Всесторонние исследования характеристик воды

Обследование объектов, всесторонние исследования характеристик воды

Анализ воды
Как правильно отобрать воду для химического анализа
Можно ли самостоятельно сделать химический анализ воды?
Разбор анализа воды

Обследование объекта начинается с выезда технических специалистов компании «SEWEC» на предприятие Заказчика с целью выявления источников и характера образования загрязнений. На месте проводится:

Анализ водобалансовой схемы объекта
Обследование существующих систем водоснабжения и водоотведения объекта
Определение основных источников и условий образования сточных вод
Определение количественных и качественных характеристик сточных вод в лаборатории
Изучение возможности совместной или раздельной очистки различных категорий вод

В ходе обследования объекта проводится ознакомление с его технической документацией и эксплуатационными данными, осуществляется анализ работы существующих очистных сооружений, обнаружение недостатков в работе объекта, проверка состояния эксплуатации.

Анализ воды

Главным этапом проектирования любой системы водоподготовки является лабораторный химический и бактериологический анализ воды. На основании полученных данных определяется характер загрязнения исследуемого источника воды. В протоколе химического анализа воды также указываются предельно допустимые значения этих параметров согласно СанПиН . Только после лабораторного анализа воды можно приступать к подбору технологии и оборудования водоподготовки. Химические и бактериологические анализы воды выполняются в сертифицированной лаборатории (16-40 показателей), которая выдает результаты в виде заключения.

Если по каким-то причинам вы вынуждены отбирать пробы для анализа самостоятельно, просим вас внимательно ознакомиться с правилами отбора проб воды.

Как правильно отобрать воду для химического анализа?

Для проведения анализа необходимо отобрать 1-2 литра воды. Для химического анализа воды по основным показателям, можно использовать обычную пластиковую бутылку из-под простой питьевой воды (без сахара и красителей, т.к. мельчайшие их примеси могут изменить картину вашей пробы ) объемом 1,5 - 2 литра. Отбор проб производят в том месте, где вода максимально приближена к входу в дом. Перед тем, как набирать воду, необходимо дать ей стечь несколько минут. Для отбора воды непосредственно из скважины нужно провести предварительную откачку. Прокачивать скважину, водопровод или колодец нужно таким образом, чтобы в ней не оставалось отстоявшейся воды, и в момент взятия пробы вода поступала только из подземных водоносных пластов.

Чистую бутылку ополаскивают 2-3 раза водой из места предполагаемого отбора пробы. Воду для анализа следует набирать тонкой струей строго по стенке посуды, избегая бурления и насыщения ее кислородом. Бутылка следует заполнять под пробку. После заполнения бутылки необходимо ее слегка сжать, чтобы выдавить оставшийся воздушный пузырь, затем плотно закрутить крышку. Это делается для того, чтобы препятствовать растворению в воде кислорода из воздуха при отборе и перевозке пробы. Отобранную пробу необходимо упаковать в темную сумку или пакет, чтобы защитить от воздействия света и доставить в лабораторию. Проба может храниться не более 3 – 4 часов при комнатной температуре и 7 – 9 часов в холодильнике.

При наличии растворенного железа (когда вода течет из крана прозрачная, а после отстаивания приобретает ржавый цвет) или сероводорода эти вещества можно консервировать для более точного определения количественного содержания этих веществ. Для этого отбирается отдельная проба объемом 0,5 л в которую добавляется консервант.

ГОСТ Р 51592-2000: Вода. Общие требования к отбору проб

Можно ли самостоятельно сделать химический анализ воды?

Анализ воды можно сделать в ближайшей СЭС или в другой подобной сертифицированной лаборатории. Подбор технологии водоподготовки и расчет стоимости оборудования будет сделан согласно предоставленному заказчиком протоколу анализа воды. Если в последствие возникнут претензии к качеству воды, очищенной оборудованием компании SEWEC, будет производиться независимый экспертный анализ воды перед входом в систему. При отклонении показателей экспертного протокола от предоставленного заказчиком в сторону ухудшения, оборудование очистки воды снимается с гарантии.

Разбор анализа воды

МУТНОСТЬ — показатель, обусловленный наличием в воде взвешенных частиц, которые уменьшают ее прозрачность. Метод определения мутности сводится к оценке прохождения света через воду и степени его рассеивания и не дает представления о химическом составе загрязнений. Поэтому прямой зависимости между мутностью и вредом для здоровья нет. Однако присутствие в воде большого количества нерастворимой взвеси препятствует ее применению в хозяйственно-бытовых целях и для питья. В некоторых случаях мутность мешает проведению мероприятий по очистке воды. Так, например, при использовании ультрафиолетовых ламп для обеззараживания воды мутность препятствует похождению через воду УФ-лучей и обеззараживание становится неэффективным. Очень часто мутность вызвана окислением находящегося в воде двухвалентного железа кислородом воздуха. Мутность устраняется такими методами, как коагуляция + ультрафильтрация, озонирование + фильтрование на активированном угле. Мутность измеряется в ЕМФ (единицах мутности по формазину) или в мг/л (по каолину). СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» допускают мутность воды не более 2,6 ЕМФ или 1,5 мг/л. По постановлению главного государственного санитарного врача по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения на основании оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки величина мутности может быть увеличена до 3,5 ЕМФ или 2 мг/л.

ЦВЕТНОСТЬ — это степень окраски воды, которая измеряется в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Измерение цветности заключается в сравнении образцов воды с эталоном. Показатели цветности и мутности не характеризуют химический состав загрязнителей, но являются весьма важными. Высокая цветность характерна для вод из открытых источников и неглубоких колодцев и обуславливается наличием в воде органических соединений, цветения и т.п. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» допускают цветность воды не более 20 градусов. Для удаления цветности используют коагуляцию + осветлительное фильтрование, ультрафильтрация + озонирование \ фильтрование на активированном угле.

ЗАПАХ И ПРИВКУС — органолептические свойства воды, которые измеряются по пятибалльной шкале. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» допускают запах и привкус не более 2-х баллов, т. е. согласно ГОСТ 3351-74 запах и привкус могут ощущаться потребителем, если обратить на это его внимание. Для улучшения этих показателей используют озонирование + фильтрование на активированном угле.

ЖЕСТКОСТЬ — совокупность химических и физических свойств воды, обусловленных присутствием в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом ионов Ca2+ и Mg2+ (так называемых «солей жесткости»). Жесткость воды обычно увеличивается, если вода контактирует с горными породами, содержащими сульфаты и карбонаты кальция и магния. Регулярное использование жесткой воды для питья приводит к развитию мочекаменной болезни и в целом опасно для здоровья. Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Она не подходит для приготовления еды, напитки меняют вкусовые качества. Нежелательно использование жесткой воды в хозяйственных целях, т.к. она выводит из строя все бытовые приборы, которые осуществляют нагрев воды (бойлеры, нагревательные котлы, стиральные машины и др.) Жесткая вода оставляет «известковый» налет на сантехнике, что выводит из строя водозапорную и водораспределительную арматуру (краны, форсунки джакузи и душевых кабин). Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» ПДК солей жесткости допускается не более 7 мг-экв/л, а для некоторых территорий по решению главного государственного санитарного врача этот показатель может быть увеличен до 10 мг-экв/л. Для умягчения воды кипячение, реагентное умягчение, катионирование, обратный осмос, электродиализ.

ОБЩАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ — показатель количества содержащихся в воде растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества). Не дает представления о химическом составе воды, т.к. является обобщенной характеристикой. Общую минерализацию часто путают с сухим остатком. На самом деле, эти параметры очень близки, но методы их определения разные. При определении сухого остатка не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. В результате общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на величину этих летучих соединений (как правило, не более 10%). Бытовая водопроводная вода с высокой минерализацией оставляет после высыхания белые следы на сантехнике. Регулярное употребление для питья воды с высокой минерализацией может служить одной из причин возникновения мочекаменной болезни. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» допустима общая минерализация не более 1000 мг/л, а для некоторых территорий по решению главного государственного санитарного врача показатель может быть увеличен до 1500 мг/л. Кроме обратного осмоса для уменьшения минерализации универсальных средств нет. Использование реагентов возможно только после детального исследования химического состава воды.

ЖЕЛЕЗО — в подземных водах присутствует, в основном, растворенное двухвалентное железо в виде ионов Fe2+. Трехвалентное железо появляется после контакта такой воды с воздухом и в изношенных системах водораспределения при контакте воды с поверхностью труб. В поверхностных водах железо уже окислено до трехвалентного состояния и, кроме того, входит в состав органических комплексов и железобактерий. Несмотря на то, что СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» не нормирует, сколько какого железа может присутствовать в воде, а учитывает только общий показатель (не более 0,3 мг/л), при проектировании системы водоочистки это, тем не менее, имеет большое значение. Содержание железа в воде выше норматива способствует накоплению осадка в системе водоснабжения, интенсивному окрашиванию сантехнического оборудования. Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает её вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций. Также железо отрицательно влияет на репродуктивную систему. Ржавчина не растворима в воде, поэтому легко удаляется фильтрами механической очистки. Если железосодержащая вода поступает в краны из глубины, где воздух не содержит достаточно для окисления кислорода, она сначала прозрачная, а постояв некоторое время, мутнеет, приобретая характерный ржавый цвет. В таких случаях используют озонирование для обезжелезивания воды.

МАРГАНЕЦ — химический элемент, металл. В воде, как правило, встречается в форме Mn2+. Высокие концентрации этого элемента редки, однако его присутствие в воде, создает немало неприятных хлопот. Характерный признак наличия марганца — почернение поверхностей, контактирующих с водой. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» предусматривают предельно допустимую концентрацию марганца в воде не более 0,1 мг/л. Способы удаления марганца аналогичны способам обезжелезивания воды.

МЕДЬ и её соединения широко распространены в окружающей среде, поэтому их часто обнаруживают в природных водах. Концентрации меди в природных водах обычно составляют десятые доли мг/л, в питьевой воде могут увеличиваться за счет вымывания из материалов труб и арматуры. Медь придает воде неприятный вяжущий привкус в низких концентрациях, что и лимитирует её содержание в питьевой воде. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе источника водоснабжения для производства бутилированной питьевой воды. В случае обнаружения меди в питьевой воде в количестве более 1,0 мг/л, проводят корректировку состава воды с помощью озонирования и механической фильтрации.

КРЕМНИЙ является одним из элементов, играющих в организме роль строительного пластического материала, более того, он относится к классу незаменимых микроэлементов. Он является катализатором усвоения всех минеральных элементов организмом, обеспечивает передачу сигналов по нервным волокнам, улучшает обмен веществ. При употреблении воды, содержащей 9-11 мг/л (по SiO₂) в присутствии алюминия с концентрацией вблизи ПДК (0,5 мг/л) у населения снижается число заболеваний болезнью Альцгеймера. С пищей и водой в организм человека ежедневно поступает до 1 грамма кремния. При этом, в отличие от ряда других микроэлементов, усвояемость кремния человеком из воды значительно выше, чем из пищи. Предельно допустимое содержание кремния в питьевой воде первой и высшей категории качества имеет верхнее ограничение по критерию безвредности химического состава - 10 мг/л. К отрицательному воздействию кремния на организм человека можно отнести увеличение вероятности возникновения онкологических заболеваний. При регулярном употреблении питьевой воды, имеющей содержания кремния более 10 мг/л и, одновременно, высокую жесткость отмечены случаи возникновения ишемической болезни сердца. С учетом вышеизложенного в настоящее время рассматривается вопрос о переводе этого элемента в группу, отражающую физиологическую полноценность питьевой воды с установлением не только максимального, но и минимально допустимого содержания кремния. Кроме отрицательного воздействия на организм человека, воду с высоким содержанием кремния нельзя использовать в энергетике, ряде производств химической и фармацевтической промышленности, при переработке цветных металлов и т.д.

В настоящее время для обескремнивания воды наиболее широко используются ионообменные процессы и мембранные методы. В ионообменных процессах используются сильноосновные гелевые или макропористые аниониты. Для увеличения степени очистки воды рекомендуется переодическая регенерация анионита горячим (до 60° С) раствором щелочи.

Широко используются для удаления кремния также мембранные технологии, т.к. именно они позволяют извлечь 95 % коллоидных соединений кремния, удаление которых вызывает наибольшее затруднение. Метод ионного обмена в ряде случаев имеет преимущество перед мембранными технологиями, например, для конденсатов и других типов оборотных вод с повышенной температурой, поскольку, в отличие от рабочей температуры большинства мебранных элементов (до +35° С), допустимая рабочая температура для анионитов достигает +60° С. Причем растворимость соединений кремния прямо пропорциональна температуре, что дополнительно улучшает процесс ионного обмена.

ПЕРМАНГАНАТНАЯ ОКИСЛЯЕМОСТЬ — это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Этот показатель отражает общую концентрацию органики в воде. Природа органических веществ может быть самой разной - и гуминовые кислоты почв, и сложная органика растений, и химические соединения антропогенного происхождения. Перманганатная окисляемость выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм³ воды. Поскольку для испытания малозагрязненных вод пробы титруют раствором перманганата калия, этот вид окисляемости называется перманганатным. По сути, этот показатель является комплексным и не дает представления о химическом составе загрязнителей, но при этом очень полезен для общего представления о насыщенности воды органическими соединениями. Можно выявить некоторую зависимость между источником воды и показателями перманганатной окисляемости. Если вода добывается из глубокой скважины то окисляемость, скорее всего, будет низкой, а если из наземного источника или неглубокого колодца — то высокой. ПДК питьевой воды по перманганатной окисляемости согласно СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 5,0-7,0 мг/дм³. Для уменьшения перманганатной окисляемости используют метод озонирования, механическую фильтрацию.

БИХРОМАТНАЯ ОКИСЛЯЕМОСТЬ – величина, характеризующая содержание в воде органических и неорганических веществ, окисляемых сернокислым бихроматом калия (ГОСТ 17403-72). Обычно по величине БО судят о величине (ХПК) химического потребления кислорода. В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, бихроматную окисляемость (ХПК) используют в качестве меры содержания органического вещества в пробе воды. Таким образом, ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе степени их очистки), а также поверхностного стока. Согласно требованиям к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать 15 мг О₂/дм³. БО (ХПК) легко корректируется методом озонирования.

PH — начение рН показывает, какую реакцию имеет вода – щелочную или кислую – и насколько сильную. Чистая вода имеет нейтральный PH =7, но поскольку вода в природе идеально чистой не бывает, а представляет раствор солей, минералов, органических соединений и пр., ее кислотность отличается от нейтрального показателя в ту или иную сторону. Если вода имеет PH7 — щелочной. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» регламентирует величину водородного показателя в пределах от 6 до 8.. Чем выше показатель рН, тем более агрессивное воздействие воды на организм и ниже эффект действия дезинфицирующих средств и средств по уходу за водой. Вода может стать зеленой даже при высокой концентрации хлора, а также начинается оседание извести в устройствах, в результате чего может выйти из строя оборудование, будет нарушена нормальная работа фильтровальной системы. Для изменения водородного показателя используют средства корректировки pH.

СЕРОВОДОРОД (H₂S) — бесцветный газ с неприятным запахом. Очень токсичен. Сероводород может содержаться в воде, как добываемой из глубоких скважин, так и в поверхностных водах, особенно проходящих через месторождения сульфидных руд, содержащих сульфидные соединения металлов и в первую очередь Fe₂S, в зонах вулканизма и др. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды» предусматривает ПДК сероводорода в воде не более 0,003 мг/л. В воде сероводород мало растворим, водный раствор H₂S является очень слабой кислотой. Несмотря на достаточно неприятный запах «тухлых яиц» при малых концентрациях запах вызывает быстрое привыкание и становится, не заметен. От момента забора проб воды до их испытания проходит обычно немало времени, за которое сероводород в значительной степени улетучивается, поэтому определение концентрации сероводорода в воде проблематично и при обычном анализе неточно. Единственный способ — консервация сероводорода, при котором в пробу воды добавляется вещество, вступающее в реакцию с сероводородом и образующее нелетучее соединение. Удалить сероводород можно методом аэрации, или используя реагенты. Но оптимальный результат достигается путем озонирования.

НИТРАТРЫ — в поверхностных и подземных источниках воды присутствуют соединения азота в виде нитратов и нитритов. В настоящее время происходит постоянный рост их концентрации из-за широкого использования нитратных удобрений, избыток которых с грунтовыми водами поступает в источники водоснабжения. Согласно санитарным правилам и нормам, в воде централизованного водоснабжения содержание нитратов не должно превышать 45 мг/л, нитритов — 3 мг/л.

Нитраты в концентрации более 20 мг/л оказывают токсическое действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой системы. При обнаружении в пробе воды нитратов в количестве выше норматива прибегают к озоно-сорбционной очистке.