Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Образовательная программа'
Ямбухтино» Спасского муниципального района Р.Т. Согласовано Утверждаю Начальником Заведующий МБДОУ отдела образования «Детский сад «Радуга» исполнител...полностью>>
'Документ'
1. Кодекс этики и служебного поведения работников муниципального бюджетного учреждения Центр народной культуры «Радуга» (далее – Кодекс) разработан в ...полностью>>
'Решение'
А28. Расчеты объемных отношений газов при химических реакциях. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения. Расчеты теплового эффект...полностью>>
'Урок'
Друзья мои! Я очень радаВойти в приветливый ваш класс.И для меня уже наградаВниманье ваших умных глаз.Я знаю: каждый в классе гений.Но без труда талан...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ

1. Классификация природных вод

Дисперсные системы

Природная вода – сложная дисперсная система, содержащая множество разнообразных минеральных и органических примесей. Дисперсная система состоит из мелких частиц вещества, распределенного в другом веществе (среде). Система называется гомогенной, если внутри нее нет поверхностей раздела, отделяющих друг от друга части системы, различающиеся по свойствам.

 Гетерогенные системы – системы, внутри которых есть такие поверхности раздела. Гомогенная система – однофазная, гетерогенная – состоит из не менее двух фаз. При размере частиц примесей воды меньше 10-3 мкм – это гомогенная система (однофазная из двух или более индивидуальных веществ). Если размер частиц ≥ 10…3 мкм, то примеси образуют с водой гетерогенную (неоднородную многофазную) систему. Истинные растворы, где примеси находятся в молекулярно-растворенном виде или в виде ионов, – это гомогенные системы. Гетерогенные системы – коллоиды (размер частиц: 10-2–10-1 мкм) или суспензии (частицы > 10…1 мкм). Суспензии могут быть представлены взвесями, эмульсиями, пенами (частный случай эмульсий).

Системы классификации

Вода – один из лучших растворителей. Изначально в Мировом океане были, в той или иной степени, растворены все вещества Земли. И это растворение продолжается: количество поровых вод илов и горных пород составляет около 19 % всей гидросферы.

Уже несколько столетий разрабатываются системы классификации природных вод и способы как можно более краткой характеристики качества воды (индекс качества воды). Выделено более 625 классов, групп, типов и разновидностей вод. В.И. Вернадский считал, что число видов природных вод больше 1500 единиц.

Однако чем более детально разрабатывалась классификация вод, тем больше исследователи удалялись от желаемой краткости и ясности в определении качества воды. Оказалось невозможным оценить пригодность воды для питьевых, технических, других целей только на основе предложенных универсальных индексов воды. По-прежнему качество воды, пригодность ее для использования оценивается по комплексу показателей, и нужно признать, что такой подход дает лишь приблизительное знание о качестве воды. Этим, в частности, можно объяснить большое (до нескольких десятков) количество нормируемых показателей для каждого из возможных применений. Говорить о качестве воды имеет смысл лишь в связи с конкретной областью ее дальнейшего использования.

К настоящему времени создано несколько десятков классификационных систем, рассматривающих большей частью подземные воды и служащих основой для понимания взглядов авторов на генезис подземных вод, на то, какие составляющие подземных вод и вообще природных вод главные или более важные. Почти все они создавались гидрогеологами и отражают их пристрастия.

Для водоподготовки эти системы имеют опосредованное значение – для сравнительного анализа разных вод в основном в учебных и статистических целях.

Сегодня наиболее употребительны классификационные системы С.А. Щукарева, О.А. Алёкина и Л.А. Кульского. Ниже рассмотрены также системы А.И. Перельмана и фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас», США).

Классификация С.А. Щукарева

Классификация основана на принципе преобладания одного или нескольких из трех главных катионов (Na+, Ca2+, Mg2+) и трех главных анионов (Cl-, SО42-, HCO3-). Вода относится к тому или другому классу в зависимости от содержания упомянутых ионов в количестве, превышающем 25 %-экв. (суммы процент-эквивалентов анионов и катионов в отдельности принимают за 100).

Комбинируя типы вод по содержанию катионов, получают 49 классов вод. Например, вода может называться гидрокарбонатной натриево-кальциевой или сульфатногидрокарбонатной кальциевой. По общей минерализации каждый класс разделен на группы: А – менее 1,5 г/л; В – от 1,5 до 10 г/л; С – от 10 до 40 г/л и D – более 40 г/л. Классификация Щукарева очень проста и удобна для сопоставления различных по химическому составу вод, но громоздка (49 классов, 4 группы). Кроме того, деление на классы носит формальный характер, вследствие чего часть классов – нереальная.  

Классификация Л.А. Кульского

Практический интерес представляет фазово-дисперсная классификация примесей воды, разработанная Л.А. Кульским (табл. 1). Для задач, связанных с очисткой воды, эта классификация полезна тем, что, определив фазоводисперсное состояние примесей в воде и установив ее принадлежность к какой-то группе, можно предварительно выбрать комплекс методов и стадий очистки воды. При этом фазово-дисперсное состояние примесей должно устанавливаться после каждой стадии обработки воды и учитываться при проектировании всей схемы водоподготовки.

Таблица 1

Классификация вод по фазово-дисперсному состоянию примесей

Группа

Наименование примесей

Размер частиц,

мкм

Характеристика примесей

Гетерогенная система

I

Взвеси

> 10–1

Суспензии и эмульсии, обусловливающие мутность воды; микроорганизмы и планктон

II

Коллоидно-растворенные

вещества

10–1–10–2

Коллоиды и высокомолекулярные соединения, обусловливающие окисляемость и цветность воды; вирусы

Гомогенная система

III

Молекулярно-растворенные

вещества

10–2–10–3

Газы, растворимые в воде; органические вещества, придающие воде запах и привкус

IV

Вещества, диссоциированные

на ионы (электролиты)

< 10–3

Соли, кислоты, основания, придающие воде жесткость, щелочность и минерализованность

Методы обработки воды, определенные Л.А. Кульским на основе фазово-дисперсного анализа примесей воды, описаны ниже (предложения Кульского дополнены А. Ашировым – V и VI группы). Часть перечисленных методов применяется в специальных промышленных системах и не применяется в коммунальном и энергетическом водоснабжении.

Группа I. Воздействие на взвеси (например, седиментация, осветление во взвешенном слое, осадительное центрифугирование, центробежная сепарация в гидроциклонах, флотация, фильтрование на медленных фильтрах и на скорых фильтрах по безнапорной схеме и др.).

Группа II. Воздействие на коллоидные примеси, в том числе высокомолекулярные соединения и вирусы: коагуляция, флокуляция, электрокоагуляция, электроискровой (разрядный) метод, биохимический распад, адсорбция на высокодисперсных материалах, в том числе глинистых минералах, ионитах, окисление (хлорирование, озонирование), воздействие ультрафиолетовым, γ- и β-излучением, потоками нейтронов и др., ультразвуковая обработка, обработка ионами тяжелых металлов (меди, серебра и др.).

Группа III. Воздействие на растворенные органические вещества и газы: десорбция газов и легколетучих органических соединений путем аэрирования, термической и вакуумной отгонки, адсорбция на активных углях, природных и синтетических ионитах и других высокопористых материалах, экстракция не смешивающимися с водой органическими растворителями, эвапорация (азеотропная отгонка, пароциркуляция), пенная флотация, ректификация, окисление (жидкофазное, радиационное, электрохимическое, биологическое, парофазное, хлором, озоном, диоксидом хлора и др.).

Группа IV. Воздействие на примеси ионогенных неорганических веществ: ионный обмен, электродиализ, реагентная обработка, кристаллизация.

Группа V. Воздействие на воду: дистилляция, вымораживание, экстракция кристаллогидратами или смешивающимися с водой органическими растворителями, магнитная обработка, обратный осмос, напорная фильтрация.

Группа VI. Воздействие на водную систему в целом: закачка в подземные горизонты, в глубины морей, захоронение, сжигание. Эти методы применяются только в том случае, если методы первых пяти групп экономически неприемлемы.

Классификация О.А. Алёкина

Классификация О.А. Алёкина с поправкой Е.В. Посохова и Ж.С. Сыдыкова сочетает принципы деления вод по преобладающим ионам и по соотношению между ними. Все воды делятся на три класса по преобладающему аниону: гидрокарбонатные (карбонатные), сульфатные и хлоридные. Внутри каждого класса выделяют три группы по преобладанию одного из катионов: кальций, магний, натрий (или натрий + калий).

 Классификация А.И. Перельмана

Определенный интерес представляет классификация А.И. Перельмана, выделившего шесть главных таксонов, каждый из которых определяется на основе особого критерия:

  • группа – температура;  

  • тип – окислительно-восстановительные условия;

  • класс – щелочно-кислотные условия;

  • семейство – общая минерализация;

  • род – растворенное органическое вещество;

  • вид – ведущие катионы и анионы (кроме Н+ и ОН-).

В этой классификации, в отличие от многих других, в том числе описанных классификаций Щукарева и Алёкина, учитываются температура, органические вещества, газы. А.И. Перельман предложил также изображать воду в виде шестизначного числа – по количеству таксонов и разновидностей, которых в каждом таксоне – не более девяти.

Классификация фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас»), США

Классификация вод по материалам фирмы Rohm & Haas подобна классификации Кульского, но дополнительно содержит полезные сведения – табл. 2.

2. Физико-химические показатели качества природных вод

Под качеством природной воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01–77), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Взвешенные примеси

Взвешенные твердые примеси, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды. Содержание в воде взвешенных примесей, измеряемое в мг/л, дает представление о загрязненности воды частицами в основном условным диаметром более 1·10-4 мм – табл. 3. При содержании в воде взвешенных веществ менее 2–3 мг/л или больше указанных значений, но условный диаметр частиц меньше 1·10-4 мм, определение загрязненности воды производят косвенно по мутности воды.

Таблица 2

Классификация примесей вод по силам, удерживающим их в воде, и методы их удаления

Фазовая характеристика

Гетерогенные системы

Гомогенные системы

Группа

I

II

III

IV

Физико-химическая характеристика

Грубодисперсные примеси: суспензии, эмульсии, планктон, патогенные микроорганизмы

Примеси коллоидной степени дисперсности: органические и неорганические вещества, вирусы, бактерии

Примеси молекулярной степени диперсности: газы, органические вещества, соли, кислоты, щелочи, не перешедшие в ионное состояние

Примеси ионной степени дисперсности: соли, кислоты, основания

Поперечный размер частиц, мкм

> 10–1

10–1 – 10–2

10–2 – 10–3

< 10–3

Методы удаления примесей из воды

Фильтрация (механическое удаление)

Ультрафильтрация

Обратный осмос, нанофильтрация

Коагуляция

Десорбция газов и летучих веществ, эвапорация
труднолетучих веществ

Перевод ионов в малорастворимые соединения

Окисление хлором, озоном, перманганатом

Адсорбция на гидроксидах и дисперсных материалах

Адсорбция на активных углях и других материалах

Фиксация на твердой фазе ионитов

Агрегация при помощи флокулянтов (анионных и катионных)

Ассоциация молекул

Моляризация и комплексо-образование

Флотация

Электрофоретические методы

Экстракция органическими растворителями

Сепарация оинов при различном фазовом состоянии воды

Электролиз синезелёных водорослей

Бактерицидное воздействие

Вирулицидное воздействие

Биохимический распад

Использование подвижности ионов в электрическом поле

Силы, удерживающие примеси в воде

Гидродинамические

Электростатические

Вандерваальсовые

Ионные силы растворов

Мутность и прозрачность

Мутность воды вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения. Качественное определение проводят описательно: мутность не заметна (отсутствует), слабая опалесценция, опалесценция, слабомутная, мутная и сильная муть.

 Таблица 3

Характеристика вод по содержанию взвешенных примесей

Размер частиц (приблизительный), мм

Гидравлическая крупность (скорость осаждения в лабораторном цилиндре в течение 2 ч ), мм/с

Примесь (условно)

Время осаждения частиц на 1 м

1,0

100

Крупный песок

10 с

0,5

53

Средний песок

20 с

0,1

6,9

Мелкий песок

2,5 мин

0,050–0,027

1,7–0,5

Крупный ил

10–30 мин

0,010–0,005

0,070–0,017

Мелкий ил

4–18 ч

0,0027

0,005

Крупная глина

2 сут

0,0010–0,0005

0,00070–0,00017

Тонкая глина

0,5–2 мес

0,0002–0,000001

0,000007

Коллоидные частицы

4 года

В России мутность чаще всего измеряют в нефелометрических единицах мутности НЕФ (NTU) для небольших значений в пределах 0–40 НЕФ (NTU), например, для питьевой воды. В условиях большой мутности обычно применяется измерение единиц мутности по формазину (ЕМФ). Пределы измерений – 40–400 ЕМФ. Индикатор по НЕФ (NTU) – рассеивание излучения, по ЕМФ – ослабление потока излучения.

Наряду с мутностью, особенно в случаях, когда вода имеет незначительные окраску и мутность, и их определение затруднительно, пользуются показателем «прозрачность». Мера прозрачности – высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в воду белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (шрифт Снеллена). Результаты выражаются в сантиметрах (табл. 4).

Таблица 4

Характеристика вод по прозрачности

Прозрачность

Единица измерения, см

Прозрачная

Более 30

Маломутная

Более 25 до 30

Средней мутности

Более 20 до 25

Мутная

Более 10 до 20

Очень мутная

Менее 10



Похожие документы:

  1. Признак или комплекс признаков, по которым производится оценка качества воды (гост 27065-86. «Качество вод. Термины и определения»)

    Документ
    ... оценка качества воды (ГОСТ 27065-86. «Качество вод. Термины и определения»). Нормы качества воды – установленные значения показателей качества воды для ...
  2. Конкурс «Инновационная деятельность учителя и ученика в школе-2013» Тема «Исследование качества воды р. Черная в летний период»

    Конкурс
    ... школе-2013» Тема «Исследование качества воды р.Черная в летний период» ... практических навыков для определения качества воды. Данная работа проводилась ... Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми ме-тодами. 3-е изд., ...
  3. Контроль качества воды по микробиологическим и физико- химическим показателям осуществляется производственными лабораториями филиалов Троицкий групповой водопр

    Документ
    ... высокое качество воды, подаваемой абонентам ООО «Югводоканал». Вода благоприятна по органолептическим показателям, безопасна ... отношении и безвредна по химическому составу. Показатели качества воды филиалов «Троицкий групповой водопровод», «Таманский ...
  4. Показатели качества питьевой воды за 2008-2012 г

    Документ
    Показатели качества питьевой воды за 2008-2012 г. Березниковский филиал № п/п ...
  5. Вода нормы погрешности измерений показателей состава и свойств water

    Документ
    ... . 3.7 нормативы качества вод; НКВ: Установленные количественные характеристики показателей качества вод по видам водопользования ... качества вод. 5 Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств вод на уровне нормативов качества вод ...

Другие похожие документы..