Оценка загрязненности воды

Основным показателем для определения мощности очистных сооружений служит потребление воды на душу населения (или суточная норма потребления) с учетом количества органических веществ, ежедневно сбрасываемых в сточные воды, последняя величина составляет приблизительно 180 г на одного человека. Определить суммарное загрязнение воды органическими веществами можно по расходу кислорода на разрушение органических веществ микроорганизмами. Для этого количества органики массой 180 г требуется около 60 г кислорода при 20 С в течении 5 суток. Указанное количество кислорода, израсходованное микроорганизмами, играет важную роль для выработки единой шкалы оценки чистоты сточных вод. Эта характеристика определяется как пятисуточное биохимическое потребление кислорода (БПК ) и выражается обычно в мг кислорода на 1 л сточных вод. Реально определение БПК требует больших затрат времени. Пятисуточную потерю кислорода в сточных водах, насыщенных кислородом, определяют либо при помощи кислородного электрода, либо с помощью цветной реакции, а также манометрически по изменению объема воздуха над пробами сточных вод. В этом случае воздух длжен быть предварительно очищен от СО с помощью раствора NaOH. Оценка уровня загрязненности по показателю БПК не является полной, так как при анализе учитываются только биологически быстро разрушающиеся вещества, но не учитываются вещества, разрушающиеся с трудом, равным образом как и неорганические соединения, также входящие в состав загрязненных вод. Быстрое заключение о количестве окисляющихся веществ можно сделать, определяя химическое потребление кислорода (ХПК) для пробы сточных вод. В простейшем случае титруют пробу сточных вод раствором перманганата калия в кислой среде:

MnO + 8H + 5e Mn +4H O

При этом определяют не все органические соединения, поскольку некоторые из них, например кетоны, окисляются с трудом. Полное окисление осуществляют бихроматом калия в сильнокислой среде:

Cr O + 14H + 6e 2Cr + 7H O

К недостаткам обоих методов относится то, что одновременно окисляются различные неорганические вещества и значения ХПК нельзя целиком приравнивать БПК. Согласно грубой оценке БПК составляет половину значения ХПК. Другим важным параметром при оценке загрязненности вод является «общий органический углерод» (ООУ). Эта величина представляет особый интерес в тех случаях, когда загрязнение связано с такими веществами, которые с трудом разлагаются микробиологическим путем, как, например, лигнин, гуминовые кислоты или различные органические материалы искусственного происхождения.

Наряду с содержанием в воде органических веществ интерес представляют также соединения ионного характера. Их определяют по электропроводности воды при 20 С (кондуктометрически). Однако, определив электросопротивление, нельзя сделать заключение о природе присутствующих ионов. Различные соли имеют разные степени диссоциации, в свою очередь различные ионы имеют разные подвижности. Для идентификации ионов необходимо использовать химические методы определения. Несмотря на эти ограничения, электропроводность служит важным критерием при использовании воды для технических целей, равно как и в тех случаях, когда вода сбрасывается в места обитания живых организмов, так как концентрация ионов имеет решающее значение для осмотических процессов.

Наряду с определением общих характеристик загрязнений, в отдельных случаях необходимо качественное и количественное определение вредных компонентов для более полной характеристики воды и выяснения возможности ее использования, например, в качестве питьевой [ 4 ].

При оценке поверхностных вод, являющихся средой обитания многих животных и растений, используется их классификация по качеству. Все воды разбивают по степени загрязнения на 4 класса (табл. 4.2.).Сравнение данных по отдельным представителям флоры и фауны позволяет видеть тесную связь их выживания со степенью загрязненности воды. Изменение состава водной флоры отмечено уже при кратковременном увеличении загрязненности. Поэтому необходимы экологические исследования с применением систематических химических анализов в течение длительного времени. Кроме того, и по сей день качество воды оценивают по состоянию ее обитателей. Но поскольку это не может дать исчерпывающей картины загрязненности воды, всегда в заключение приходится прибегать к химическому анализу.

Таблица 3.4.1.

Краткая характеристика различных вод (по Фелленберг Г., 1997 г.)

*Сапробность – физиолого-биохимические свойства организма (сапробионта), обуславливающие его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ. Олиго-, мезо- и полисапробы – соответственно организмы, обитающие в водах малой, средней и высокой загрязненности.