Анализ химического состава воды

Вода, согласно ее формуле — H2O, должна состоять лишь из смеси двух газов – водорода и кислорода, однако это лишь не более чем лабораторный стандарт. На самом же деле она представляет собой смесь самых различных веществ, находящихся в самых разных физических и химических состояниях. Химический состав природной воды весьма и весьма разнообразен.

Факторы, влияющие на формирование химического состава

Произведенный в лаборатории химический анализ воды позволяет определить состав всех примесей органического и минерального происхождения, которые находятся в жидкости в форме молекул, ионов, суспензий, коллоидов и эмульсий. На химический состав как поверхностных, так и подземных вод существенно оказывают влияние географическое расположение, геологическое строение и климатические условия местности, в которой они находятся.

?Кратко рассмотрим химический состав природной воды, представляющей собой довольно сложную дисперсионную систему, где вода – дисперсная среда, а органические, минеральные вещества, газы и живые микроорганизмы – дисперсная фаза.

Около 90 — 95 процентов компонентов, содержащихся в растворенном виде в воде, составляют соли, которые существуют там в виде ионов. В природной воде всегда присутствует «набор» из трех анионов и четырех катионов (HCO3-, SO42 -, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+ , K+), которые принято называть главными ионами.

Одни из них безвкусны, другие же придают жидкости горький и солёный вкус. Поступают они в воду, главным образом, из почвы, горных пород и минералов. Часть из этих ионов имеет происхождение от производственной деятельности человека. Содержатся эти макрокомпоненты в воде в самых различных концентрациях.

Природная вода, кроме главных ионов, содержит в своем составе еще и различные газы, разумеется, в растворенном виде. Одним из важнейших является кислород, который придает жидкости свежий вкус. Этого газа в воде может содержаться разное количество, все зависит от природных условий. Помимо кислорода, в воде содержатся такие газы, как азот и метан, не имеющие ни вкуса, ни запаха, а так же токсичный сероводород, который придает жидкости крайне неприятный запах. Концентрация этих газов в воде определяется главным образом ее температурой.

Помимо этого, в воде содержатся биогенные вещества, которые составляют большую часть всех существующих живых организмов. К ним в основном относятся соединения фосфора и азота. Что касается азота, то он в природной воде может содержаться как в органической форме, так и неорганической. Концентрация биогенных веществ в такой жидкости может быть в самых различный пределах – от всего лишь следов до 10-ти миллиграммов на литр. Основные источники этих веществ – атмосферные осадки, поступления с поверхностными стоками, а так же сельскохозяйственными, промышленными и бытовыми сточными водами.

Неотъемлемыми составляющими воды являются и микроэлементы, которых содержится в жидкости менее одного миллиграмма на литр. К ним относятся, практически, все известные металлы, за исключением железа и главных ионов и некоторые из неметаллов. Очень важными из них являются фтор и йод, обеспечивающие организму человека нормальное функционирование.

Помимо прочего, в воде присутствуют и растворенные органические вещества. Это, по сути, органические формы упомянутых выше биогенных веществ. К ним относятся: углеводы, органические кислоты, фенолы, альдегиды, спирты, ароматические соединения, эфиры и так далее.

В химический состав воды, помимо перечисленных, входят еще и токсичные соединения и вещества – нефтепродукты, тяжелые металлы, СПАВ, хлорорганические пестициды, фенолы и так далее.

Природная вода ввиду присутствия в ней большого числа пузырьков газа и различных взвешенных частиц, считается негомогенной средой.

Источник: CentrGeologiya.ru

Анализ воды: для чего нужен и как проводится

Прозрачная, прохладная вода из колодца или скважины – что может быть лучше. Но не все естественные водоемы могут похвастаться отличным качеством воды. К сожалению, эта драгоценная жидкость привлекает не только людей – вода является средой обитания многих болезнетворных бактерий.

Анализ воды — необходимая мера для определения чистоты и состава воды из естественных водоемов или подземных источников. Итоги анализа дают возможность сделать вывод о чистоте воды и ее применении для питья или для бытовых нужд.

Как проводится анализ воды

Комплексный анализ воды необходим для подбора точных биологических веществ или химических реактивов для ее очистки. Для анализа используется специальное оборудование, позволяющие делать заборы воды. Пробы можно брать и самостоятельно раз в два-три года – именно за этот период автономный источник воды может изменить свои свойства.

Для самостоятельного забора воды требуется:

набрать воду в чистую пластиковую бутылку;
укрыть пробник от действия прямых солнечных лучей;
в течение 2-3 часов привезти образец в лабораторию.

Образцы направляются в лабораторию, где и происходит окончательная расшифровка состава, степени загрязнений, вкусовых качеств.

Важнейшие параметры анализа воды

Для оценки качества воды используются несколько видов анализа:

показатели ионизации водорода – определяют уровень кислотности воды;

исследование на содержание ионов магния и кальция – определяют жесткость воды, ее пригодность для использования в хозяйственных целях;
минерализация воды – определяет ее вкусовые качества;
микробиологический анализ – определяет уровень загрязнения воды различными микроорганизмами в т.ч. и болезнетворными.

В процессе исследования в обязательном порядке исследуются и органолептические параметры воды – ее прозрачность, вкус, запах и цвет.

Какие выводы можно сделать по результатам анализа?

Итоги проведенного анализа помогают выяснить:

можно ли использовать воду в данном источнике для бытовых или технических нужд;
какое фильтрационное оборудование следует установить;
имеются ли в источнике патогенные микроорганизмы.

Почему мы?

Наша компания имеет огромный опыт в проведении заборов воды и в дальнейшем исследовании взятых образцов по 25 важнейшим биологическим и химическим показателям. Наша лаборатория оборудована новейшими приборами, позволяющими проводить анализ точно и быстро.

Результаты нашей экспертизы могут быть использованы при:

покупке загородного дома или коттеджа с автономным источником воды;
при оценке качества работы фильтрационного оборудования;
при исследовании воды после предварительной обработки.

Проверьте качество воды, которую вы пьете каждый день –

ведь именно от этого зависит здоровье вас и ваших детей.

Источник: water-treatment.ru

Основными показателями качества воды являются:

органолептические,
химические,
микробиологические.

Согласно санитарным нормам питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь приятные органолептические свойства. Поэтому, целесообразно проверить качество воды из вашего источника — сделать анализ качества воды на соответствие требованиям санитарных норм и правил на питьевую воду. Для выбора системы очистки воды из скважины или колодца важно проверить воду не менее, чем по 15-ти основным показателям.

Требования (нормативы), которым должна соответствовать вода, изложены в санитарных нормах и правилах РФ (СанПиН) и международных нормативах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), основные положения которых приведены в представленной ниже таблице. И так, рассмотрим основные показатели качества воды.

Органолептические свойства воды

К органолептическим свойствам воды относят следующие характеристики: запах, привкус, цветность и мутность.

Запах

Запах и привкус воды объясняются присутствием в ней естественных или искусственных загрязнений. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей, так и содержанием различных химических и органических соединений.

Кроме того, следует отметить, что запах и привкус может появиться в воде на нескольких этапах: из исходной природной воды, в процессе водоподготовки (в том числе в водонагревателе), при транспортировке по трубопроводам. Правильное определение источника запахов и привкусов — залог успешности их устранения.

Величина (интенсивность) запаха определяется по 6-ти бальной шкале. Например, запах тухлых яиц обусловлен наличием в воде сероводорода (Н₂S), а также присутствием сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих этот газ, а гнилостный запах обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Химические запахи (например, бензиновый, фенольный) указывают на антропогенный характер загрязнений.

Вкус и привкус воды

Вкус воды обусловлен растворенными в воде природными веществами, каждое из которых придает воде определенный привкус:

солоноватый — хлоридом натрия;
горьковатый — сульфатом магния;
кисловатый — растворенным углекислым газом или растворенными кислотами.

Приятный или неприятный вкус воды обеспечивается как наличием, так и концентрацией находящихся в ней примесей.

Цветность

Под цветностью понимается естественная окраска природной и питьевой воды. Цветность косвенно характеризует наличие в воде некоторых органических и неорганических растворенных веществ и является одним из важных показателей, позволяющих правильно выбрать систему водоочистки.

Цветность воды определяется сравнением с растворами специально приготовленной шкалы цветности (на основе определенных концентраций хромово-кобальтового раствора) и выражается в градусах цветности этой шкалы. По требованиям к питьевой воде данный показатель не должен превышать 20 градусов.

Главными «виновниками» цветности воды, являются вымываемые из почвы органические вещества (в основном гуминовые и фульвовые кислоты). Повышенная цветность воды также может свидетельствовать о возможной ее техногенной загрязненности. Наличие гуминовых кислот может приводить к определенной биологической активности воды, повышает проницаемость в кишечнике ионов металлов: железа, марганца и др.

Мутность

Показатель, характеризующий наличие в воде взвешенных веществ неорганического происхождения (например, карбонаты различных металлов, гидроокиси железа), органического происхождения (коллоидное железо и т.п.), минерального происхождения (песка, глины, ила), а также микробиологического происхождения (бактерио-, фито- или зоопланктона). Мутность выражается в мг/дм3.

Мутность также может быть обусловлена наличием на поверхности и внутри взвешенных частиц различных микроорганизмов, которые защищают их как от химического, так и от ультрафиолетового обеззараживания воды. Поэтому снижение мутности в процессе очистки воды способствует также значительному снижению уровня микробиологического загрязнения.

Химические показатели качества питьевой воды

Химические показатели характеризуют химический состав воды. К данным показателям относят водородный показатель воды рН, жесткость и щелочность, минерализацию (сухой остаток), анионный и катионный состав (неорганические вещества), содержание органических веществ.

Окисляемость

Показатель, характеризующий интегральную загрязненность воды, т.е. содержание в воде окисляющихся органических и неорганических примесей, которые в определенных условиях способны окисляться сильным химическим окислителем. К упомянутым выше загрязнителям относятся в основном органические вещества — для воды из поверхностных источников, и неорганические ионы (Fe²⁺,Mn²⁺, и т.п.) — для воды из артезианских скважин.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (ПМО), бихроматную, иодатную. Как видно из названий — при этом для проведения химического анализа воды используются соответствующие окислители. Показатель окисляемости — мгО2/л. Это количество миллиграмм кислорода, эквивалентное количеству реагента (окислителя), пошедшего на окисление веществ, содержащихся в 1 л воды.

Величина бихроматной окисляемости обычно используется для определения такого важного показателя воды как ХПК — химическая потребность в кислороде. ХПК используется для характеристики загрязненных природных поверхностных вод, а также для сточных вод. Этот показатель свидетельствует о степени биогенной загрязненности воды.

Бихроматная окисляемость позволяет получить значение наиболее полно характеризующее присутствие органических загрязнителей, за исключением таких химически инертных веществ как бензин, керосин, бензол, толуол и т.п. Считается, что при определении этого показателя окисляются до 90% органических примесей.

На практике для характеристики питьевой воды обычно используется показатель перманганатная окисляемость (ПМО) или перманганатный индекс (ПМИ). Чем больше значение ПМО, тем выше концентрация загрязнителей. Отметим, что величина перманганатной окисляемости ниже, чем значение, полученное для бихроматной примерно в 3 раза.

Водородный показатель, рН

Водородный показатель или рН представляет собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -logH⁺1. Величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н⁺ и ОН^—, образующихся при диссоциации воды. Если ионы ОН^— в воде преобладают, что соответствует значению рН>7, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н⁺, что соответствует рН<7, вода имеет кислую реакцию. В очищенной дистиллированной воде эти ионы уравновешивают друг друга и ее рН приблизительно равен 7.

При растворении в воде каких-либо веществ баланс упомянутых ионов нарушается, а, следовательно, произойдет изменение рН. Например, даже при хранении в открытой емкости очищенная вода в следствие поглощения углекислого газа из воздуха будет иметь кислую реакцию:

СО_{2 (газ)}+ Н₂О —> ⁺ >+ HCO₃^—

В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и многие другие ее характеристики.

Обычно уровень рН для воды, используемой в хозяйственных и питьевых целях, нормируется в пределах интервала 6-9.

Сухой остаток

Эта величина характеризует количество растворенных неорганических и органических веществ. В первую очередь это сказывается на органолептических свойствах воды. Установлено, что до 1000 мг/л вода может быть использована для водопотребления.

Величина сухого остатка влияет на вкусовые качества питьевой воды. Человек может без риска для своего здоровья употреблять воду с сухим остатком до 1000 мг/л. При большем значении вкус воды чаще всего становится неприятным горько-соленым. Следует также отметить, что у воды с низким уровнем сухого остатка вкус может отсутствовать и употреблять ее тоже не очень приятно.

Жесткость

Этот показатель характеризует свойство воды, связанное с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).

Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой.

Численное выражение жёсткости воды — это концентрация в ней катионов кальция и магния. По ГОСТ Р 52029-2003 жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм³ (г/м³) (1 °Ж = 1 мг-экв/л).

Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния (катионов Ca²⁺ и Mg²⁺ и анионов HCO₃_^—_).

При кипячении воды гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с этими катионами и образуют с ними малорастворимые карбонатные соли, которые осаждаются на нагревательных элементах в виде накипи белого цвета, называемой в простонародии известью.

Ca²⁺ + 2HCO₃_^— = CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑

Временную жесткость можно устранить кипячением — отсюда и ее название.

Постоянная (некарбонатная) жесткость воды вызвана присутствием солей, не выпадающих в осадок при кипячении. В основном, это сульфаты и хлориды кальция и магния (CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂). Следует отметить, что именно присутствие соли CaSO₄, растворимость которой с повышением температуры воды понижается, приводит к образованию плотной накипи.

Вода с высокой жесткостью наносит большой вред бытовым электронагревательным приборам, образуя накипь и тем самым вызывая их перегрев и разрушение, образует неприятные матовые налеты на сантехнике; в ней плохо пенятся мыло и шампуни, а поэтому увеличивается их расход.

Жесткая вода сушит кожу и вредит волосам; отрицательно влияет на качество приготовленной пищи, полезные вещества которой могут образовывать с солями жесткости плохо усваиваемые организмом соединения.

Жесткая вода вредна и для организма человека: увеличивается риск развития мочекаменной болезни, нарушается водно-солевой обмен.

Иногда в качестве характеристики встречается показатель «полная жесткость» воды, равный сумме постоянной и переменной (карбонатной) жесткости.

Железо

Его токсичное влияние на организм человека незначительно, но все же употребление питьевой воды с повышенным содержанием железа может привести к отложению его соединений в органах и тканях человека.

В общем случае в воде железо может встречаться в свободной форме в виде двух- и трехвалентных ионов:

Fe²⁺ , как правило, в артезианских скважинах при отсутствии растворенного кислорода. Вода с повышенным содержанием такого железа может быть первоначально прозрачна (Fe²⁺), но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску. Это происходит в результате окисления растворенного железа до Fe³⁺с образованием нерастворимых солей трехвалентного железа:

Fe³⁺ — содержится в поверхностных источниках водоснабжения в так называемом окисленном состоянии, и, как правило, в нерастворимом виде.

Органическое железо

Существует еще одна форма присутствия железа в природной воде — это органическое железо. Оно встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексных соединений трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, и, главным образом, с солями гуминовых кислот — гуматами. Повышенное содержание такого железа наблюдается в болотных водах, и вода имеет бурое или коричневатое окрашивание.

Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру (коллоидное железо) и очень трудно поддаются удалению. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда, который не позволяет частицам сближаться и препятствует их укрупнению, предотвращая образование конгломератов, создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии и, тем самым, обуславливают мутность исходной воды.

На вкус такая вода имеет характерный неприятный металлический привкус, образует ржавые подтеки. Присутствие в воде коллоидного железа способствует развитию железистых бактерий, что еще больше ухудшает вкусовые качества воды и вызывает отложение осадка на внутренней поверхности трубопроводов и санитарно-технического оборудования вплоть до их полного засорения.

Марганец

Марганец входит в состав многих ферментов, гормонов и витаминов, которые влияют на процессы роста, кровообразование, формирование иммунитета. Однако, повышенное его содержание в воде может оказывать токсический и мутагенный эффект на организм человека.

Вода с повышенным содержанием марганца обладает металлическим привкусом. Его присутствие приводит к значительно более быстрому износу бытовой техники и систем отопления, поскольку он способен накапливаться в виде черного налета на внутренних поверхностях труб с последующим отслаиванием и образованием взвешенного в воде осадка черного цвета. Кроме того, повышенное содержание марганца приводит к образованию черных пятен на посуде, белом белье при стирке, окрашивает ногти и зубы в серовато-черный цвет.

Также существуют «марганцевые» бактерии, которые, как и «железистые» бактерии, могут развиваться в такой воде и становиться причиной зарастания и закупорки трубопроводов.

Азот аммонийный (NH₃ и NH₄⁺)

Показатель, чаще всего характеризующий наличие в воде органических веществ животного или промышленного происхождения. Источниками азота аммонийного являются: животноводческие фермы, хозяйственно бытовые сточные воды, сточные воды с сельскохозяйственных угодий, предприятий пищевой и химической промышленности.

Указанные соединения являются главным образом продуктами распада мочевины и белков. Лимитирующая величина показателя «аммонийный азот» — токсикологическая. По нормам СанПиН содержание в воде аммония не должно превышать 2,0 мг/л.

Микробиологические показатели качества воды

К микробиологическим показателям безопасности питьевой воды относят общее микробное число, содержание бактерий группы кишечной палочки (общие колиформные бактерии и колифаги), споры сульфитредуцирующих клостридий и цисты лямблий.

В зависимости от характеристик водного источника с целью безопасности воды могут проверяться и такие показатели, как паразитологические и радиологические.

Санитарные нормы показателей качества питьевой воды

Анализ качества питьевой воды производится исходя из норм показателей по требованиям нормативных документов государств.

В таблице представлены нормативы основных показателей качества по санитарным нормам СанПиН Российской Федерации, указанные в столбце 3 — СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения» и столбце 4 — СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».

Именно по этим показателям следует проверить качество воды из вашего источника и оценить необходимость установки дополнительного оборудования для очистки воды.

Для сравнения приведены нормативы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).

Нормативы основных показателей качества воды по требованиям санитарных норм РФ и ВОЗ

Показатель	Ед. изм.	СанПиН 2.1.4. 1074-01	СанПиН 2.1.4. 1175-02	ВОЗ
1	2	3	4	5
Органолептические показатели
Запах	баллы	2	не более 2-3	нет
Привкус	баллы	2	не более 2-3	нет
Цветность	градусы	20 (35)^*	не более 30	15
Мутность	ЕМФ	2,6 (3,5)^*	2,6-3,5	—
	или мг/л по каолину	1,5 (2)^*	1,5-2	0,5
Химические показатели
Водородный показатель	ед. рН	6-9	6-9	—
Сухой остаток	мг/л	1000 (1500)^*	1500	1000
Жесткость общая	мг-экв/л	7,0 (10)^*	10	—
ПМО	мг О₂/л	5	7	—
Нефтепродукты	мг/л	0,1	0,1	—
ПАВ	мг/л	0,5	0,5
Фенольный индекс	мг/л	0,25	0,25	—
Щелочность	мг НСО₃^—/л	не норм.	не норм.	—
Неорганические вещества
Алюминий (Al³⁺)	мг/л	0,5	0,5	0,2
Азот аммонийный	мг/л	2	2	1,5
Железо (Fe, суммарно)	мг/л	0,3 (1,0)^*	0,3 (1,0)^*	0,3
Марганец (Mn, суммарно)	мг/л	0,1 (0.5)^*	0,1 (0,5)^*	0.5 (0.1)
Нитраты (по NO₃^—)	мг/л	45	45	50
Нитриты (по NO₂^—)	мг/л	3	3
Сульфаты (SO₄^2-)	мг/л	500	500	250
Фториды (F)	мг/л	1,5	1,5	1,5
Хлориды (Cl-)	мг/л	350	350	250
Цинк (Zn²⁺)	мг/л	5	5	3
Микробиологические показатели
Термотолер. коли бактерии	Число бактерий в 100 мл	нет	нет	нет
Общие коли бактерии	Число бактерий в 100 мл	нет	нет	нет
Колифаги	Число единиц в 100 мл	нет	нет	—
Общее микробное число	Число микробов в 1 мл	50	100	—

* — по указанию Главного государственного санитарного врача

Перечень обязательных показателей анализа качества исходной воды для подбора фильтров и систем очистки воды

Для правильного выбора системы водоочистки необходимо сделать анализ исходной воды в аккредитованной лаборатории. Если это удобно территориально, привозите пробу воды к нам в офис компании Мембранная техника, расположенный в 200-х метрах от метро Волковская. Стоимость анализа воды по 15-ти физико-химическим показателям составляет 2500 рублей, срок выполнения анализа — 5-7 рабочих дней (летом несколько больше).

В большинстве случаев для выбора фильтров питьевой воды достаточно сокращенного химического анализа по 15 основным показателям:

привкус
запах
мутность
цветность
водородный показатель (pH)
перманганатная окисляемость (ПМО)
жесткость общая
железо общее
сульфаты
хлориды
марганец
аммиак и NH₄⁺
нитриты
нитраты
фториды

В случаях, если в качестве источника водозабора используется неглубокая скважина (до 10-15 метров) или колодец, питаемые поверхностными водами, следует дополнительно проверить такие показатели, как:

нефтепродукты
поверхностно-активные вещества (ПАВ)
фенольный индекс

А при наличии в воде специфического запаха следует дополнительно проверить воду на наличие таких примесей, как:

сероводород
азот общий

Анализ качества питьевой воды по микробиологическим показателям мы не выполняем. Для этого необходимо обращаться в ближайшую СЭС.

Отбор проб воды для анализа

Для анализа воды по органолептическим и химическим показателям достаточно пробы воды объемом 1,5 литра. В качестве емкости подойдет пластиковая бутылка из-под питьевой или минеральной воды (но ни в коем случае не из-под лимонадов, пива и т.п., которые довольно трудно полностью отмыть). Отбирая пробу, включите подачу воды, пропустите воду в течение 5-10 мин, тщательно ополосните емкость и пробку 2-3 раза, наберите воду под самое горлышко бутылки и герметично закройте ее пробкой. Как можно быстрее доставьте пробу воды в лабораторию для проверки качества.

Чтобы вам было быстро и удобно добраться до ближайшей лаборатории и быть уверенными в правильности полученных результатов анализа воды, пожалуйста обращайтесь в аккредитованную лабораторию, например, в лабораторию СЭС.

Внимание!

Отобранную пробу необходимо доставить в лабораторию в течение 4-х часов, а при невозможности быстрой доставки, сохраняйте пробу воды в холодильнике при 2-6 ^оС, но не более 48 часов.
Желательно предварительно уточнить время приема образцов в выбранной вами лаборатории и условия оплаты анализа воды.

Отбор пробы для микробиологического анализа качества питьевой воды проводится в стерильную тару, которую необходимо заблаговременно взять в лаборатории. Отбирать пробу воды в этом случае необходимо в условиях, исключающих постороннее микробиологическое загрязнение, например, из воздуха.

Как заказать и купить фильтр для очистки воды

Источник: water-filter-spb.ru

Для чего необходим анализ воды

Потребитель получает воду из коммунальной водопроводной магистрали или индивидуальных источников водоснабжения, которыми чаще других выступают колодцы и скважины. При водопотреблении в бытовом хозяйстве часто возникает потребность анализа водных ресурсов в следующих ситуациях:

При пользовании коммунальным водопроводом, если вода имеет постоянный неприятный вкус или запах. Анализ поможет установить причину ухудшения качества и соответственно подобрать пользователю наиболее подходящий фильтр.
При водозаборе из колодца или скважины при ухудшении вкусовых качеств воды проверка ее состава позволит определить вредный реагент и принять соответствующие меры. К примеру, при неприятном вкусе воды можно подобрать подходящие фильтры или произвести дезинфекцию источника в зависимости от результатов исследований.
Если чистая вода из индивидуального колодца или скважины вдруг стала непригодной для бытовых нужд или питья, анализ позволит установить причину и соответственно определить источник загрязнения. Подобная ситуация может произойти, если очищенные строки из септика поступают на дренажные поля или в колодец, расположенные на небольшом расстоянии от источника водоснабжения.
Анализ всегда необходим при водозаборе из глубоких артезианских скважин, чистая вода которых содержит высокие концентрации металлов и солей. На основе полученных данных приобретают и монтируют станции водоочистки, состоящие из дорогих колонн обезжелезивания и умягчения. Принцип работы и количество колонн напрямую связаны с процентным содержанием примесей.
Иногда воду берут из поверхностных источников, которыми являются озера, пруды, реки, криницы, родники. Если воду из чистых криниц или родников постоянно использует для питья, полезно провести ее полный бактериологический анализ.
После установки водоочистных фильтров вода на выходе нуждается в проверке качества, которое можно определить лишь после проведения анализов.

Государственные службы проводят отбор проб и анализ в следующих случаях (ГОСТ 31861-2012):

Для определения необходимых экстренных мер, если вредное изменение водного состава носит кратковременный характер.
Для установления программы исследований и методов водоочистки при долговременных изменениях водного состава.
Для сравнения состава и свойств анализируемой воды с предельно допустимыми концентрациями, регламентированными в нормативных документах.
Для установления источников загрязнения водных ресурсов.

Рис.2 Нормативы по безвредности обобщенных показателей

Гигиенические требования к питьевой воде

Для питьевой воды в системах централизованного водоснабжения критерием качества служат нормативы, изложенные в СанПиН 2.1.4.1074-01. Помимо требований гигиены, в документе также указаны и правила определения качества воды, его некоторые положения:

а). Санитарные правила и нормы (СанПиН) распространяются на водные ресурсы из центральных водоснабжающих систем, используемые населением для хозяйственных нужд и питья. Норматив не обязателен к исполнению при водозаборе из индивидуальных водных источников.

б). Вода для питья должна быть эпидемически и радиоактивно безопасна, безвредна по химсоставу и обладать приемлемой органолептикой.

в). Эпидемическую безвредность воды определяют по соответствию ее нормам микробиологии и паразитологии согласно таблицы на рис. 1.

г). При анализе состояния водных ресурсов забор производится из наземных источников до их подачи в сеть.

д). Безвредность воды для питья по ее химсоставу устанавливают по следующим нормативам:

Общему показателю, включающему в себя вредные химические элементы, наиболее распространенные в водах Рф (таблица на рис. 2), а также антропогенные (включенные в геологическую сферу жизнедеятельности человека) глобально распространенные вещества. Последняя группа состоит из ряда реагентов органики и неорганики (таблица на рис. 3)
По нахождению в воде вредных компонентов, являющихся результатом водоподготовки (хлорирования, фторирования, озонирования) (таблица на рис. 4)
По нахождению в воде химически вредных элементов, попавших в источник при ведении человеком хозяйственной деятельности. Список вредных веществ от промышленных предприятий включает в себя около трех сотен наименований, разбитых на восемь групп, некоторые из них перечислены в таблицах на рис. 5 и рис. 6.

Рис.3 Нормы безопасности для антропогенных веществ

е). Все вещества, встречающиеся в воде и подвергаемые анализу, разбивают по признакам вредности на следующие группы:

ж). с.-т. – санитарно-токсикологические

з). -орг. – органолептические, имеющие следующую расшифровку вредных изменений водных свойств:

зап. – влияют на запах;
окр. – окрашивают среду в различные цвета;
пен. – способствуют пенообразованию;
пл. – создают поверхностную пленку;
привк. – привносят привкус;
оп. – вызывают коллоидное помутнение (опалесценцию).

Рис. 4 Нормы по содержанию вредных примесей после водоподготовки

и). По опасности для здоровья человека вещества разбивают на следующие классы:

1 – обладающие чрезвычайной опасностью;
2 – имеющие высокую опасность;
3 – опасные;
4 – обладающие умеренной опасностью.

Классификацию по опасности учитывают:

при проведении анализов, определяя первоочередные исследования;
при планировании очередности мероприятий по охране водных источников в случае, если для этого требуется вложения финансовых средств;
для обоснования необходимости замены в техпроцессах опасных реагентов на менее вредные.
для определения приоритета методов контроля вредных веществ в водозаборных источниках.

Рис. 5 Нормы ПДК в воде углеводородов, полученных от промышленных отходов

к). Качественная вода обязана соответствовать нормам органолептики и радиационной безопасности, данные приведены в таблице на рис. 7.

л). В воде не должны присутствовать различимые глазом человека пленки или организмы.

м). Если в воде одновременно находится хлор в свободном и связанном состоянии, их совместная масса не должна быть выше 1,2 мг на литр.

н). Химический анализ питьевой воды на присутствие патогенных микроорганизмов должен осуществляться в лабораториях, имеющих лицензию и заключение о соответствии условий проведения исследований СанПиН.

о). При установлении ПДК вредных реагентов учитывались рекомендации всемирной организации здравоохранения ВОЗ.

Помимо рассмотренного стандарта, при индивидуальном водоснабжении ориентируются на нормативный документ СанПиН 2.1.4.1175-02, регламентирующий гигиенические требования к качеству воды из не централизованных источников.

В документе приведено ограниченное число критериев нормирования по органолептике и химическому составу. В первом случае рассматриваются цветность, мутность, запах и привкус воды, основными критериями химического состава служат водородный показатель, общая жесткость, минерализация, перманганатная окисляемость и содержание нитратов (таблица на рис. 10).

Рис.6 Нормы ПДК в воде элементоорганических соединений, полученных от промышленного производства

Что и по каким нормативным документам определяют при анализе воды

В СанПиН 2.1.4.1074-01 приведены виды показателей, по которым проводят анализ питьевой воды, а также периодичность исследований. Хотя норматив распространяется на централизованные системы водоподачи, он применим и для бытовых источников. Согласно указанным нормам производят следующие виды анализов:

Микробиологический. При проведении анализов устанавливают число следующих разновидностей бактерий:

Термотолерантные и колиформные. Этот вид бактерий присутствует в пищеварительном тракте человека и животных, отходах их жизнедеятельности, расхожее название данной группы – кишечные палочки. Наличие в водном источнике кишечных бактерий говорит о его заражении канализационными стоками, содержащими отходы жизнедеятельности человека, домашних животных, скота.

Колифаги. – вирусные бактерии, заражающие бактериальную клетку и после размножения убивающие ее, содержатся в колиформных бактериях. При наличии колифагов вода имеет вирусное заражение и можно с уверенностью говорить о ее загрязнении канализационными стоками длительный период.

Споры сульфитредуцирующих клостридий. – являются анаэробными микроорганизмами палочкообразной формы, образующими споры. Встречаются в кишечнике человека и домашних животных, в отличие от предыдущих видов имеют более высокий период жизнедеятельности, сохраняясь в водных источниках длительной срок. При попадании в человеческий организм вызывают пищевое отравление.

Цисты лямблий. – жгутиковые паразиты, которые при попадании в организм человека размножаются в его толстой кишке и вызывают пищеварительные расстройства. Болезнь называют лямблиоз, она сопровождается болями в области живота, метеоризмом и тошнотой. Цисты лямблий обычно попадают в поверхностные источники через отходы жизнедеятельности человеческого и животного происхождения.

По нормам ГОСТ 31861-2012 бактериологический анализ питьевой воды проводится ежемесячно для наземных источников и ежеквартально для подземных.

При осуществлении микробиологического анализа руководствуется методическими указаниями МУК 4.2.1018-01, при исследовании используют широкий ряд химических реагентов, питательных сред для колоний бактерий, простое и сложное лабораторное оборудование для проведения химических экспериментов. Один из основных методов исследований состоит в подсчете числа бактерий в колонии, которая развивается в питательной среде в течении 24 часов при температуре + 37 °С.

Рис. 7 Органолептические и радиационные нормы

Органолептический. При проведении данных анализов проверяют воду на запах, вкусовые качества, цветность и мутность.

Обычно мутность указывает на присутствие в воде взвесей глины и песка, зеленых водорослей, тонкодисперсных взвесей, зоологического, биологического, бактериального планктона, коллоидов при окислении на воздухе железистых и марганцевых соединений.

Запах и привкус говорят о присутствии в воде живых грибковых и плесневых микроорганизмов, гниющей органики, железо- и серосодержащих бактерий, тяжелых металлов и их соединений, щелочных и щелочноземельных солей металлов, добавок солей кислот, насыщения углекислотой, производственных отходов в виде фенольных соединений, хлорсодержащих компонентов после обеззараживающего хлорирования.

Исследования органолептики проводят для колодцев или скважин ежесезонно, открытые источники проверяют помесячно.

Исследования на мутность, запах и вкус проводят согласно ГОСТ Р 57164-2016, в последних двух случаях используют органы обоняния и осязания человека. Мутность определяют по степени рассеивания видимого и инфракрасного излучения, проходящего через водяную пробу.

Оценку запаха и привкуса проводят в баллах, цветности в градусах, а мутность указывают в специальных единицах или количестве твердого вещества на 1 литр воды (мг/л).

Рис. 8 Балльная система определения интенсивности запаха и привкуса по ГОСТ Р 57164-2016

На неорганические вещества. Любая вода, особенно поднятая из артезианских скважин, содержит широкий ряд металлов и их соединений. При химическом анализе определяют концентрацию наиболее вредных из них или содержащихся в больших количествах. Некоторые металлы, процентное содержание которых определяют в воде, могут нанести ощутимый вред здоровью человека, к ним относят ртуть, свинец, мышьяк. Другая группа снижает вкусовые качества воды и повышает ее жесткость, в нее в первую очередь входят железо, кальций и марганец, реже в водном составе встречаются медь или алюминий. Также определяют наличие в воде солей металлов в виде нитратов и сульфатов.

Практически на каждый распространенный вредный элемент, содержащийся в воде, разработан госстандарт для определения его процентного содержания.

При определении массовой доли общего (растворимого двухвалентного) железа используется методология, изложенная в ГОСТ 4011-72, принцип основан на изменении окраски водяной пробы при введении в ее состав различных химических реагентов. После интенсивность окраски раствора сравнивают с эталонными образцами, определяя тем самым процентное содержание железа в воде.

Рис. 9 Вид водной пробы от процентного содержания хлор-иона по ГОСТ 4245-72

Органические. К органическим веществам относят линдан (γ-ГХЦГ) и ДДТ, являющиеся инсектицидами для уничтожения вредных насекомых, и пестицид 2,4 Д. Данные реагенты могут появиться в воде как результат обработки растений для защиты от насекомых при распылении на полях или индивидуальных огородах. Загрязнению вредной органикой в основном подвержены открытые водные источники.

Методология определения пестицидов газожидкостной хроматографией приведена в ГОСТ 31858-2012, она позволяет выявить процентное содержание:

гексахлорциклогексанов (ГХЦГ-4,4′);
дихлордифенилтрихлорэтанов (ДДТ-4,4′);
дихлордифенилдихлорэтиленов (ДДЭ-4,4′);
дихлордифенилдихлорэтанов (ДДД-4,4′).

Обобщенные показатели. При бытовом водопотреблении важную роль играют следующие показатели:

Кислотность – водородный показатель рН, указывающий концентрацию в воде ионов водорода. Если рН равен 7, раствор считается нейтральным, при опускании коэффициента в меньшую сторону его считают кислотным, более высокий показатель означает основание (щелочь).

В организме человека кровь слабощелочная с кислотным показателем 7,35 – 7,45, поэтому при питьевом водопотреблении желательно, чтобы вода из источника имела схожие характеристики.

Если вода слишком кислая, она будет растворять большее количество металлов, активно повреждать металлические трубы и оборудования, окрашивать белье и сантехнику в сине-зеленый цвет. При щелочном показании рН увеличатся отложения солей на трубопроводах, арматуре и сантехнических приборах, снизится эффективность использования порошков и моющих средстве (не будет пены), возрастет интенсивность появления накипи на активных элементах водонагревательных приборов.

Щелочность воды, процентное содержание гидрокарбонатов и карбонатов определяют в соответствии с ГОСТ 31957-2012 добавлением в пробу химических индикаторных реагентов и дальнейшего сравнивания окраски полученного раствора с эталонными шкалами.

Рис.10 Нормативы для нецентрализованных водных источников СанПиН 2.1.4.1175-02

Общая жесткость. Высокий коэффициент рН указывает на жесткость воды, также ее увеличивают ионы калия и марганца, которые могут содержаться в источнике. Для снижения повышенной концентрации металлов жесткости в быту используют умягчение воды при помощи фильтров на основе ионов серебра.

Жесткость определяют согласно ГОСТ 31954-2012 методом введения в пробу химических веществ, изменяющих ее окраску в зависимости от концентрации металлов и их солей, а также атомными спектрометрами.

Перманганатная окисляемость – показывает количество атомарного кислорода, соответствующего числу ионов перманганата калия, который используют для окисления определенного количества воды из пробы. В качестве растворимых и окисляемых кислородом веществ чаще других выступают соли двухвалентного железа, нитриты, сероводород железосодержащие бактерии, гуминовые кислоты, органические компоненты.

Перманганатную окисляемость измеряют в миллиграммах кислорода на литр, ее оптимальный показатель лежит в диапазоне 5 – 7 мг/л, для ее количественного определения руководствуются ГОСТ Р 55684-2013 (ИСО 8467:1993). Сущность методики состоит в окислении компонентов в пробе раствором перманганата калия нормированной концентрации в сернокислой среде при нагревании (титриметрический метод), после чего подсчитывают количество израсходованного вещества и переводят его в атомарный кислород.

Нефтепродукты. Загрязнение нефтепродуктами актуально для наружных водных источников, в них могут попасть бензин, мазут, машинное масло. Суммарное число нефтепродуктов не должно превышать 0,1 миллиграмма на литр, для их количественного определения руководствуются ГОСТ 31953-2012. Стандарт рассматривает единственный способ химической идентификации и определения содержания нефтепродуктов – метод газовой хроматографии.

Фенольный индекс. Фенолы могут присутствовать в воде как результат метаболизма организмов, при биораспаде или преобразовании органических компонентов. Главные источники появления фенолов – стоки предприятий химической, нефтехимической, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности. Присутствие фенолов приводит к снижению концентрации кислорода в воде, появлению цветности, увеличению окисляемости, образованию более токсичных, чем сам фенол, соединений.

ПДК фенола установлена на уровне 0,001 мг/дм³.

Концентрацию летучих фенолов в воде устанавливают исходя из положений РД 52.24.480-2006, для исследований пользуются экстракционно-фотометрической методологией.

Хлориды CL-. При водоподготовке используются соли хлора, выполняющие функции очистки окислением, обеззараживания и уничтожения бактерий, после их разложения образуются вредоносные соли соляной кислоты, называемые хлоридами. Помимо вредного влияния хлорсоединений на слизистую оболочку человека, состояние его кожного покрова и волос, они являются сильными канцерогенами.

Методика нахождения концентрации в воде хлора регламентирована ГОСТ 4245-72, она основана на осадочной реакции взаимодействия хлор-иона с азотнокислым серебром, где индикатором служит хромовокислый калий.

Рис. 11 Правила хранения проб для обобщенных показателей

Как правильно взять пробу для анализа

Методы взятия любых типов вод на анализ, их транспортировка, подготовка к хранению регламентированы ГОСТ 31861-2012, его основные положения:

Для взятия проб предпочтительно использовать стеклянную посуду, если она новая, ее промывают моющим средством, заполняют слабым раствором азотной или соляной кислот, выдерживая в течение суток, а после споласкивают водой, прошедшей процедуры дистилляции или деионизации.
Ранее использованные емкости моют хромовой смесью или высококонцентрированной серной кислотой, далее промывают водой, держат над паром, споласкивают водой после дистилляции или деионизации, после чего обдувают сухим воздухом.
Если берут пробы в пластмассовые емкости, их ополаскивают ацетоном или слабой соляной кислотой, промывают обычной, а затем водой, подвергнутой дистилляции (деионизации), обдувают сухим воздухом.

Рис. 12 Методика сохранения проб для органолептического анализа
Любую посуду для проб качественно промывают, причем вид моющего средства зависит от типа исследуемых реагентов.
Для исследований органики используют только стеклянные емкости коричневого оттенка.
Емкости для отбора проб должны отвечать требованиям герметичности, светопроницаемости (темные материалы для светочувствительных реагентов типа водорослей), устойчивости к температурам и веществам, применяемым при их подготовке, быть химически инертными.
Забор проб производят вручную опусканием бутыли в источник на веревке с грузом или шесте, а также при помощи специальных приспособлений, если анализом занимаются вызванные специалисты.
Проба по объему не должна быть меньше нормативов на методику определения данного вида загрязнения. Минимальный объем при автоматизированном заборе принимают равным 0,5 дм³ (пол-литровая бутылка).
Выпускной диаметр емкости для забора проб не должен быть меньше 12 мм.

Обычно для взятия пробы выбирают темную пластиковую емкость из-под пива или напитка объемом не менее 1 литра, и погружают ее в источник на шесте, при большой глубине к бутыли привязывают груз и опускают ее на веревке. Если забор производят из водопровода, воду спускают в течении 1 – 3 минут и затем набирают в бутыль.

Перед тем, как сдать воду на анализ в лабораторию, желательно наклеить на бутылку скотчем лейбл с указанием источника, даты и времени ее забора.

Рис. 13 Отбор и хранение проб для микробиологических исследований

Анализ воды – какой делать

Выбор метода анализа во многом зависит от типа источника.

Для глубоких артезианских скважин, дающих прозрачную чистую воду сильной минерализации, главным является количественное определение в ней солей и ионов металлов: железа, калия, кальция, марганца, сероводорода. Именно от этих веществ потребителю придется избавляться в первую очередь при установке системы водоочистки.

Для поверхностных родниковых источников, колодцев и неглубоких абиссинских скважин, актуально бактериологическое заражение воды кишечными палочками и лямблиями, пестицидами, азотными удобрениями, нефтепродуктами. Поэтому основным анализом станет определение концентрации в воде названных компонентов.

Если вода замутнена и имеет низкие органолептические показатели, причиной может быть заиливание скважин на песке. В этом случае определение вида и концентрации загрязнений позволит принять правильное решение при выборе между прочисткой скважины или ее консервацией.

Рис. 14 Методика консервации проб для биологических исследований

Где сделать анализ воды и его стоимость

Органолептический, бактериологический и химический анализ воды из скважины или колодца обычно проводит санэпидемстанция, независимые специализированные лаборатории и фирмы, занимающиеся монтажом водоочистных установок в индивидуальных домах. Понятно, что в последнем случае результаты анализа иногда подкорректировываются с целью установки у заказчика выгодного фирме водоочистного оборудования.

В зависимости от стоимости и количества исследуемых параметров, можно заказать следующий анализ воды в СЭС:

Экспресс-анализ. Определяется запах, водородный показатель, общая жесткость, содержание в воде железа, марганца и хлора. Делается в срок не более 3 дней, средняя стоимость исследований 1000 руб., минимальный объем воды 1 литр. Проведение химического анализа воды экспресс-методом подходит для определения ее пригодности для питья после водоочистных фильтров.

Стандартный. Это более полный анализ, воду исследуют на основные показатели, определяющие ее питьевую пригодность: органолептику, водородный показатель, общую жесткость, перманганатную окисляемость, содержание основных солей металлов, хлоридов, сульфитов и нитратов. Исследования производятся в срок до 5 дней, их средняя стоимость 3500 руб., объем пробы – от 2-х литров. Анализ полезен для определения типа фильтрующих элементов в системах водоочистки скважинной или колодезной воды.

Рис. 15 Хранение проб для химанализа некоторых часто встречающихся в воде реагентов

Расширенный лабораторный анализ. При его проведении к стандартным исследованиям проб добавляют определение поверхностно-активных веществ, цинка, фтора, карбонатов и гидрокарбонатов, нефтепродуктов, формальдегидов, бактерий. Анализ проводят в срок около 7 рабочих дней, минимальный объем пробы составляет 3,5 литра, его средняя цена 5500 руб.

Химический анализ воды данного типа проводится при водозаборе из поверхностных или неглубоких водных источников с высокой вероятностью их заражения канализационными жидкими стоками, отходами промышленных предприятий.

Полный анализ воды. Включает в себя исследование на содержание всех солей металлов, придающих воде жесткость с добавлением редко встречающихся и обладающих повышенной опасностью для здоровья хрома Cr, никеля Ni, кадмия Cd, меди Cu, мышьяка As, ртути Hg, свинца Pb. Устанавливается водородный показатель и перманганатная окисляемость, определяется концентрация в воде вредных для здоровья бактерий, пестицидов, нитратов и сульфатов, нефтепродуктов, фенолов. Средняя стоимость полного анализа 12000 руб., объем пробы около 5 л, он применяется в случае, если в колодце или скважине очень грязная вода без каких-либо определяющих источник загрязнения предпосылок.

Рис. 16 Пример готового анализа

Анализ качества питьевой воды в санитарной эпидемиологической службе является жизненно необходимым при использовании для индивидуального водоснабжения природных источников воды, которую чаще добывают из скважин, колодцев или наружных родников. После исследований установленные виды загрязнений и их концентрации служат главным критерием выбора вида фильтрующего оборудования или водоочистных станций.

Источник: montagtrub.ru