Органические вещества

В воде источников водоснабжения может быть обнаружено несколько тысяч органических веществ различных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения (гуминовые вещества, различные амины) и техногенного происхождения (поверхностно-активные вещества) способны изменять органолептические свойства воды (запах, привкус, окраску, мутность, способность к пенообразованию, пленкообразование), что позволяет их выявить и ограничить их содержание в питьевой воде.

Органические вещества подразделяются на группы:

¾ растворенных примесей: (гуминовые кислоты и их соли – гуматы натрия, калия, аммония; некоторые примеси промышленного происхождения; часть аминокислот и белков;

¾ нерастворенных примесей: ( фульвокислоты (соли) и гуминовые кислоты и их соли – гуматы кальция, магния, железа; жиры различного происхождения; частицы различного происхождения, в том числе микроорганизмы;

В то же время огромное число органических соединений весьма неустойчивы и склонны к непрерывной трансформации, поэтому непосредственное определение концентрации органических веществ в питьевой воде затруднительно, из-за чего содержание их принято характеризовать косвенным путём в мг О₂/л, определяя окисляемость и цветность питьевой воды.

Окисляемость.

Окисляемость - это показатель, характеризующий содержание в воде органических и минеральных веществ. Окисляемость выражается в мг О_2, необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм³ исследованной воды.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (1 мг KMnO₄ соответствует 0,25 мг O₂), бихроматную, иодатную. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах - как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК - химическое потребление кислорода). Окисляемость является очень удобным комплексным параметром, позволяющим оценить общее загрязнение воды органическими веществами.

Значение перманганатной окисляемости выше 5 мг О₂/л свидетельствует о содержании в воде легко окисляющихся органических соединений, многие из которых имеют отрицательное влияние на здоровье человека. При обеззараживании такой воды хлорированием образуются хлоруглеводороды, вредные для здоровья человека и строго контролируемые при подготовке питьевой воды.

Если в результате анализов воды обнаружено, что значение перманганатной окисляемости выше 5 мг О₂/л, такая вода требует очистки от органических загрязнений.

Цветность.

Цветность - показатель качества воды, обусловленный главным образом присутствием в воде гуминовых и фульвовых кислот, а также соединений железа (Fe³⁺). Количество этих веществ зависит от геологических условий в водоносных горизонтах и от количества и размеров торфяников в бассейне исследуемой реки. Так, наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, в то время как весной в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей - цветения воды оно повышается.

Нитраты.

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.

Водородный показатель (рН), Окислительно-восстановительный потенциал (Редокс-потенциал)

Величина pH – один из важнейших показателей качества воды для определения ее стабильности, накипеобразующих и коррозионных свойств, прогнозирования химических и биологических процессов, происходящих в природных водах, данный показатель является одним из основных при выборе технологии реагентной обработки.

Редокс-потенциал(мера химической активности) Eh вместе с рН, температурой и содержанием солей в воде характеризует состояние стабильности воды. В частности этот потенциал необходимо учитывать при определении стабильности железа в воде. Eh в природных водах колеблется в основном от минус 0,5 до +0,7 В.  Подземные воды классифицируются:

ü Eh > +(0,1–1,15) В – окислительная среда, в воде присутствует растворенный кислород, Fe³⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Mo²⁺ и др.

ü Eh – 0,0 до +0,1 В – переходная окислительно-восстановительная среда, характеризуется неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием кислорода и сероводорода, а также слабым окислением и слабым восстановлением разных металлов;

ü Eh < 0,0 – восстановительная среда; в воде присутствуют сероводород и металлы Fe²⁺, Mn²⁺, Mo²⁺ и др.

Зная значения рН и Eh, можно по диаграмме Пурбэ установить условия существования соединений и элементов Fe²⁺, Fe³⁺, Fe(ОН)₂, Fe(ОН)3, FeСО₃, FeS, (FeOH)2+.

 

Вкус и привкус(для питьевой воды).

Вкус воды определяется растворенными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т.п.). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20°С и оценивают по пятибалльной системе.

Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений - привкуса выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чаще всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький - сульфатом магния, кислый - избытком свободного диоксида углерода и т.д.

Запах.

Запах - показатель качества воды, определяемый органолептическим методом с помощью обоняния на основании шкалы силы запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. Запах в питьевой воде может иметь как природную причину появления, например, в поверхностных источниках в период развития жизнедеятельности фитопланктона, в подземных водах наиболее часто встречается запах сероводорода, так и причину технологическую, например, обеззараживание хлорреагентами. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20°С и 60°С и измеряют в баллах.