Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

А.Н. Петин, М.Г. Лебедева, О.В. Крымская
Анализ и оценка качества поверхностных вод

Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. – 252 с.

Предыдущая

1. Водоемы и показатели качества воды

1.2. Показатели экологического состояния водоемов и качества поверхностных вод

1.2.2. Органолептические показатели воды

Метод определения состояния водного объекта путем непосредственного осмотра его. Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. К органолептическим характеристикам относятся цветность, прозрачность, запах, вкус и привкус, пенистость. При органолептических наблюдениях особое внимание обращают на явления, необычные для данного водоема или водотока и часто свидетельствующие о его загрязнении: гибель рыбы и других водных организмов, растений, выделение пузырьков газа из донных отложений, появление повышенной мутности, посторонних окрасок, запаха, цветения воды, нефтяной пленки и пр.

Органолептическая оценка качества воды – обязательная начальная процедура санитарно-химического контроля воды. При корректной оценке органолептических показателей (т.е. с использованием таблиц, шкал, различных критериев сопоставления) специалисты говорят об органолептических измерениях.

Цветность. Показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений; выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами.

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды. Цветность природных вод колеблется от единиц до тысяч градусов.

Различают «истинный цвет», обусловленный только растворенными веществами, и «кажущийся» цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц, соотношения между которыми в значительной мере определяются величиной pH.

Если окраска воды не соответствует природному тону, а также при интенсивной естественной окраске, определяют высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуют цвет воды. Соответствующая высота столба воды должна превышать: для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения –
20 см; культурно-бытового назначения – 10 см. Удовлетворительная цветность воды устраняет необходимость определения тех загрязнителей, ПДК которых установлены по цветности (лимитирующий показатель – органолептический). К таким загрязнителям относятся многие красители и соединения, образующие интенсивно окрашенные растворы и имеющие высокий коэффициент светопоглощения.

Высокая цветность воды ухудшает ее органолептические свойства и оказывает отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в воде, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых веществ.

Цветность воды определяется визуально или фотометрически, сравнивая окраску пробы с окраской условной 100-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K2Cr2O7 и CoSO4. Предельно допустимая величина цветности в водах, используемых для питьевых целей, составляет 35 градусов по платиново-кобальтовой шкале.

Можно определять цветность и качественно, характеризуя цвет воды в пробирке высотой 10 – 12 см (например, бесцветная, слабо-желтая, желтая, буроватая и т.д.). Предлагаемый ниже метод определения цветности, являющийся наиболее простым, в то же время рекомендован ГОСТ 1030 [2].

Оборудование

Пробирка стеклянная высотой 15-20 см, лист белой бумаги (фон).

Выполнение анализа

1. Заполните пробирку водой до высоты 10 – 12 см.

2. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Отметьте наиболее подходящий оттенок из приведенных в
табл. 1 либо заполните свободную графу в таблице.

Таблица 1

Цветность воды

 

Слабо-желтоватая

Коричневатая

Светло-желтоватая

Красно-коричневатая

Желтая

Другая (укажите, какая)

Интенсивно-желтая

 

Прозрачность.  Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлена их цветом и мутностью, т.е. содержанием в них различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ.

Ослабление интенсивности света с глубиной в мутной воде приводит к большему поглощению солнечной энергии вблизи поверхности. Появление более теплой воды у поверхности уменьшает перенос кислорода из воздуха в воду, снижает плотность воды, стабилизирует стратификацию. Уменьшение потока света также снижает эффективность фотосинтеза и биологическую продуктивность водоема.

Определение прозрачности воды – обязательный компонент программ наблюдений за состоянием водных объектов. Увеличение количества грубодисперсных примесей и мутности характерно для загрязненных и эвтрофных водоемов.

Воду в зависимости от степени прозрачности условно подразделяют на прозрачную, слабоопалесцирующую, опалесцирующую, слегка мутную, мутную, сильно мутную. Мерой прозрачности служит высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в водоем белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа. Последний метод, регламентированный ИСО 7027, мы и приводим ниже, т.к. он позволяет судить о прозрачности воды практически в любых условиях и на любом водоеме, независимо от его глубины, наличия мостов, погодных условий и др.

Оборудование

Стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см или более и высотой не менее 30 см (желательно 60 см) с дном из плоского отшлифованного или оптического стекла. Цилиндр должен быть снабжен экраном, хорошо защищенным от попадания бокового света.

Образец шрифта – четкий шрифт на белом фоне (высота 3,5 мм, ширина 0,35 мм) либо котировочная метка (черный крест на белой бумаге). Линейка, отградуированная в сантиметрах.

Выполнение анализа

1. Пробу тщательно перемешайте и поместите в цилиндр.

2. Установите цилиндр на высоте около 4 см над образцом шрифта, добейтесь хорошего освещения шрифта при отсутствии попадания света на боковую поверхность цилиндра.

3. Наблюдая сверху через столб воды и сливая или доливая воду в цилиндр, определите высоту столба, еще позволяющего отчетливо видеть шрифт (метку). Измеренное значение прозрачности (т.е. столба воды) записывайте с точностью до 1 см.

Запах. Свойство воды вызывать у человека и животных специфическое раздражение слизистой оболочки носовых ходов. Запах воды характеризуется интенсивностью, которую оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 2 (ГОСТ 3351-74) [1, 10]. Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Таблица 2

Определение интенсивности запаха воды

Оценка интенсивности запаха, баллы

Интенсивность запаха

Характер проявления запаха

0

никакого запаха

отсутствие ощутимого запаха

I

очень слабый

запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом

II

слабый

запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание

III

заметный

запах, легко обнаруживаемый, может быть причиной того, что вода неприятна для питья

IV

отчетливый

запах, обращающий на себя внимание, может заставить воздержаться от питья

V

очень сильный

запах, настолько сильный, что делает воду непригодной для питья

Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д. Обычно запах определяют при нормальной (20 °С) и при повышенной (60 °С) температуре воды.

Запах по характеру подразделяют на две группы, описывая его субъективно по своим ощущениям (табл. 3):

1)  естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.);

2)  искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды.

Таблица 3

Характер и интенсивность запаха

Естественного происхождения:

Искусственного происхождения:

землистый

нефтепродуктов (бензиновый и др.)

гнилостный

хлорный

плесневый

уксусный

торфяной

фенольный и др.

травянистый и др.

 

Можно количественно определить интенсивность запаха как степень разбавления анализируемой воды водой, лишенной запаха (такую воду можно приготовить обработкой активированным углем в количестве 0,6 г угля на 1 литр воды с последующим фильтрованием воды через бумажный фильтр либо пропустив воду через бытовой фильтр для очистки воды).  При этом определяют «пороговое число» запаха N

N=V0/VA,

где V0   – суммарный объем воды (с запахом и без запаха);

 VA  –   объем анализируемой воды (с запахом), мл.

Если анализируемая вода содержит какое-либо пахнущее вещество, то описанным способом можно определить его концентрацию в пробе. Для этого предварительно определяют «пороговое число» запаха стандартного раствора этого пахучего вещества известной концентрации. Тогда концентрация этого вещества в пробе (Сх) в мг/л будет равна:

Сх = С0 × N0/Nx,

где С0 – концентрация определяемого вещества в стандартном растворе, мг/л;

N0 и Nx – «пороговое число» запаха стандартного раствора и пробы соответственно.

Определение порогового числа избавляет от необходимости определять количественное содержание в воде тех веществ, для которых ПДК установлены по органолептическому показателю – запаху (например, для фенолов и хлорфенолов).

Оборудование

Колба на 250-500 мл с пробкой.

Выполнение анализа

1. Заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой.

2. Взболтайте содержимое колбы вращательным движением руки.

3. Откройте колбу и сразу же определите характер и интенсивность запаха.

Воздух вдыхайте осторожно, не допуская глубоких вдохов!

Если запах сразу не ощущается или возникают затруднения с его обнаружением (запах неотчетливый), испытание можно повторить, нагрев воду в колбе до температуры 60 °С, опустив колбу в горячую воду. Пробку из колбы предварительно выньте. Интенсивность запаха определите по шкале согласно табл. 2.

Вкус и привкус. Оценку вкуса воды проводят у питьевой природной воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.).

Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 4 (ГОСТ 3351-74).

Таблица 4

Определение характера и интенсивности вкуса и привкуса

Интенсивность вкуса и привкуса

Характер проявления вкуса и привкуса

Оценка интенсивности вкуса и привкуса

1

2

3

Нет

вкус и привкус не ощущаются

0

Очень слабая

вкус и привкус сразу не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при тщательном тестировании

1

Слабая

вкус и привкус замечаются специалистом

2

Заметная

вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде                                                           вызывают неодобрительный отзыв о

3

Отчетливая

вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от употребления воды

4

Очень сильная

вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению

5

При определении вкуса и привкуса анализируемую воду набирают в рот (например, из колбы после определения запаха) и задерживают на
3-5 с, не проглатывая. После определения вкуса воду сплевывают.

Для питьевой воды допускаются значения показателей вкус и привкус не более 2 баллов.

При определении вкуса и привкуса воду не проглатывать!

Несмотря на кажущуюся простоту и безопасность определения вкуса и привкуса воды, при организации практических работ с детьми мы не рекомендуем определение этих показателей ими самими, т.к. для определения могут случайно быть использованы загрязненные воды, а поведение детей не всегда может контролироваться учителями.

Мутность. Мутность природных вод вызвана присутствием тонкодисперсных примесей, обусловленных нерастворимыми или коллоидными неорганическими и органическими веществами различного происхождения. Качественное определение проводят описательно: слабая опалесценция, опалесценция, слабая, заметная и сильная муть.

В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды мутность не должна превышать 1,5 мг/дм3 по каолину.

Мутность воды определяют турбидиметрически (по ослаблению проходящего через пробу света) путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результаты измерений выражают в мг/дм3 (при использовании основной стандартной суспензии каолина) или в ЕМ/дм3 (единицы мутности на дм3 при использовании основной стандартной суспензии формазина); 1,5 мг/дм3 каолина соответствует 2,6 ЕМ/дм3 формазина. Турбидиметрическое определение предназначено для вод, имеющих переменчивый состав и форму тонкодисперсных примесей. Если пробу предварительно не профильтровать, то турбидиметрически будут определены не только коллоидные, но и более грубодисперсные частицы [1, 7, 10].

Мутность воды обусловливает и некоторые другие характеристики воды, такие, как:

– наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим, измеряясь в миллиметрах;

взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси – определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно малоинформативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод;

прозрачность измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который на белой бумаге можно различать стандартный шрифт (см. раздел «Прозрачность»).

Мутность определяют фотометрически (турбидиметрически – по ослаблению проходящего света или нефелометрически – по светорассеянию в отраженном свете), а также визуально – по степени мутности столба высотой 10-12 см в мутномерной пробирке. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная; слабо опалесцирующая; опалесцирующая; слабо мутная; мутная; очень мутная (ГОСТ 1030) [2]. Указанный метод мы и приводим далее в качестве наиболее простого в полевых условиях.

 Этот метод с использованием специального диска, известного как диск Секи, благодаря своей простоте получил распространение в образовательных учреждениях нашей страны. Диск Секки представляет собой диск, отлитый из бронзы (или другого металла с большим удельным весом), покрытый белой краской и прикрепленный к цепи (нерастягивающемуся шнуру и т.п.). Диск обычно имеет диаметр 200 мм с шестью отверстиями, каждое диаметром 55 мм, расположенными по кругу  диаметром 120 мм. При определении мутности с помощью диска его опускают в воду настолько, чтобы он был едва заметен. Измеряют максимальную длину погруженной цепи (шнура), при которой диск еще заметен. Измерения повторяют несколько раз, т.к. возможно мешающее влияние отражения света от водной поверхности. Для значений, меньших 1 м, результат приводят с точностью до 1 см; для значений больших, чем 1 м, – с точностью до 0,1 м. Данный метод удобен тем, что позволяет использовать для анализа мосты, обрывистые берега и др.

 

Оборудование

Пробирка стеклянная высотой 10 – 12 см, лист темной бумаги (фон).

Выполнение анализа

1.  Заполните пробирку водой до высоты 10-12 см.

2.  Определите мутность воды, рассматривая пробирку сверху на темном фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном). Выберите подходящую  характеристику из приведенных в табл. 5.

Таблица 5

Мутность воды

 

Мутность не заметна (отсутствует)

Слабо мутная

Слабо опалесцирующая

Мутная

Опалесцирующая

Очень мутная

 

Пенистость. Пенистостью считается способность воды сохранять искусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствия таких веществ, как детергенты (поверхностно активные вещества) природного и искусственного происхождения и др.

Пенистость определяют, в основном, при анализе сточных и загрязненных природных вод.

Методика анализа проста: колбу на 0,5 л заполняют на 1/3 водой, взбалтывают около 30 сек. Проба считается положительной, если пена сохраняется более 1 мин. Величина рН воды при этой процедуре должна быть 6,5-8,5 (при необходимости воду нейтрализуют).

Предыдущая