Химическият състав на естествената вода - Студопедия
Химическият състав на природните води е много сложен. Повечето от известните химични елементи се намират в тях, изчислени във фракции от грамове или цели и дори десетки и стотици грама на литър вода. Някои от елементите във водата присъстват под формата на йони или молекули, докато други образуват сложни съединения, включително органични.
Промените в обичайното ниво на минерализация на водата, които не са свързани с естествени причини (пролетни наводнения), могат да се считат за индикатор за замърсяване на водата с чужди вещества.
Хлоридите във водата се намират главно под формата на натриев хлорид и по-рядко под формата на други съединения (магнезиев хлорид и др.). В естествените води хлоридите се появяват в резултат на измиването им от земните скали. Особено много хлориди се намират на места със солена почва. Хлоридите са важни като вещества, които променят вкуса на водата и влияят върху физиологичните функции на тялото. Започвайки с концентрация от 500 mg / l, хлоридите предизвикват инхибиране на стомашната секреция, което се изразява в намаляване на киселинността и храносмилателната сила на стомашния сок. Заедно с това се ускорява евакуацията на храната от стомаха. При концентрации над 1000 mg/l, хлоридът води до намаляване на диурезата, което може да бъде особено вредно за хора, страдащи от сърдечни и бъбречни заболявания. При концентрации над 350 mg/l хлоридите придават на водата солен вкус.
Хлоридите могат да попаднат във водата с изпражнения, урина, кухненски отпадъци, следователно за местни водоизточници, чиято вода не е дезинфекцирана, хлоридите са важни като косвен индикатор за битово замърсяване на водата. В този случай се оценява не толкова концентрацията на хлориди, колкото нейното изменение във времето и в целия водоизточник, т.е. увеличение вв сравнение с обичайните локални концентрации. Комбинираното наличие на хлориди и амоняк, съчетано с висока окисляемост и неблагоприятни бактериологични показатели, показва санитарно-хигиенните проблеми на този водоизточник.
Сулфатите в количества над 500 mg/l придават на водата горчиво-солен вкус, при концентрация от 1000-1500 mg/l и повече, те инхибират стомашната секреция, имат слабително действие върху червата и предизвикват негативно отношение на хората към вкуса на водата. Сулфатите могат да бъдат индикатор за замърсяване на повърхностните води с животински отпадъци, тъй като сярата е неразделна част от протеиновите тела, които по време на разлагане и последващо окисляване се превръщат в соли на сярна киселина.
Твърдостта на водата показва концентрацията на двувалентни катиони на алкалоземни метали в нея, предимно калций и магнезий. Ca(2+) и Mg(2+) йони могат да бъдат свързани с различни аниони (HCO3, SO4, Cl, CO3, HNO3 и др.).
Твърдостта на водата е един от основните критерии за качеството на питейната вода. Твърдата вода е нежелателна за домакински цели: зеленчуците, месото се варят лошо в твърда вода, външният вид, вкусът и качеството на чая се влошават, сапунът се разпенва лошо, тъй като натрият в него се заменя с калций и магнезий във водата, което води до образуването на люспеста утайка от калциев и магнезиев сапун. Твърдата вода може да причини болезнено дразнене и суха кожа; в нагревателните уреди в системите за захранване с топла вода твърдата вода образува неразтворима утайка, която затруднява работата им.
По отношение на въздействието върху здравето, високата скованост трябва да се разглежда като един от факторите, допринасящи за развитието на уролитиаза, както беше обсъдено по-горе. От дълго време въпросът заефектът на скованост върху сърдечно-съдовата система; има доказателства за по-висока смъртност от сърдечно-съдови заболявания, когато се използва мека питейна вода. Тази хипотеза обаче не е потвърдена в редица страни.
За да се приведе качеството на водата в съответствие с изискванията на стандарта, в пречиствателните станции за отпадъчни води се използват специални методи за подобряване на качеството на водата. За да се намали съдържанието на сулфати, хлориди и други соли във водата, се използва обезсоляване на водата, последвано от добавяне на солни разтвори. Обезсоляването се извършва чрез методи на дестилация, йонообмен, електродиализа. В условията на местно водоснабдяване се използва методът на замразяване чрез естествен студ и изкуствено замразяване.
За отстраняване на желязото от водата се използват следните методи: аериране (окисляване) и варуване, последвано от отстраняване на утаения железен хидроксид чрез утаяване и филтриране: използват се също водна коагулация и катионизация.
За омекотяване на водата (пълно или частично отстраняване на Ca (2+) и Mg (2+) катиони от водата) се използват реагентни методи, базирани на обработката на вода с вещества, които образуват практически неразтворими съединения с калциеви и магнезиеви йони, които се утаяват (за това се използва гасена вар в комбинация със сода). Методът на йонообменен метод за омекотяване на вода с помощта на йонообменни смоли също получи практическо приложение. обменът може да се извърши чрез N a-катионизация, H-катионизация, паралелна или последователна H-Na-катионизация.
При санитарно-химичния анализ на водата важна роля играе определянето на амонячни соли, азотни и азотни киселини (нитрити и нитрати), които са косвен индикатор за замърсяване на водата с органични вещества на животните.произход.
Органичните вещества от животински характер, постъпващи във водоизточниците, се разпадат, тяхната минерализация възниква поради микроорганизмите, обитаващи водата. Този процес протича по-интензивно през топлия сезон и при наличие на разтворен кислород във водата. Минерализацията на азотсъдържащите органични вещества протича в две фази. В първата фаза, наречена амонификация, протеините и уреята се разлагат до амоняк и неговите соли. Разграждането на протеините протича под въздействието на анаероби (B. putrificus, B. sporogenes и др.), факултативни анаероби (B. mycoides и др.), Аероби (B. mesentericus, B. subtilis и др.). Амонификацията на уреята се извършва от уробактерии и други микроби. Тъй като амонякът е първоначалният продукт на разлагането, неговото присъствие показва прясно органично замърсяване на водоизточника.
Във втората фаза на минерализация - нитрификация - амонякът и неговите соли се окисляват до нитрити (с B.nitrosomonas), а те от своя страна се окисляват до нитрати (с B.nitrobakter). Отнема известно време, за да се превърнат амониеви соли в нитрити, индикация за скорошно замърсяване на водата с органична материя. Нитратите са краен продукт от минерализацията на органичните вещества, поради което наличието им е индикатор за дългогодишно замърсяване на водоизточника.
Азотсъдържащите вещества позволяват да се установи не само наличието на замърсяване на водата, но и да се прецени възрастта на замърсяването. Така че, ако откритият във водата амоняк вече не се открива при многократни анализи, тогава може да се заключи, че водата е била замърсена случайно и вече не е замърсена. Ако наред с амоняка във водата се открият и нитрити, това означава, че от последно време има систематично замърсяване на водата. И ако амоняк, нитрити инитрати, това показва изключителни проблеми на водоизточника, тъй като показва дългогодишно и постоянно замърсяване на водоизточника.
Ако във водата се открият нитрати, а амонякът и нитритите отсъстват, това означава, че процесите на минерализация на органичните вещества са завършени и следователно замърсяването е елиминирано.
Трябва да се има предвид обаче, че замърсяването на водата с органични вещества от животински произход не е единствената причина за появата на азотсъдържащи вещества във водата. В чистите дълбоки води кислородът може да отсъства напълно, което създава условия за редукция на нитратите от минерален произход до нитрити и амоняк. В този случай повишените концентрации на солен амоняк и нитрити в дълбоки междупластови води не са индикатор за замърсяване. Други индикатори за замърсяване на водите ще отсъстват.
Във водата на открити резервоари амониеви соли, нитрити и нитрати могат да бъдат от растителен произход, като продукти на разлагане на органични вещества от водна растителност. Азотсъдържащите вещества могат да попаднат във водоизточници с промишлени отпадъчни води, както и с отток от райони, богато наторени с азотсъдържащи съединения.
От самостоятелен интерес са нитратите, тъй като във високи концентрации причиняват метхемоглобинемия. Според съвременната теория нитратите в червата на човека се редуцират до нитрити под въздействието на живеещите в него бактерии. Абсорбцията на нитритите води до образуването на метхемоглобин. По този начин заболяването се основава на една или друга степен на кислородно гладуване, чиито симптоми се проявяват предимно при деца, особено кърмачета, които се разболяват главно при изкуствено хранене (отглеждане на сухо мляко).смеси с вода, съдържаща нитрати) или при пиене на тази вода. По-големите деца и възрастните са по-малко податливи на това заболяване, тъй като имат по-изразени компенсаторни механизми. Концентрацията на нитрати на ниво от 45 mg/l (по отношение на NO3) е безопасна и се приема за ПДК в питейната вода. Високите концентрации на нитрати се откриват главно в подпочвените води, в резултат на трайно замърсяване на водите (особено подпочвените) или от минерален произход поради геохимичните особености на водоносните скали. Във водата на откритите резервоари концентрацията на нитрати като правило не е висока, тъй като те се консумират от водната растителност. Изключение могат да бъдат само случаите на масово замърсяване на водни тела с отпадъчни води, съдържащи нитрати.
Нитритите, като нестабилни съединения, не се натрупват във вода в токсични концентрации, следователно, те нямат значение като вещество, образуващо метхемоглобин.
Действието на флуора се осъществява по хематогенен път след абсорбция в стомашно-чревния тракт. От една страна, флуорът стимулира процесите на минерализация на зъбите, от друга страна, отлагайки се под формата на флуорапатит, той променя структурата на твърдите тъкани на зъба, повишавайки тяхната устойчивост на химични и биологични кариесогенни фактори, действащи в устната кухина.
В повърхностните водоизточници преобладава концентрацията на флуорни йони до 0,5 mg/l и водата от тези водоизточници се използва за повечето средни и големи градове. Оптималната концентрация на флуор в питейната вода е от 0,7 до 1,2 mg/l. Ниските концентрации на флуорид увеличават случаите на кариес. Излишъкът от флуор (над 1,5 mg/l) води до флуороза и засяга репродуктивното здраве, особено при момчетата. Има значителна корелация между честотата на заболяваниятадихателни органи и високи концентрации на флуор.
В допълнение към химичните елементи и соли, типични за състава на природните води, питейната вода може да съдържа химикали и съединения, които влизат във водни обекти с промишлени и селскостопански отпадъчни води, както и остатъчни количества вещества, добавени към водата по време на пречистването й в пречиствателни съоръжения. За тях са установени MPC, които са представени в SanPiNs. Един от тези елементи е остатъчният активен хлор, добавен по време на дезинфекцията на водата. За постигане на ефекта на дезинфекция се добавят хлорсъдържащи препарати в количества, които след 30 минути контакт на водата с хлор (достатъчни за унищожаване на вегетативните форми на микроорганизмите) ще създадат известен излишък от него във водата (остатъчно количество) от 0,3 до 0,5 mg/l. Големите количества ще придадат на водата неприятна миризма, особено ако във водата има феноли и образуването на халогенирани въглеводороди, които имат канцерогенен ефект.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: