одновременно измерять до 10 и более показателей качества воды. Так, отечественные передвижные автоматические станции контроля качества воды измеряют концентрацию растворённого в воде кислорода (до 0,025 кг/м 3 ), электропроводность воды (от до Ом/см), водородный показатель рН (от 4 до 10), температуру (от 0 до 40°С), уровень воды (от 0 до 12м). Содержание взвешенных веществ (от 0 до 2 кг/м 3 ). В таблице 2.5 приведены качественные характеристики некоторых отечественных типовых систем для контроля качества поверхностных и сточных вод.

Таблица 2.5 – Качественные характеристики некоторых отечественных типовых систем для контроля качества поверхностных и сточных вод

Система (лаборатория, комплекс)

1 Гидрохимическая лаборатория ГХЛ – 66

Физико-химический анализ состава и свойств природных и сточных вод

2 Лаборатория анализа воды ЛАВ – 1

Определение качества питьевой воды, воды водоёмов, состава сточных вод и содержания в них примесей

3 Комплекс технических средств автоматизированной системы контроля загрязнения поверхностных вод типа

Автоматическое определение и запись физико-химических параметров поверхностных вод, в их числе концентрации Cl₂, F₂, Cu, Ca, Na, фосфатов, нитридов

На очистных сооружениях предприятий осуществляют контроль состава исходных и очищенных сточных вод, а также контроль эффективности работы очистных сооружений. Контроль, как правило, осуществляется один раз в 10 дней.

Пробы сточной воды отбираются в чистую посуду из боросиликатного стекла или полиэтилена. Анализ проводится не позже, чем через 12 часов после отбора пробы. Для сточных вод измеряются органолептические показатели, рН, содержание взвешенных веществ, химическое потребление кислорода (ХПК), количество растворённого в воде кислорода, биохимическое потребление кислорода (БПК), концентрации вредных веществ, для которых существуют нормируемые значения ПДК.

Контролируются два органолептических показателя воды при анализе сточных вод: запах и цвет, который устанавливается измерением оптической плотности пробы на спектрофотометре на различных длинах волн проходящего света.

Величина рН в сточных водах определяется электрометрическим способом. Он основан на том, что при измерении рН в жидкости потенциал стеклянного электрода, опущенного в жидкость, изменяется на постоянную для данной температуры величину (например, на 59,1 мВ при температуре 298 К, на 58,1 мВ при 293 К и т.д.). Отечественные марки рН-метров: КП-5, МТ-58, ЛПУ-01 и др.

При определении грубодисперсных примесей в стоках измеряется массовая концентрация механических примесей и фракционный состав частиц. Для этого применяют специальные фильтроэлементы и измерение массы «сухого» осадка. Также периодически определяются скорости всплывания (осаждения) механических примесей, что актуально при отладке очистных сооружений.

Величина ХПК характеризует содержание в воде восстановителей, реагирующих с сильными окислителями, и выражается количеством кислорода, необходимым для окисления всех содержащихся в воде восстановителей. Окисление пробы сточной воды производится раствором бихромата калия в серной кислоте. Собственно измерение ХПК осуществляется либо арбитражными методами, производимыми с большой точностью за длительный период времени, и ускоренными методами применяемыми для ежедневных анализов с целью контроля работы очистных сооружений или состояния воды в водоёме при стабильных расходе и составе вод.

Концентрацию растворённого кислорода измеряют после очистки сточных вод перед их сбросом в водоём. Это необходимо для оценки коррозионных свойств стоков и для определения БПК. Чаще всего используется йодометрический метод Винклера для обнаружения растворённого кислорода с концентрациями больше 0,0002 кг/м 3 , меньшие концентрации измеряются колориметрическими методами, основанными на изменении интенсивности цвета соединений, образовавшихся в результате реакции между специальными красителями и сточной водой. Для автоматического измерения концентрации растворённого кислорода используют приборы ЭГ – 152 – 003 с пределами измерений 0 … 0,1 кг/м 3 , «Оксиметр» с пределами измерения 0 …0,01 и 0,01 … 0,02 кг/м 3 .

БПК – количество кислорода (в миллиграммах), необходимое для окисления в аэробных условиях, в результате происходящих в воде биологических процессов органических веществ, содержащихся в 1л сточной воды, определяется по результатам анализа изменения количества растворённого кислорода с течением времени при 20°С. Чаще всего используют пятисуточное биохимическое потребление кислорода – БПК₅.

Измерение концентрации вредных веществ, для которых установлены ПДК, проводят на различных ступенях очистки, в том числе перед выпуском воды в водоём.

Источник