Определение качества воды
Органолептическим и КОЛОРИметричЕским методами
Цель работы - ознакомление с органолептическим методом определения вкуса, запаха и мутности воды, колориметрическим методом определение цветности воды и проведение оценки качества воды по приведенным показателям.
I. Термины и определения
Питьевые воды получают из поверхностных и подземных вод.
Воды, пригодные по своему качеству для хозяйственно-питьевого водоснабжения, объединяют в понятие “питьевая вода”. В понятие “питьевая вода” входит несколько видов вод: водопроводная, межпластовая напорная и безнапорная, колодезная. Исходя из основных требований, предъявляемых к качеству питьевой воды, параметры качества воды делят на три группы: показатели, характеризующие органолептические свойства, показатели, характеризующие химический состав и эпидемиологическую безопасность.
Вода питьевая - вода, качество которой пригодно для питья по
ГОСТ 2874-82.
Вода межпластовая - подземные воды, залегающие между водоупорными породами.
Вода безнапорная подземная - подземные воды, имеющие свободную поверхность, давление на которой равно атмосферному.
Вода напорная - подземные воды, поверхность которых находится под давлением выше атмосферного.
Вода артезианская - напорные подземные воды, самоизливающиеся при вскрытии.
Стандартный раствор - раствор, содержащий в единице объема определенное количество вещества или его химико-аналитического эквивалента. ГОСТ 12.1.016-79.
Исследуемый раствор - раствор, в котором необходимо определить содержание исследуемого вещества или его химико-аналитического эквивалента, ГОСТ 12.1.016-79.
Градуировочный график (в данной работе) - графическое выражение зависимости оптической плотности сигнала от концентрации исследуемого вещества, ГОСТ 12.1.016 - 79.
Колориметрия - метод измерения и количественного выражения цвета. Колориметрический метод анализа основан на способности окрашенных растворов поглощать свет в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного. Степень поглощения зависит от свойств вещества и его концентрации.
II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Органолептические показатели воды
Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды (вкус, запах, мутность и цвет), включают нормативы для веществ:
* встречающихся в природных водах;
* добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;
* появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.
Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл.1.
Запах. Для определения качества воды по запаху берут образец исследуемой воды, пробуют его (нюхают) и сравнивают свои ощущения с качественным описанием, приведенным в табл. 3. После чего присваивают образцу количество баллов соответствующее качественному описанию. Вода, интенсивность запаха которой не превышают 2 баллов, называется водой без запаха.
Гигиеническое значение запахов воды состоит в том, что:
- при интенсивности свыше 2 баллов ограничивается водопотребление;
- запахи и привкусы указывают на загрязнение промстоками;
- естественные запахи выше 2 баллов свидетельствуют о биологическом загрязнении выделениями сине-зеленых водорослей.
Вкусы и привкусы. Вода, привкусы которой не превышают 2 баллов по шкале ГОСТ 2874-82, называется водой без привкуса.
Определение вкуса производится в заведомо безопасной воде при 20°С и 60°С.
Воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая.
Отмечают наличие вкуса (соленый, горький, кислый, сладкий) и привкуса (щелочной, железистый, металлический, вяжущий и т.д.) и их интенсивность в баллах по шкале ГОСТа аналогично определению интенсивности запаха.
Гигиеническое значение вкуса и привкусов воды такое же, как и у запаха: они служат индикатором загрязнения.
Мутность. Это природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных частиц минерального или органического происхождения. Определяют мутность по ГОСТ 3351 - 74.
Гигиеническое значение мутности: при прозрачности столба воды менее 300 мм ограничивается водопотребление, уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении. Прозрачность воды контролирует процесс осветления в очистных сооружениях.
Таблица 1
| Наименование показателя | Норматив | Метод испытания |
| Водородный показатель, pH | 6,0-9,0 | Измеряется на pH-метре любой модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений не превышающий 0,1 pH |
| Железо(Fe2+), мг/дм3, не более | 0,3 | По ГОСТ 4011-72 |
| Жесткость общая, моль/м3, не более | 7,0 | По ГОСТ 4151-72 |
| Марганец (Mn2+), мг/дм3, не более | 0,1 | По ГОСТ 4974-72 |
| Медь (Cu2+),мг/дм3, не более | 1,0 | По ГОСТ 4388-72 |
| Полифосфаты остаточные (PO3-), мг/дм3, не более | 3,5 | По ГОСТ 18309-72 |
| Сульфаты (SO2-), мг/дм3, не более | По ГОСТ 4389-72 | |
| Сухой остаток, мг/дм3, не более | По ГОСТ 18164-72 | |
| Хлориды (Cl-), мг/дм3, не более | По ГОСТ 4245-72 | |
| Цинк (Zn2+), мг/дм3, не более | 5,0 | По ГОСТ 18293-72 |
Таблица 2
| Символ | Характер запаха | Примерный род запаха |
| А | Ароматический | Огуречный, цветочный |
| Б | Болотный | Илистый, тинистый |
| Г | Гнилостный | Фекальный, сточный |
| Д | Древесный | Мокрой щепы, древесной коры |
| З | Землистый | Свежевспаханной земли, прелый, глинистый |
| П | Плесневой | Затхлый, застойный |
| Р | Рыбный | Рыбьего жира, рыбы |
| С | Сероводородный | Тухлых яиц |
| Т | Травянистый | Скошенной травы, сена |
| Н | Неопределенный | Естественного происхождения, но не подходящий под предыдущие определения |
Цветность. Это природное качество обусловлено наличием в воде как взвешенных, так и растворенных гуминовых веществ, придающих воде цвет от желтоватого до коричневого.
Гуминовые вещества, продукт разрушения органических веществ в почве, поступают в воды открытых водоемов с грунтовыми водами и атмосферными осадками, поэтому цветность увеличивается во время ливней и паводков.
Цветность питьевой воды не должна превышать 20 градусов, что соответствует определению “практически бесцветная”.
Безукоризненные по своему качеству воды глубоких подземных источников имеют цветность ниже 5 градусов и литературный эпитет “хрустальных”.
Гигиеническое значение цветности состоит в том, что:
· при цветности выше 35 градусов ограничивается водопотребление;
· большие значения цветности говорят о загрязнении источника;
· цветность - показатель эффективности осветления водопроводной воды.
Цветность растворов и природных вод определяется как визуально (органолептически) так и при помощи фотометра – колориметрически. При колориметрическом методе анализа исследуемое вещество входит в состав раствора, поглощающего свет, и количество растворенного вещества определится по световому потоку, прошедшему через раствор
, (1)
где Jизл - мощность излученного светового пучка;
Jпогл - потеря мощности светового пучка в растворе;
Jпроп - мощность светового пучка, достигшего приемного измерительного устройства.
Эти измерения проводятся при помощи колориметра - прибора, измеряющего оптическую плотность растворов D.
Из формулы (1) видно: чем выше концентрация вещества в растворе (Jпогл), тем меньше его светопроницаемость (Jпроп).
Оптическая плотность окрашенного раствора прямо пропорциональна концентрации вещества в растворе. Это принцип, на котором построена работа колориметра.
Перед проведением измерений подбираются фильтры и кюветы соответственно данному раствору. Фильтр следует подобрать с такой длиной волны, при которой исследуемое вещество будет иметь максимальную светопроницаемость.
Кюветы выбираются визуально соответственно интенсивности окраски раствора: если раствор интенсивно окрашен (темный), выбирается кювета с малой рабочей длиной. Для слабоокрашенных растворов выбираются кюветы с большей рабочей длиной.
В подобранную кювету заливается раствор, в ход лучей включается выбранный светофильтр и измеряется оптическая плотность исследуемого раствора.
При измерении ряда растворов различной плотности подобрать кювету так, чтобы раствор средней плотности дал измерения D = 0,3 - 0,5.
Если D (оптическая плотность) раствора меньше 0,2 - 0,3, выбрать кювету с большей рабочей длиной.
На точность измерений большое влияние оказывает чистота рабочих граней. Поэтому во время работы кюветы берут руками только за нерабочие грани, а после заполнения их раствором следят за отсутствием на стенках даже мельчайших пузырьков воздуха.
При работе с фотоколориметром чаще всего применяется прием построения градуировочного графика. Для построения необходимо измерить оптическую плотность нескольких стандартных растворов с концентрациями в пределах, где обязательно будет заключаться концентрация испытуемого раствора.
Строят график зависимости оптической плотности от концентрации вещества D = f (C) и по измеренной оптической плотности испытуемого раствора находят его концентрацию.