Взвешенные вещества ПДК \ Акты, образцы, формы, договоры \ Консультант Плюс
]]>Подборка наиболее важных документов по запросу Взвешенные вещества ПДК (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).
Судебная практика: Взвешенные вещества ПДК Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:Подборка судебных решений за 2018 год: Статья 56 «Охрана водных объектов от загрязнения и засорения» Водного кодекса РФ от 03.06.2006 N 74-ФЗ
(Р.Б. Касенов)Как следует из материалов дела, в ходе проверки деятельности общества установлено, что очистка сточных вод на существующих очистных сооружениях является недостаточной и качество сбрасываемых сточных вод не доводится до нормативов, удовлетворяющих требованиям норм предельно допустимых концентраций для рыбохозяйственных водоемов по взвешенным веществам, фосфат-ионам, нитрит-ионам и ионам аммония, что свидетельствует о недостаточной очистке сточных вод, что является нарушением требований ч. 6 ст. 56 ВК РФ, п. 1 ч. 6 ст. 60 ВК РФ. Факт совершения обществом административного правонарушения подтверждается доказательствами, имеющимися в материалах дела, а также в представленном административном материале. Таким образом, суд отказал в удовлетворении требования общества об отмене актов о привлечении его к административной ответственности.Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Взвешенные вещества ПДК
Статья: Общественно опасные последствия преступлений, связанных с загрязнением окружающей среды: системный анализ
(Забавко Р.А., Рогова Е.В.)
(«Lex russica», 2020, N 2)В качестве примера квалификации загрязнения вод при захоронении химических веществ и отходов с нарушением установленных правил можно привести приговор Слюдянского районного суда Иркутской области от 14 мая 2018 г. по уголовному делу о преступлении, предусмотренном ч. 2 ст. 247 УК РФ. В качестве последствий указано загрязнение притока оз. Байкал посредством сброса вредных (загрязняющих) веществ в составе недоочищенных сточных вод, в которых в ряде проб обнаружено существенное превышение содержания предельно допустимых концентраций химических веществ: сульфат-иона, фосфат-иона, взвешенных веществ, хлорид-иона, нитрат-иона, нитрит-иона, аммония-иона, нефтепродуктов и других веществ. Это повлекло за собой угрозу причинения существенного негативного воздействия на качество поверхностной воды и водного объекта рыбохозяйственного значения реки и оз. Байкал .
«Научно-практический комментарий к Федеральному закону от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»
(постатейный)
(Л.П. Берназ, И.Н. Жочкина, Н.В. Кичигин и др.)
(отв. ред. Н.И. Хлуденева)
(«ИЗиСП», «КОНТРАКТ», 2018)Так, максимально разовая и среднесуточная предельно допустимые концентрации (ПДК) взвешенных веществ установлены п. 109 ГН 2.1.6.1338-03 и составляют соответственно 0,5 мг/м3 и 0,15 мг/м3. В примечании к п. 109 ГН 2.1.6.1338-03 указано, что под взвешенными веществами понимается недифференцированная по составу пыль (аэрозоль), содержащаяся в воздухе населенных пунктов, при этом ПДК взвешенных веществ не распространяется на аэрозоли органических и неорганических соединений (металлов, их солей, пластмасс, биологических, лекарственных препаратов и др.), для которых устанавливаются соответствующие ПДК.Нормативные акты: Взвешенные вещества ПДК
Роспотребнадзора от 09.04.2021 N 09-7098-2021-40
«О рассмотрении обращения»В соответствии с п. 110 табл. 1.1 СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» (далее — СанПиН 1.2.3685-21) к взвешенным веществам относится недифференцированная по составу пыль (аэрозоль), содержащаяся в воздухе населенных пунктов. ПДК взвешенных веществ не распространяются на аэрозоли органических и неорганических соединений (металлов, их солей, пластмасс, биологических, лекарственных препаратов и др.). для которых устанавливаются соответствующие ПДК. Для «взвешенных веществ» предусмотрена ссылка «в», которая должна расшифровывать данное определение.
Содержание взвешенных частиц в атмосферном воздухе Санкт‑Петербурга по состоянию на 28 декабря 2017 года
Загрязненность атмосферного воздуха города мелкодисперсными взвешенными частицами – РМ10 и РМ2.5 характеризуется данными, получаемыми от 21 станций АСМ-АВ и представленными в следующей таблице. Каждая станция АСМ-АВ имеет порядковый номер и расположена по определенному адресу, указанному в таблице. Концентрации взвешенных частиц выражены в долях среднесуточных предельно допустимых концентраций (которые составляют: 60 мкг/куб.м для РМ10 и 35 мкг/куб.м для РМ2.5). Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных мест – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК утверждены в качестве санитарно-гигиенических нормативов на всей территории РФ (ГН 2.1.6.1338-03).
|
Данные за 28.12.2017 |
|||
|
№ стан-ции |
Адрес |
Средние концентрации взвешенных частиц за сутки (в долях среднесуточной предельно допустимой концентрации) |
|
|
РМ10 |
РМ2.5 |
||
|
1 |
ул. Профессора Попова, 48 |
|
0.2 |
|
2 |
г. Колпино, Красная ул., 1 |
0.2 |
|
|
3 |
ул. Карбышева, 7 |
0.2 |
|
|
4 |
Малоохтинский пр., 98 |
0.2 |
|
|
5 |
пр. Маршала Жукова, 30, к. 3 |
0.1 |
|
|
7 |
Шпалерная ул., 56 |
0.2 |
|
|
8 |
ул. Новосельковская, 23 |
0.2 |
|
|
9 |
Малая Балканская ул., 54 |
* |
|
|
11 |
г. Сестрорецк, ул. М. Горького, 2 |
|
0.3 |
|
13 |
Индустриальный пр., 64 |
0.2 |
|
|
14 |
г. Зеленогорск, пляж «Золотой», 1 |
0.2 |
|
|
15 |
г. Кронштадт, ул. Ильмянинова, 4 |
|
1.1 |
|
16 |
ул. Севастьянова, 11 |
|
0.4 |
|
17 |
г. Пушкин, Тиньков переулок, 4 |
0.2 |
|
|
18 |
ул. Ольги Форш, 6 |
0.2 |
|
|
19 |
Волхонское шоссе, 116, к.3 |
0.1 |
|
|
20 |
ул. Тельмана, 24 |
0.2 |
|
|
21 |
г. Ломоносов, ул. Федюнинского, 3 |
0.4 |
|
|
23 |
пр. Динамо, 44 |
0.1 |
|
|
24 |
В.О. Средний пр., 74 |
|
0.4 |
|
25 |
п. Металлострой, |
0.2 |
|
* По техническим причинам измерения загрязняющих веществ не производились
2.1. Атмосферный воздух
По материалам Пермского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды – филиала Федерального государственного бюджетного учреждения «Уральское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»
Качество атмосферного воздуха
Атмосфера является одной из систем, в которой протекает жизнедеятельность человека. Мы дышим атмосферным воздухом, и его чистота является необходимым условием здоровья людей. Как известно, качество атмосферного воздуха в городе формируется в результате сложного взаимодействия природных и антропогенных факторов.
Воздух загрязняется в результате деятельности промышленных предприятий, электростанций, автомобилей, которые выбрасывают в атмосферу сотни тонн вредных веществ. Многочисленные вредные вещества, поступающие в атмосферу от антропогенных источников, перемешиваются, перемещаются и вымываются из нее. В воздушном бассейне постоянно происходят фотохимические процессы, приводящие к появлению новых соединений, иногда более вредных, чем исходные. Уровень загрязнения атмосферы определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения атмосферы оценивается при сравнении имеющейся концентрации вещества с предельно допустимой концентрацией (ПДК).
Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха используются три показателя качества воздуха: индекс загрязнения атмосферы – ИЗА, стандартный индекс – СИ и наибольшая повторяемость превышения ПДК – НП.
СИ — наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК, из данных измерений на посту за одной примесью, или на всех постах за одной примесью, или на всех постах за всеми примесями.
НП — наибольшая повторяемость превышения ПДК из данных измерений на посту за одной примесью, или на всех постах за одной примесью, или на всех постах за всеми примесями.
ИЗА – суммарный индекс загрязнения атмосферы.
Согласно значениям ИЗА, СИ, НП принято различать степени загрязнения атмосферного воздуха, приведенные в табл. 2.1.1.
Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в Пермском крае осуществлялись в 7 городах: Перми, Соликамске, Губахе, Березниках, Чайковском, Лысьве, Краснокамске.
Город Пермь
На территории г. Перми регулярные наблюдения за состоянием загрязнения атмосферного воздуха проводятся в шести районах на 7 стационарных постах наблюдений (ПНЗ). Адреса местоположения ПНЗ в г. Перми приведены в табл. 2.1.2.
Схема расположения ПНЗ на территории г. Перми представлена на рис. 2.1.1. Посты наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха подразделяются на городские фоновые – в жилых районах (посты № 16, 17, 20), промышленные – вблизи предприятий (посты № 12, 14, 18) и авто – вблизи автомагистралей с интенсивным движением транспорта (пост № 13).
Роза ветров г. Перми за 2012 г. представлена на рис. 2.1.2.
Местоположение г. Перми: в Предуралье, на востоке Восточно-Европейской равнины, на берегах Камского водохранилища.
Климат г. Перми: умерено континентальный, зона повышенного потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА). Метеорологические условия Западного Урала влияют на качество атмосферного воздуха в Перми, так, процессы рассеивания примесей в приземном слое атмосферы осложняются частыми инверсиями, застойными явлениями, штилями и другими метеорологическими явлениями.
Климатические характеристики г. Перми в 2012 г. в сравнении с многолетними представлены в табл. 2.1.3.
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Перми в 2012 г. производился на 7 стационарных постах государственной наблюдательной сети в шести районах города по 24 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, хлорид водорода, фторид водорода, аммиак, формальдегид, бенз(а)пирен, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол), тяжелые металлы (хром, никель, свинец, марганец, медь, цинк, железо, кадмий). За 2012 г. в г. Перми отобрано и проанализировано 48 983 пробы атмосферного воздуха.
В г. Перми за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется как высокий: СИ = 9,8 (этилбензол) – Индустриальный район, НП = 7,7 % (этилбензол) – Свердловский район, ИЗА = 9,4. Общее количество превышений предельно допустимых концентраций (ПДК) за год – 432 случая. Динамика изменения значений ИЗА г. Перми за период 2008–2012 гг. представлена на рис. 2.1.3.
В 2012 г. отмечены превышения максимальной разовой ПДК по веществам: взвешенные вещества (пыль, 34 случая до 3,8 ПДК), оксид углерода (17 случаев до 3,8 ПДК), диоксид азота (19 случаев до 2 ПДК), сероводород (1 случай – 1,4 ПДК), фенол (12 случаев до 3,8 ПДК), фторид водорода (46 случаев до 2,3 ПДК), хлорид водорода (12 случаев до 3,5 ПДК), аммиак (1 случай – 2,1 ПДК), формальдегид (103 случая до 3,5 ПДК), ксилолы (25 случаев до 2,7 ПДК), толуол (3 случая до 1,5 ПДК), этилбензол (159 случаев до 9,8 ПДК).
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, оксида азота, фенола, фторида водорода, хлорида водорода, аммиака, бензола, тяжелых металлов (железа, кадмия, марганца, меди, никеля, свинца, хрома, цинка) – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по формальдегиду превысила ПДК в 3,3 раза, бенз(а)пирену – в 1,8 раза.
Качество атмосферного воздуха районов г. Перми
В 2012 г. высокий уровень загрязнения атмосферы наблюдался в Индустриальном (ИЗА = 10,0), Мотовилихинском (ИЗА = 8,1), Орджоникидзевском (ИЗА = 9,1) районах. В Кировском (ИЗА = 6,3) и Свердловском (ИЗА = 5,3) районах наблюдался повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха, в Ленинском (ИЗА = 4,3) – низкий.
Величины ИЗА и число случаев превышений ПДК по районам г. Перми представлены в табл. 2.1.4.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
Средние концентрации оксида углерода, диоксида азота и оксида азота повысились.
Снизились средние концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, сероводорода, фенола, фторида водорода, хлорида водорода, аммиака, ароматических углеводородов, тяжелых металлов (железа, кадмия, меди, свинца, хрома).
По итогам 2012 г. самыми загрязненными районами г. Перми являются Мотовилихинский, Индустриальный и Орджоникидзевский. Значения ИЗА в этих районах выше, чем в остальных районах.
Подробная информация о превышениях ПДК по районам г. Перми представлена в табл. 1 приложения 1.
Мотовилихинский район
Уровень загрязнения в районе высокий, ИЗА = 8,1 (в 2011 г. ИЗА = 7,9 – высокий). Средняя за год концентрация формальдегида – 3,8 ПДК (в 2011 г. – 3,7 ПДК), по диоксиду азота – 1,2 ПДК (в 2011 г. ниже 1 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК отмечены по веществам: оксиду углероду (3 случая до 1,8 ПДК, в марте), диоксиду азота до 2 ПДК (в феврале), фенолу – 1,2 ПДК (в декабре), хлориду водорода (9 случаев до 3,5 ПДК, в сентябре), фториду водорода (11 случаев до 2,3 ПДК, в декабре), формальдегиду (7 случаев – 1,4 ПДК, в июле).
Индустриальный район
Уровень загрязнения в этом районе в 2012 г. остался на уровне 2011 г. (ИЗА = 10,0) и характеризуется как высокий, ИЗА = 11,3. Средние годовые концентрации 2012 г. составили: по формальдегиду – 4,9 ПДК (в 2011 г. – 5 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК, отмечены по взвешенным веществам (1 случай – 2 ПДК, в декабре), диоксидам азота (9 случаев до 1,9 ПДК, в июле), фенолу (2 случая – 1,4 ПДК, в ноябре), формальдегиду (67 случаев до 3,5 ПДК, в июне), ксилолам (4 случая до 2,4 ПДК, в июне), толуолу (1 случай – 1,1 ПДК, в июне), этилбензолу (48 случаев, зарегистрированный максимум – 9,8 ПДК, 20 апреля в 13.00 ч.).
Свердловский район
В Свердловском районе уровень загрязнения воздуха характеризуется как повышенный, ИЗА = 5,3, что ниже, чем в 2011 г. (ИЗА = 6,7). Средние годовые концентрации 2012 г. составили: по формальдегиду – 1,9 ПДК (в 2011 г. – 2,7 ПДК), по диоксиду азота – 1,1 ПДК (в 2011 г. на уровне 1 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК отмечены по взвешенным веществам (31 случай до 3,8 ПДК, в сентябре), оксиду углероду (9 случаев до 3,8 ПДК, в январе), диоксиду азота (1 случай – 1,2 ПДК, в январе), фенолу (9 случаев до 3,8 ПДК, в октябре), хлориду водорода (1 случай – 1,5 ПДК, в июне), ксилолам (8 случаев до 2,7 ПДК, в июне), толуолу (1 случай – 1,3 ПДК, в июле), этилбензолу (зарегистрировано 42 случая превышений максимальной разовой ПДК, один из них в 5,1 ПДК был в июне).
Кировский район
Уровень загрязнения атмосферы в 2012 г. характеризуется как повышенный, ИЗА = 6,3. ИЗА снизился по сравнению с 2011 г. (ИЗА = 10,7). Средняя годовая концентрация в 2012 г. по формальдегиду – 2,8 ПДК (в 2011 г. – 5,3 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК зарегистрированы по взвешенным веществам (2 случая до 1,4 ПДК, в апреле), оксиду углероду (1 случай – 1,2 ПДК, в марте), сероводороду (1 случай – 1,4 ПДК, в марте), фториду водорода (34 случая до 2,3 ПДК, в марте), хлориду водорода (2 случая до 1,3 ПДК, в мае), формальдегиду (6 случаев до 2 ПДК, в марте), ксилолам (4 случая до 2,5 ПДК в феврале), этилбензолу (38 случаев, максимум – 4,1 ПДК отмечен в декабре).
Ленинский район
Уровень загрязнения в этом районе в 2012 г. остался на уровне 2011 г. (ИЗА = 3,9) и характеризуется как низкий, ИЗА = 4,3. Средняя годовая концентрация 2012 г. по формальдегиду – 2 ПДК (в 2011 г. – 1,6 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК, отмечены по веществам: оксиду углероду (1 случай – 1,4 ПДК, в сентябре), диоксиду азота (2 случая до 1,2 ПДК, в июне).
Орджоникидзевский район
Уровень загрязнения атмосферы высокий, ИЗА = 9,1. В 2011 г. уровень повышенный ИЗА = 6,4. Средняя за год концентрация формальдегида – 4,4 ПДК (в 2011 г. – 3 ПДК).
Превышения максимальных разовых ПДК зафиксированы по веществам: оксиду углероду (3 случая до 2,4 ПДК, в апреле), диоксиду азота (3 случая до 1,7 ПДК, в мае), фториду водорода (1,1 ПДК, в октябре), аммиаку (1 случай – 2,1 ПДК, в марте), формальдегиду (23 случая до 2,8 ПДК, в июле), ксилолам (9 случаев до 2,6 ПДК, в июне), толуолу (1 случай – 1,5 ПДК, в июле), этилбензолу (31 случай до 3,5 ПДК, в июне).
Город Соликамск
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Соликамске производится на 5 стационарных постах по 23 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, хлор, хлорид водорода, аммиак, формальдегид, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол), бенз(а)пирен, тяжелые металлы (хром, никель, свинец, марганец, медь, цинк, железо, кадмий, магний).
За 2012 г. в г. Соликамске было отобрано и проанализировано 22 786 проб атмосферного воздуха.
В г. Соликамске за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется, как очень высокий: СИ = 9,7 (бенз(а)пирен), НП = 19,0% (формальдегид), ИЗА = 16,5. Общее количество превышений ПДК за год – 267 случаев.
В 2012 г. отмечены превышения максимальных разовых ПДК по веществам: оксиду углероду, 3 случая до 1,8 ПДК; диоксиду азота, 1 случай – 1,1 ПДК; сероводороду, 9 случаев до 2,4 ПДК; хлориду водорода, 27 случаев до 7,2 ПДК; аммиаку, 46 случаев до 5 ПДК; формальдегиду, 181 случай до 2,8 ПДК.
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, оксида азота, хлора, хлорида водорода, аммиака, бензола, тяжелых металлов (железа, кадмия, марганца, меди, никеля, свинца, хрома, цинка, магния) – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по формальдегиду превысила ПДК в 5 раз, бенз(а)пирену – в 3,3 раза.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 годы
Средние концентрации взвешенных веществ, оксида углерода, формальдегида, бенз(а)пирена, тяжелых металлов (магния, марганца и цинка) повысились. Снизились концентрации диоксида серы, диоксида азота, хлорида водорода, ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола, этилбензола).
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Соликамске представлена на рис. 2.1.4.
Город Березники
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Березники производится на 4 стационарных постах по 24 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, формальдегид, хлор, фенол, хлорид водорода, аммиак, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол), бенз(а)пирен, тяжелые металлы (хром, никель, свинец, марганец, медь, цинк, железо, кадмий, магний).
За 2012 г. в г. Березники отобрано и проанализировано 19 463 пробы атмосферного воздуха.
В г. Березники за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется, как высокий: СИ = 6,2 (бенз(а)пирен), НП = 4,2% (формальдегид), ИЗА = 10,6. Общее количество превышений ПДК за год – 91 случай.
В предыдущем 2011 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха высокий: СИ = 9,9 (этилбензол), НП = 3,4 % (диоксид азота), ИЗА = 11,0. Общее количество превышений ПДК за год – 109 случаев.
В 2012 г. отмечены превышения максимальной разовой ПДК по взвешенным веществам (22 случая до 2,2 ПДК), оксиду углероду (10 случаев до 2 ПДК), диоксиду азота (7 случаев до 2,5 ПДК), фенолу (13 случаев до 1,5 ПДК), хлориду водорода (7 случаев до 2,2 ПДК), аммиаку (8 случаев до 2,6 ПДК), формальдегиду (24 случая до 2,1 ПДК).
Средние годовые концентрации определяемых веществ: диоксида серы, оксида углерода, оксида азота, хлорида водорода, аммиака, бензола, тяжелых металлов (железа, кадмия, марганца, меди, никеля, свинца, хрома, цинка, магния) – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по взвешенным веществам превысила ПДК в 1,1 раза, диоксиду азота – в 1,1 раза, фенолу – в 2,3 раза, формальдегиду – в 2,3 раза, бенз(а)пирену – в 1,8 раза.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
Наметилась тенденция роста загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами (пылью), сероводородом, фенолом, бенз(а)пиреном, ароматическими углеводородами (толуолом), тяжелыми металлами (марганцем, свинцом, цинком).
Снизились средние концентрации диоксида серы, диоксида азота, хлорида водорода, аммиака, ароматических углеводородов, тяжелых металлов (медь, никель, хром, железо, магний).
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Березники представлена на рис. 2.1.5.
Город Губаха
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Губахе производится на 2 стационарных постах по 23 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, аммиак, формальдегид, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол), бенз(а)пирен, тяжелые металлы (хром, никель, свинец, марганец, медь, цинк, железо, кадмий, магний).
За 2012 г. в г. Губахе отобрано и проанализировано 10 950 проб атмосферного воздуха.
В г. Губахе за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха высокий: СИ = 7,2 (бенз(а)пирен), НП = 1,6% (взвешенные вещества), ИЗА = 8,2. Общее количество превышений ПДК за год – 36 случаев.
В 2012 г. превышение максимальной разовой ПДК отмечено по взвешенным веществам, 17 случаев до 2,6 ПДК, формальдегиду, 16 случаев до 2,4 ПДК, фенолу, 3 случая до 1,6 ПДК.
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, оксида азота, фенола, аммиака, бензола, тяжелых металлов (железа, кадмия, марганца, меди, никеля, свинца, хрома, цинка, магния) – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по формальдегиду превысила ПДК в 2,3 раза, бенз(а)пирену – в 2,2 раза.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
Средние концентрации бенз(а)пирена, взвешенных веществ, аммиака, формальдегида, толуола повысились. Снизились средние концентрации оксида углерода, диоксида и оксида азота, а также ароматических углеводородов (бензол, ксилолы, этилбензол). Средние концентрации сероводорода, диоксида серы и фенола не изменились.
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Губахе представлена на рис. 2.1.6.
Город Краснокамск
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Краснокамске производится на 1 стационарном посту по 12 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, фенол, аммиак, формальдегид, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол).
В г. Краснокамске за 2012 г. отобрано и проанализировано 5 855 проб атмосферного воздуха.
В г. Краснокамске за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется, как повышенный: СИ = 2,9 (этилбензол), НП = 5,5 % (этилбензол), ИЗА = 6,3. Общее количество превышений ПДК за год – 36 случаев.
В 2012 г. зарегистрированы превышения максимальной разовой ПДК по веществам: оксиду углероду (4 случая до 1,4 ПДК), диоксиду азота (1 случай – 1,1 ПДК), фенолу (2 случая до 1,7 ПДК), формальдегиду (1 случай – 1,1 ПДК), ксилолам (3 случая до 1,4 ПДК), этилбензолу (25 случаев до 2,9 ПДК).
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, фенола, аммиака, бензола – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по формальдегиду превысила ПДК в 2,9 раза.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
За последний пятилетний период средние концентрации оксида углерода, диоксида азота, аммиака, формальдегида повысились. Отмечено снижение концентраций взвешенных веществ, ароматических углеводородов (бензолу, ксилолам, толуолу, этилбензолу). Содержание в атмосферном воздухе диоксида серы, сероводорода, фенола не изменилось.
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Краснокамске представлена на рис. 2.1.7.
Город Чайковский
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Чайковском производится на одном стационарном посту по 6 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид азота, аэрозоль серной кислоты, аммиак, хлорид водорода.
За 2012 г. было отобрано и проанализировано 1 485 проб атмосферного воздуха.
В г. Чайковском за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется как низкий: СИ = 2,2 (хлорид водорода), НП = 0,9 % (хлорид водорода), ИЗА = 2,4. Общее количество превышений ПДК за год – 5 случаев.
В 2012 г. отмечены превышения максимальной разовой ПДК по веществам: аммиаку (2 случая до 1,2 ПДК), хлориду водорода (3 случая до 2,2 ПДК).
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, диоксида азота, хлорида водорода, аммиака – обнаружены ниже 1 ПДК.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
За период 2008–2012 гг. средние концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, диоксида азота, хлорида водорода повысились. Снизились средние концентрации оксида углерода и аммиака.
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Чайковском представлена на рис. 2.1.8.
Город Лысьва
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в г. Лысьве производится на 1 стационарном посту по 10 показателям: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, фторид водорода, фенол, формальдегид, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол).
За 2012 г. отобрано и проанализировано 3 549 проб атмосферного воздуха.
В г. Лысьве за 2012 г. уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется как повышенный: СИ = 3,3 (этилбензол), НП = 7,7 % (этилбензол), ИЗА = 4,5. Общее количество превышений ПДК за год – 55 случаев.
В 2012 г. отмечены превышения максимальной разовой ПДК по взвешенным веществам (1 случай – 2 ПДК), диоксиду азота (12 случаев до 1,9 ПДК), фенолу (7 случаев до 2 ПДК), фториду водорода (15 случаев до 2,3 ПДК), ксилолам (2 случая до 1,9 ПДК), этилбензолу (18 случаев до 3,3 ПДК).
Средние годовые концентрации определяемых веществ: взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, фторида водорода, бензола – обнаружены ниже 1 ПДК. Средняя годовая концентрация по диоксиду азота превысила ПДК в 1,7 раза, фенолу – в 1,1 раза.
Тенденция загрязнения атмосферы за 2008–2012 гг.
Средние концентрации диоксида азота, фенола, формальдегида, толуола повысились за период 2008–2012 гг., снижение концентраций отмечено по веществам: диоксиду серы, диоксиду азота, фториду водорода, этилбензолу.
Средние концентрации по взвешенным веществам, оксиду углерода, ксилолам, толуолу снизились.
Динамика изменения ИЗА за 2008–2012 гг. в г. Лысьве представлена на рис. 2.1.9.
Взвешенные твердые частицы — обзор
Удаление взвешенных твердых частиц
Удаление всех взвешенных твердых частиц (TSS) с помощью доочистки подразумевает удаление тех материалов, которые были перенесены из процесса вторичного осветления. Перед физико-химической обработкой требуется предварительная обработка. Концентрация поступающих взвешенных твердых частиц должна быть менее примерно 100 мг / л –1, в противном случае требования к обратной промывке становятся чрезмерными для фильтрации через песок. Для мелкодисперсных взвешенных твердых частиц может потребоваться добавление коагулянта перед фильтрацией.Было предложено и испытано несколько средств удаления взвешенных твердых частиц. К ним относятся фильтрация из диатомита, фильтрация под давлением, химическая очистка, фильтрация через песок с использованием обычных и мультимедийных устройств, ультрафильтрация и фильтр с подвижным слоем. За исключением процессов химического осветления, все эти методы включают удаление путем физического деформирования тонкоизмельченных твердых частиц.
Фильтрация из диатомита — это форма механического разделения, в которой используется диатомит, порошкообразный вспомогательный фильтрующий элемент, который наносится на поддерживающую среду.По мере того как фильтрация продолжается, твердый материал, который не будет проходить через диатомитовую землю, задерживается и в конечном итоге создает давление, которое больше не позволяет фильтровать. В этот момент устройство промывается и готово к следующему циклу. Следует отметить, что процесс фильтрации кизельгуром был разработан во время Второй мировой войны для удаления цист, вызывающих амебную дизентерию, и в настоящее время довольно распространен при фильтрации в плавательных бассейнах.
Химическое осветление состоит из четырех этапов: коагуляции, флокуляции, осаждения и фильтрации.Коагуляция, по сути, добавление химикатов, которые быстро смешиваются с водой, обычно включает использование полимеров и / или оксидов алюминия, железа или кальция. После завершения стадии коагуляции (нейтрализации заряда) процесс флокуляции позволяет агрегировать, нейтрализовать и адсорбировать частицы хлопьевидного осадка. За этим процессом следует процесс осаждения, при котором ранее образовавшиеся хлопья оседают. Хотя большая часть флокулированного материала будет удалена в отстойнике, обычно требуется дополнительное удаление частиц хлопьев, которые не оседают, с помощью процесса фильтрации, который проводится в слоях пористой среды, такой как песок.
Обычно фильтрация осуществляется через песчаные пласты, содержащие гранулированный песок, помещенный на поддерживающую среду, содержащую нижний дренаж для сбора отфильтрованных стоков. Поскольку сточные воды, содержащие твердые частицы, проходят через этот тип фильтра, твердые частицы будут накапливаться и в конечном итоге забивать отверстия, вызывая большие потери напора и / или плохое качество сточных вод. Таким образом, необходимо принять меры для удаления собранных материалов. Обычно применяемая процедура заключается в обратной промывке песка, то есть в обратном потоке, обычно с воздушной промывкой, так что песок взвешивается, а более легкий материал вымывается.Следует отметить, что после операции обратной промывки песок будет оседать в соответствии с размером и, таким образом, расслаиваться с более мелкими частицами наверху. Поскольку эти частицы будут отфильтровывать большую часть твердого материала, можно сделать вывод, что вся глубина песчаного слоя не используется в процессе фильтрации. Чтобы решить эту проблему, используется мультимедийный фильтр, состоящий из различных фильтрующих материалов, каждый из которых имеет разный удельный вес. Обычно используемые материалы — песок, уголь и гранат, как показано на рисунке .16 . Фильтр этого типа увеличивает продолжительность цикла фильтрации и демонстрирует высокую эффективность. Нагрузка на фильтр обычно составляет от 2 до 6 галлонов в минуту / фут 2 , из которых наиболее типичным является 4 галлона в минуту / фут 2 .
Рисунок 16. Стратификация различных типов фильтров. а) процесс активного ила; (b) процесс капельной фильтрации.
Фильтр с подвижным слоем — это технология, которая по сути является формой противоточной экстракции, то есть подачи песка противотоком фильтрующей воде.По мере засорения фильтрующей поверхности фильтрующая среда продвигается вперед и обнажается новая поверхность. Утверждается, что теоретически 1% фильтра подвергается обратной промывке 100% времени по сравнению с обычной операцией обратной промывки, когда 100% фильтра промывается обратной промывкой 1% времени.
Ультрафильтрация или нанофильтрация использует давление для продвижения жидкости через мембрану, проницаемую для некоторых компонентов, включая мелкие частицы, вирусы, бактерии и простейшие. Этот процесс аналогичен обратному осмосу, но отличается размером разделяемых частиц.Ультрафильтрация обычно не удерживает частицы, масса которых в 500–1000 раз превышает молекулярную массу, и, таким образом, не удается отделить неорганические соли. Давление, используемое при ультрафильтрации, составляет порядка 50 фунтов / дюйм 2 , в отличие от давлений, превышающих 500 фунтов / дюйм 2 при обратном осмосе. Этот процесс, по сути, представляет собой фильтрацию под давлением с использованием полупроницаемых мембран, которые действуют как молекулярные экраны и разделяют коллоидные и молекулярные материалы, растворенные или взвешенные в жидкой фазе.
Обзор допустимых лимитов питьевой воды
Реферат
Вода — одна из важнейших жизненных потребностей. Мы не сможем прожить несколько дней без воды. В организме мужчины 70-80% воды. Клетки, кровь и кости содержат 90%, 75% и 22% воды соответственно. Общий обзор показывает, что общая площадь поверхности земли составляет 51 крор км 2 , из которых 36,1 крор км 2 покрыто морем. Вдобавок к этому мы получаем воду из рек, озер, резервуаров, а теперь и с холмов.Несмотря на такое изобилие, в мире ощущается нехватка мягкой воды. Физико-химические параметры любого водоема играют очень важную роль в поддержании хрупкой экосистемы, которая поддерживает различные формы жизни. Настоящая исследовательская работа касается различных параметров качества воды, хлоридов, растворенного кислорода, общего содержания железа, нитратов, температуры воды, pH, общего фосфора, фекальных коли-образующих бактерий и неблагоприятного воздействия этих параметров на человека.
Ключевые слова: Растворенный кислород, питьевая вода, фекальные колиформные бактерии, параметры, пестициды
ВВЕДЕНИЕ
Питьевая вода является одной из основных жизненных потребностей и необходима для выживания.По-прежнему более одного миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к адекватному и безопасному водоснабжению, и более 800 миллионов неспасенных людей живут в сельской местности. В Индии грунтовые воды используются в качестве сырой воды для 85% коммунального водоснабжения. (Согласно докладу о состоянии здравоохранения в мире, 1998 г.) водоснабжение широко варьируется в зависимости от региона и страны. В 1970-х годах из примерно 2,5 миллиарда человек в развивающемся мире только 38% имели безопасную питьевую воду. В начале 1980-х годов охват водоснабжением составлял 75% в городах и 46% в сельской местности.В развивающихся странах 75% населения имели доступ к водоснабжению. Таким образом, они всегда склонны к гибели или дорого обходятся, чтобы спастись от возникновения различных заболеваний, передаваемых через воду. Загрязнение воды патогенными агентами, химическими веществами, тяжелыми металлами, пестицидами дезинфицирующими средствами для воды и, следовательно, продуктом в результате выщелачивания промышленной и сельскохозяйственной деятельности из почвы, горных пород, атмосферных отложений и другой деятельности человека стало опасным для здоровья человека в нескольких регионах мира.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Допустимые пределы качества питьевой воды в соответствии с Американской ассоциацией общественного здравоохранения (APHA), Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Индийским институтом стандартов (ISI), Центральным советом по контролю за загрязнением (CPCB) и Индийским советом медицинских исследований (ICMR) сравниваются в этой обзорной статье. Для проверки качества воды используется следующий метод. [1]
Растворенный кислород
Для растворенного кислорода применяется «метод Винклера с азидной модификацией» (APHA, 1998; часть 4500 — OC, p.4-131).
Свободный диоксид углерода
Свободный диоксид углерода определяется методом титрования NaOH (APHA, 1998; часть 4500-CO 2 , C, стр. 4-31).
Хлориды
Для определения хлоридов применяется «аргентометрический метод» (APHA, 1998; часть 4500-Cl B, стр. 4-67).
Нитраты
Для определения нитратов используется «Бруциновый метод» (Триведи и Гоэль, 1984, стр. 59).
Фосфаты
Для оценки фосфатов применяется «метод хлорида олова» (APHA, 1998; часть 4500 — P D, p.4-145).
Силикаты
Определение силикатов проводится «Молибдосиликатным методом» (APHA, 1998; часть 4500-SiO 2 C, стр. 4-156).
Сульфаты
Определение сульфатов проводится «турбидиметрическим методом» (APHA, 1998, часть 4500 — SO 4 2- E, стр. 4-178).
Общая щелочность
Общая щелочность образца определяется стандартным титриметрическим методом.
Щелочность фенолфталеина и щелочность метилового оранжевого (APHA, 1998, часть 2320 B-CO 2 , D., п. 2-27).
Общая жесткость и кальциевая жесткость
Они определяются «титриметрическим методом с ЭДТА» (APHA, 1998, часть 2340, C, стр. 2-36).
Метод оценки пестицидов
Оценка пестицидов проводилась с помощью газожидкостной хроматографии. Газожидкостная хроматография — это распределительная хроматография, в которой неподвижная фаза является жидкостью, а подвижная фаза — газом, при этом происходит разделение соединения между двумя фазами. Требование ГЖХ заключается в том, что соединение или его стабильный продукт разложения должны быть летучими при рабочей температуре (температуре колонки).Колонка, термостат и детектор — три важных компонента газовой хроматографии. Колонка — это сердце газовой хроматографии. Он используется для удержания разделяющей среды в фиксированном положении относительно постоянного потока газа-носителя через среду. Он состоит из длинной узкой металлической или стеклянной трубки, заполненной упаковочным материалом, состоящим из жидкой неподвижной фазы, нанесенной на твердую основу. Жидкая фаза должна иметь температуру кипения выше рабочей температуры (200-300 ° C). Стационарная фаза — это в основном органический кремний.
ОБСУЖДЕНИЕ
pH
pH — это показатель кислотной или основной (щелочной) природы раствора. Концентрация активности иона водорода [H + ] в растворе определяет pH. Математически это выражается как:
pH = –log [H + ]
Значение pH — это отрицательная степень, до которой необходимо поднять 10, чтобы равняться концентрации ионов водорода. Диапазон pH от 6,0 до 9,0, по-видимому, обеспечивает защиту жизни пресноводных рыб и донных беспозвоночных.Он дает некоторые особые эффекты pH на рыбу и водные организмы.
Таблица 1
Методы анализа различных параметров качества воды
Температура
Температура воды регулирует метаболизм водной экосистемы. Высокая температура воды вызывает стресс у водной экосистемы из-за снижения способности воды удерживать важные растворенные газы, такие как кислород, часто летний напор может вызвать гибель рыбы в водоемах, поскольку высокая температура снижает доступный кислород в воде.
Жесткость
Она определяется как сумма концентраций кальция и магния и является мерой способности воды осаждать мыло
Щелочность
Щелочность в основном обусловлена содержанием карбонатов, бикарбонатов и гидроксидов. Он используется для интерпретации и контроля процессов воды и сточных вод.
Растворенный кислород
Анализ растворенного кислорода измеряет количество газообразного кислорода (O 2 ), растворенного в водном растворе.Кислород попадает в воду путем диффузии из окружающего воздуха, аэрации (быстрое движение) и в качестве побочного продукта фотосинтеза. Воздействие на окружающую среду общей концентрации растворенных твердых веществ в воде не должно превышать 110% (более 13-14 мг / л). Концентрация выше этого уровня может нанести вред водным организмам. Рыба в водах с избыточным содержанием растворенных газов может страдать от «болезни газовых пузырей»; однако это очень редкое явление. Пузырьки или эмболы блокируют кровоток по кровеносным сосудам, вызывая смерть.Эмфизема наружных пузырей также может возникать на плавниках, коже и других тканях. Водные беспозвоночные также подвержены «болезни газовых пузырей», но на более высоких уровнях, чем смертельные для рыб. Достаточное количество растворенного кислорода необходимо для хорошего качества воды.
Нитраты и нитриты
Нитраты и нитриты — это ионы естественного происхождения, которые являются частью азотного цикла. Как правило, овощи являются основным источником поступления нитратов, когда их уровень в питьевой воде ниже 10 мг / л.Когда уровень нитратов в питьевой воде превышает 50 мг / л, питьевая вода становится основным источником общего поступления нитратов. Присутствие нитратов указывает на старое загрязнение при отсутствии нитритов.
Высокий уровень нитратов в питьевой воде из-за чрезмерного использования сельскохозяйственных удобрений, испорченной овощной воды, бытовых сточных вод, промышленных стоков, вымываемых из мусорных свалок, атмосферных и атмосферных осадков (Makhijani and Manoharan 1999) [ 2]
Избыточная концентрация нитратов вызывает заболевание.Транспорт кислорода при метгемоглобинемии зависит от поддержания внутриклеточного гемоглобина в восстановленном (Fe 2+ ) состоянии. Когда гемоглобин окисляется до метгемоглобина, гемовое железо становится (Fe 3+ ) и не может связывать кислород. Метгемоглобинемия подозревается у любого пациента с цианозом без признаков болезни сердца и легких. Цианоз обусловлен снижением насыщения кислородом.
Нитриты могут вызвать у рыб серьезное заболевание, называемое «болезнью коричневой крови». Нитриты также напрямую реагируют с гемоглобином в крови человека и других теплокровных животных с образованием метгемоглобина.Метгемоглобин разрушает способность красных кровяных телец переносить кислород. Это состояние особенно серьезно проявляется у детей младше трех месяцев. Это вызывает состояние, известное как метгемоглобинемия или «болезнь голубого ребенка». Воду с уровнем нитритов, превышающим 1,0 мг / л, нельзя использовать для кормления младенцев. Уровни нитритов / азота ниже 90 мг / л и уровни нитратов ниже 0,5 мг / л, по-видимому, не влияют на теплопроводную рыбу.
Хлориды
Хлориды — это неорганические соединения, образующиеся в результате соединения газообразного хлора с металлом.Некоторые распространенные хлориды включают хлорид натрия (NaCl) и хлорид магния (MgCl 2 ). Один только хлор (Cl 2 ) очень токсичен, и его часто используют в качестве дезинфицирующего средства. В сочетании с таким металлом, как натрий, он становится жизненно важным. Небольшие количества хлоридов необходимы для нормального функционирования клеток растений и животных.
Воздействие хлоридов на окружающую среду обычно не вредно для здоровья человека; однако, натриевая часть поваренной соли связана с заболеваниями сердца и почек.Хлорид натрия может иметь соленый вкус при концентрации 250 мг / л; однако хлорид кальция или магния обычно определяется по вкусу до достижения уровня 1000 мг / л. Стандарты коммунальной питьевой воды требуют, чтобы уровень хлоридов не превышал 250 мг / л. Хлориды могут попадать в поверхностные воды из нескольких источников, включая: горные породы, содержащие хлориды, сельскохозяйственные стоки, сточные воды промышленных предприятий, отходы нефтяных скважин и сточные воды очистных сооружений. Хлориды могут разъедать металлы и влиять на вкус пищевых продуктов.Хлориды могут загрязнять реки и озера с пресной водой. Рыбы и водные сообщества не могут выжить при высоком уровне хлоридов. Следовательно, вода, которая используется в промышленности или используется для любых целей, имеет рекомендованный максимальный уровень хлоридов.
Фторид [3]
В соответствии со стандартами ВОЗ 1984 года и Индии по стандарту питьевой воды 1991 года максимально допустимый предел содержания фторида в питьевой воде составляет 1,5 промилле, а наивысший желательный предел — 1,0 промилле. Концентрация фторида в питьевой воде выше 1,5 ppm вызывает флюороз зубов и гораздо более высокую концентрацию флюороза скелета.Низкая концентрация (примерно 0,5 ppm) обеспечивает защиту от кариеса. Индия входит в число 23 стран мира, где проблемы со здоровьем возникают из-за потребления воды, загрязненной фтором, а степень загрязнения воды фтором колеблется от 1,0 до 400 мг / л. В Индии 20 миллионов человек серьезно поражены флюорозом, а 40 миллионов человек подвержены риску эндемического флюороза (Chinoy J. N. 1991). В Индии эндемичные по фторидам штаты — Андхра-Прадеш, Карнатака, Тамил Наду, Пенджаб, Харьяна, Махараштра, Гуджарат, Раджастан, Уттар-Прадеш, Керала, Джамму и Кашмир и Дели.
Мышьяк
О загрязнении питьевой воды мышьяком сообщалось в различных регионах мира, главным образом в Китае (ВОЗ, 1996). В Индии было обнаружено, что он широко распространен в различных регионах Западной Бенгалии из-за растворения содержащих мышьяк коренных пород. ВОЗ установила предварительное нормативное значение As 10 μ г / л для питьевой воды, а в соответствии со стандартами Индии по питьевой воде 1991 года наивысший желательный предел составляет 50 μ г / л и не снижает максимально допустимого уровня.Ранние клинические симптомы острой интоксикации включают боль в животе, рвоту, диарею, мышечную боль и покраснение кожи. Эти симптомы часто сопровождаются числами и покалыванием в конечностях, мышечными спазмами и появлением популярной эритематозной сыпи.
Хроническое воздействие из-за загрязненной мышьяком питьевой воды включает поражения кожи, периферическую невропатию, рак кожи и заболевания периферических сосудов. Основными дерматологическими признаками являются неланокератоз, меланоз, пятнистый и диффузный кератоз, лейкомеланоз и дорсальный кератоз (Saha et al 1999).[4]
Свинец [5]
С точки зрения питьевой воды важно почти универсальное использование соединений свинца в сантехнической арматуре и в качестве припоя в системах водоснабжения. [5] Свинцовые трубы могут использоваться в старых распределительных системах и водопроводах. Свинец присутствует в водопроводной воде до некоторой степени в результате его растворения из природных источников, но в основном из бытовых водопроводных систем, в которых трубы, припой, арматура или служебные соединения, ведущие к домам, содержат свинец. ПВХ трубы также содержат соединения свинца, которые могут вымываться из них и приводить к высокой концентрации свинца в питьевой воде.Согласно индийским стандартным техническим условиям на питьевую воду 1991 года, наивысший желательный предел содержания свинца в питьевой воде составляет 0,05 промилле и не допускается ослабление максимально допустимого предела. Было установлено предварительное переносимое еженедельное потребление 25 мкг г / л свинца на кг массы тела или 93,5 мкг мкг / кг массы тела / день для всех возрастных групп (ВОЗ, 1993 г.). Свинец является кумулятивным ядом общего характера и связан с несколькими опасностями для здоровья, такими как анемия (Moore. 1988) [5], репродуктивное воздействие (Wildt et al . 1983) [6] (Cullen et al .1984). [7]
Фосфор
Фосфор — один из ключевых элементов, необходимых для роста растений и животных. Фосфор в элементарной форме очень токсичен и подвержен биоаккумуляции. Фосфат PO 4 3- образуется из этого элемента. Фосфат существует в трех формах: ортофосфат, мет-фосфат и органически связанный фосфат. Каждое соединение содержит фосфор в другой химической формуле. Ортоформы производятся естественным путем и обнаруживаются в сточных водах.Полиформы используются для очистки котловой воды, а в моющих средствах в воде они превращаются в орто-форму. Органические фосфаты имеют важное значение в природе. Их появление может быть результатом разложения органических пестицидов, содержащих фосфаты. Они могут выходить в растворе в виде частиц, незакрепленных фрагментов или в телах водных организмов.
Осадки могут вызвать вымывание различных количеств фосфатов с сельскохозяйственных земель в близлежащие водоемы. Фосфаты будут стимулировать рост планктона и водных растений, которые служат пищей для рыб, этот усиленный рост может вызвать увеличение популяции рыб и улучшить общее качество воды.Однако, если избыток фосфата попадает в водный путь, водоросли и водные растения будут дико расти, забивать водный путь и потреблять большое количество кислорода. Это состояние известно как эвтрофикация или чрезмерное удобрение водоприемников. Быстрый рост водной растительности может привести к гибели и разложению растительности и повышению качества жизни из-за снижения уровня растворенного кислорода. Фосфаты не токсичны для людей или животных, если они не присутствуют в очень высоких концентрациях. Проблемы с пищеварением могут возникнуть из-за очень высокого уровня фосфатов.
Железо [8]
Железо является самым распространенным элементом земной коры по весу. Железо — второй по распространенности металл в земной коре. Это важный элемент питания человека. Минимальная суточная потребность в железе колеблется от 10 до 50 мг / день (FAO / WHO 1988)
Природная вода содержит различное количество железа, несмотря на его универсальное распределение и изобилие. Железо в грунтовых водах обычно присутствует в виде двухвалентного или двухвалентного железа (Fe ++ ) или нерастворимого железа при контакте с воздухом в городских условиях.Железо — это расовая составляющая, необходимая как растениям, так и животным. Это жизненно важный механизм переноса кислорода в крови всех позвоночных и некоторых беспозвоночных животных.
Железо в воде может присутствовать в различных качествах в зависимости от геологической области и других химических компонентов водного пути. Железо Fe ++ и железо F +++ представляют собой основные проблемы, вызывающие беспокойство в водной среде, другие формы могут присутствовать как в органических, так и в неорганических потоках сточных вод. Железистая форма Fe 2+ может сохраняться в воде, не содержащей растворенного кислорода, и обычно происходит из грунтовых вод, которые перекачиваются или осушаются.Утюг в водопроводе, пятна на белье и фарфоре. Похоже, что это скорее неприятность, чем потенциальная опасность для здоровья. Пороги вкуса железа в воде 0,1 мг / л для двухвалентного железа и 0,2 мг / л трехвалентного железа, что дает горький или терпкий вкус. Вода, используемая в промышленных процессах, обычно содержит менее 0,2 мг / л железа. Черная или коричневая свопная вода может содержать концентрацию железа в несколько мг / л в присутствии или в отсутствие растворенного кислорода, но эта форма железа мало влияет на водную жизнь.Текущий стандарт водной флоры и фауны составляет 1,0 мг / л, исходя из токсического воздействия.
Микробиологический параметр
Фекальные колиформные бактерии
Фекальные колиформные бактерии представляют собой совокупность относительно безвредных микроорганизмов, которые в большом количестве обитают в кишечнике теплокровных и холоднокровных животных. Они помогают переваривать пищу. Особую подгруппу этой коллекции составляют фекальные колиформные бактерии, наиболее распространенным членом которой является Escherichia coli . Эти организмы могут повторяться из общей группы кишечной палочки по своей способности расти при повышенных температурах и связаны только с фекалиями теплокровных животных.
Присутствие фекальных колиформных бактерий в водной среде указывает на то, что вода была загрязнена фекалиями человека или других животных. В то время, когда это произошло, исходная вода могла быть загрязнена патогенами или болезнетворными бактериями или вирусами, которые также могут существовать в фекалиях. Некоторые патогенные заболевания, передаваемые через воду, включают брюшной тиф, вирусный и бактериальный гастроэнтерит и гепатит А. Наличие фекального загрязнения является индикатором того, что существует потенциальный риск для здоровья людей, подвергающихся воздействию этой воды.
Пестициды
Наиболее часто используемые пестициды, которые были обнаружены в питьевой воде, колодцах грунтовых вод и поверхностных водах во многих странах, — это алхлор (Ritter 1990), алдикарб (Heibseh 1988) [9,10] Карбофуран (Ritter 1990). [11]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Было обнаружено, что не все параметры допустимого лимита питьевой воды были установлены для всех разными агентствами, то есть (APHA), (ВОЗ), (ISI), (CPCB) и (ICMR). Этим нормам следуют работники общественного здравоохранения, врачи и исследователи.Однако существует систематическая ошибка в допустимом пределе качества питьевой воды, установленном различными ведомствами (APHA, 1998; часть 4500 — OC, стр. 4-131). Сравниваются допустимые пределы для параметров питьевой воды, таких как pH, температура, жесткость, щелочность, растворенный кислород, нитраты и нитриты, хлориды, фторид, мышьяк, свинец, кадмий, ртуть, хром, фосфор, железо и микробиологические параметры, такие как фекальные колиформные бактерии. для разных агентств в таблицах и. [12] Допустимые пределы различных параметров, установленных разными агентствами, не демонстрируют единообразия.pH (мг / л): 6,85-9,2 показывает однородность, установленную различными агентствами, Мутность (NTU): определена ISI 10NTU, ICMR 25NTU, CPCB 10 NTU, проводимость 200 мг / л и щелочность 600 мг / л даны только для центрального загрязнения панель управления не настроена USEPA, ВОЗ, ISI и ICMR, [13] Общая жесткость и железо (мг / л): WHO 500, 0,1, ISI 300, 0,1, ICMR 600, 1,0, CPCB 600, 1,0, но не настроены согласно USEPA, существует большая разница в содержании хлоридов, установленном разными агентствами. Хлориды (мг / л): USEPA250WHO200ISI250 ICMR 1000 CPCB 1000 нитраты и сульфаты являются очень важными параметрами, которые показывают состояние нитратов водных объектов, показывают трофический статус и загрязнение воды качественный.Нитраты и сульфаты не устанавливаются USEPA и ВОЗ. Остаточный свободный хлор (мг / л) 0,02, установленный только ISI, Кальций и магний (мг / л) ВОЗ 75, 50 ISI 75, 30 ICMR 200 CPCB 200,100. Кальций и магний важны для определения жесткости воды, Медь (мг / л): USEPA 1.3, WHO 1.0, ISI0.05, ICMR 1.5, CPCB 1.5, фториды (мг / л): USEPA 4.0, WHO 1.5, ISI 0.6- 1.2, ICMR 1.5, CPCB 1.5, Ртуть мг / л: USEPA 0,001, ВОЗ 0,002, ISI 0,001, ICMR 0,001, CPCB без релаксации, Ртуть показывает сходство с различными агентствами, но без ослабления, предоставляемого CPCB, Кадмий (мг / л): USEPA 0.005, ВОЗ 0,005, ISI 0,01, ICMR 0,01, CPCB без релаксации, Селен (мг / л): USEPA 0,05, ВОЗ 0,01, CPCB без релаксации Мышьяк (мг / л) USEPA 0,05, ВОЗ 0,05, ISI 0,05, ICMR0,05, CPCB без релаксации Свинец (мг / л): USEPA WHO 0,05 ISI 0,10 ICMR 0,05 CPCB без релаксации Цинк (мг / л): WHO 5,0, ISI 5,0, ICMR 0,10, CPCB 15,0, хром (мг / л): USEPA 0,1, ISI 0,5 CPCB без релаксации, E. coli (MPN / 100 мл) CPCB без релаксации. E. coli показывает качество воды и состояние загрязнения, но этот допустимый предел не установлен различными агентствами.Исследователи, работники общественного здравоохранения и врачи сильно запутаются в соблюдении допустимых пределов при проведении исследований. ВОЗ и MCI должны установить допустимое единообразие, что будет полезно для общества.
Таблица 2
Допустимые пределы качества питьевой воды
Таблица 3
Допустимые пределы содержания пестицидов в питьевой воде
Справочник по воде — Источники воды, примеси и химический состав
Обильные запасы пресной воды необходимы для развития промышленности .Огромные количества требуются для охлаждения продуктов и оборудования, для технологических нужд, для питания котлов, а также для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
ПЛАНЕТАРНЫЙ ВОДНЫЙ ЦИКЛ
Промышленность — небольшой участник глобального круговорота воды. Конечное количество воды на планете участвует в очень сложной схеме рециркуляции, которая предусматривает ее повторное использование. Эта рециркуляция воды называется «гидрологическим циклом» (см. Рис. 1-1).
Испарение под действием солнечного света переводит воду из жидкой фазы в газообразную.Вода может конденсироваться в облака при понижении температуры в верхних слоях атмосферы. Ветер переносит воду на большие расстояния, прежде чем выпустить ее в виде осадков. Когда вода конденсируется и падает на землю, она поглощает газы из окружающей среды. Это основная причина кислотных дождей и кислотного снега.
ВОДА В КАЧЕСТВЕ РАСТВОРИТЕЛЯ
Чистая вода (h30) не имеет цвета, вкуса и запаха. Он состоит из водорода и кислорода. Поскольку вода загрязняется веществами, с которыми она контактирует, ее нельзя использовать в чистом виде.В некоторой степени вода может растворять все вещества, встречающиеся в природе на Земле. Из-за этого свойства воду называют «универсальным растворителем». Несмотря на то, что вода приносит пользу человечеству, платежеспособность воды может представлять серьезную угрозу для промышленного оборудования. Реакции коррозии вызывают медленное растворение металлов водой. Реакции осаждения, которые приводят к образованию накипи на теплопередающих поверхностях, представляют собой изменение растворяющей способности воды при изменении ее температуры. Борьба с коррозией и накипью является основным направлением технологии очистки воды.
ПРИМЕСЕЙ ВОДЫ
Примеси воды включают растворенные и взвешенные твердые частицы. Бикарбонат кальция — растворимая соль. Раствор бикарбоната кальция прозрачен, потому что кальций и бикарбонат присутствуют в виде ионов с атомными размерами, которые недостаточно велики, чтобы отражать свет. Некоторые растворимые минералы придают раствору цвет. Растворимые соли железа дают бледно-желтые или зеленые растворы; некоторые соли меди образуют растворы ярко-синего цвета. Хотя эти решения окрашены, они прозрачны.Взвешенные твердые вещества — это вещества, которые не полностью растворяются в воде и присутствуют в виде частиц. Эти частицы обычно придают воде видимую мутность. Растворенные и взвешенные твердые частицы присутствуют в большинстве поверхностных вод. Морская вода очень богата растворимым хлоридом натрия; взвешенный песок и ил делают его слегка мутным. Обширный список растворимых и взвешенных примесей, содержащихся в воде, приведен в Таблице 1-1.
Таблица 1-1. Общие примеси, содержащиеся в пресной воде.
Составляющая | Химическая формула | Возникшие трудности | Средства лечения |
| Мутность | не выражено при анализе в единицах | придает воде неприглядный вид; отложения в водопроводах, технологическом оборудовании и т. д.; мешает большинству процессов использования | коагуляция, отстаивание и фильтрация |
| Твердость | соли кальция и магния, выраженные как CaCO 3 | главный источник накипи в теплообменном оборудовании, котлах, трубопроводах и т.д .; с мылом образует творог, препятствует окрашиванию и т. д. | умягчение; деминерализация; внутренняя очистка котловой воды; поверхностно-активные вещества |
| Щелочность | бикарбонат (HCO 3 — ), карбонат (CO 3 2-) и гидроксид (OH — ), выраженные как CaCO 3 | пена и унос твердых частиц паром; охрупчивание котельной стали; бикарбонат и карбонат производят CO 2 в паре, что является источником коррозии в конденсатопроводах | известковое и известково-содовое умягчение; кислотная обработка; умягчение водородного цеолита; деминерализация дещелачивание анионным обменом |
| Свободная минеральная кислота | H 2 SO 4 , HCI.и т. д., выраженные как CaCO 3 | коррозия | нейтрализация щелочами |
| Двуокись углерода | CO 2 | Коррозия в линиях водоснабжения, особенно в линиях пара и конденсата | аэрация, деаэрация, нейтрализация щелочами |
| PH | Концентрация ионов водорода, определяемая как: | pH варьируется в зависимости от кислых или щелочных твердых веществ в воде; pH большинства природных вод составляет 6.0-8,0 | pH может быть увеличен щелочами и уменьшен кислотами |
| Сульфат | СО 4 2- | увеличивает содержание твердых веществ в воде, но само по себе обычно не является значительным, соединяется с кальцием с образованием накипи сульфата кальция | деминерализация, обратный осмос, электродиализ, испарение |
| Хлорид | Класс — | увеличивает содержание твердых частиц и увеличивает коррозионный характер воды | деминерализация, обратный осмос, электродиализ, испарение |
| Нитрат | НЕТ 3 — | увеличивает содержание твердых веществ, но обычно не имеет большого промышленного значения: высокие концентрации вызывают метгемоглобинемию у младенцев; применяется для контроля охрупчивания металла котлов | деминерализация, обратный осмос, электродиализ, испарение |
| Фторид | Ф — | причина пятнистой эмали зубов; также используется для борьбы с кариесом: в промышленном масштабе обычно незначительно | адсорбция гидроксидом магния, фосфатом кальция или костной сажей; коагуляция квасцов |
| Натрий | Na + | увеличивает содержание твердых частиц в воде: в сочетании с OH — вызывает коррозию в котлах при определенных условиях | деминерализация, обратный осмос, электродиализ, испарение |
| Кремнезем | SiO 2 | Окалинав котлах и системах водяного охлаждения; нерастворимые отложения на лопатках турбины из-за испарения кремнезема | горячее и теплое технологическое удаление солями магния; адсорбция высокоосновными анионообменными смолами в сочетании с деминерализацией, обратным осмосом, испарением |
| Утюг | Fe 2+ (железо) Fe 3+ (железо) | обесцвечивает воду при выпадении осадков; источник отложений в водопроводах, котлах.так далее.; мешает окрашиванию, дублению, производству бумаги и т. д. | аэрация; коагуляция и фильтрация; умягчение извести; катионный обмен; контактная фильтрация; поверхностно-активные вещества для удержания железа |
| Марганец | млн 2+ | то же, что и утюг | то же, что и утюг |
| Алюминий | AI 3+ | обычно присутствует в результате уноса хлопьев из осветлителя; может вызывать образование отложений в системах охлаждения и способствовать образованию отложений на котле | улучшенная работа осветлителя и фильтра |
| Кислород | О 2 | Коррозия водоводов, теплообменного оборудования, котлов, обраток и т. Д. | деаэрация; сульфит натрия; ингибиторы коррозии |
| Сероводород | H 2 S | причина запаха «тухлого яйца»; коррозия | аэрация; хлорирование; высокоосновной анионообменник |
| Аммиак | NH 3 | Коррозия сплавов меди и цинка за счет образования комплексного растворимого иона | катионный обмен с водородным цеолитом; хлорирование; деаэрация |
| Растворенные твердые вещества | нет | относится к общему количеству растворенного вещества, определенному путем испарения; высокие концентрации нежелательны из-за вмешательства в процесс и как причина пенообразования в котлах | умягчение извести и катионный обмен водородным цеолитом; деминерализация, обратный осмос, электродиализ, испарение |
| Взвешенные вещества | нет | относится к количеству нерастворенных веществ, определенному гравиметрически; отложения в теплообменном оборудовании, котлах, водопроводах и т. д. | просадок; фильтрация, обычно предшествующая коагуляции и отстаиванию |
| Всего твердых веществ | нет | относится к сумме растворенных и взвешенных твердых частиц, определенной гравиметрически | см. «Растворенные твердые вещества» и «Взвешенные твердые вещества» |
Поверхностные воды
Окончательное течение дождя или тающего снега зависит от характера местности, по которой он течет. На участках, состоящих из плотно утрамбованной глины, очень мало воды проникает в землю.В этих случаях вода образует «сток». Сток собирается в ручьи и реки. Реки впадают в заливы и устья, и вода в конечном итоге возвращается в море, завершая одну из основных фаз гидрологического цикла, показанного на рис. 1-1.
Когда вода стекает по поверхности, она поднимает и поднимает частицы песка и почвы, образуя ил в поверхностных водах. Кроме того, поток разрушает скалистые поверхности, образуя больше песка. Когда поверхностная вода каскадирует по камням, она аэрируется.Сочетание кислорода, неорганических питательных веществ, вымываемых из почвы, и солнечного света поддерживает самые разные формы жизни в воде, включая водоросли, грибы, бактерии, мелких ракообразных и рыбу.
Часто русла рек покрыты деревьями, а водосборные бассейны, питающие реки, засажены деревьями. Листья и хвоя сосны составляют значительную часть биологической составляющей воды. После растворения в воде этот материал становится основной причиной загрязнения ионообменной смолы, используемой при очистке воды.
Физические и химические характеристики загрязнения поверхностных вод значительно меняются с течением времени. Внезапный шторм может вызвать резкое краткосрочное изменение состава водоснабжения. В течение более длительного периода времени химический состав поверхностных вод меняется в зависимости от сезона. В периоды обильных дождей наблюдается обильный сток. Это может иметь благоприятное или неблагоприятное влияние на характеристики воды в зависимости от геохимии и биологии местности.
Химический состав поверхностных вод также меняется в зависимости от многолетних или многолетних циклов засухи и осадков.Продолжительные периоды засухи серьезно влияют на доступность воды для промышленного использования. Там, где реки впадают в океан, вторжение соленой воды вверх по реке в периоды засухи создает дополнительные проблемы. Промышленные пользователи должны учитывать изменчивость поверхностных вод при проектировании водоочистных сооружений и программ.
Подземные воды
Вода, попадающая на пористые поверхности, такие как песок или супеси, стекает или просачивается в землю.В этих случаях вода встречает большое количество минералов, расположенных сложными слоями или пластами. Минералы могут включать гранит, гнейс, базальт и сланец. В некоторых случаях под непроницаемой глиной может находиться слой очень проницаемого песка. Вода часто движется по сложной трехмерной траектории в земле. Наука о гидрологии подземных вод включает в себя отслеживание этих движений воды.
Таблица 1-2. Сравнение характеристик поверхностных и подземных вод.
Характеристика | Поверхностные воды | Грунтовые воды |
| Мутность | высокая | низкий |
| Растворенные минералы | низкий-средний | высокая |
| Биологическое содержание | высокая | низкий |
| Временная изменчивость | очень высокий | низкий |
В отличие от поверхностных вод, подземные воды относительно свободны от взвешенных загрязняющих веществ, поскольку они фильтруются по мере движения через пласт.Фильтрация также удаляет большую часть биологического загрязнения. Некоторые грунтовые воды с высоким содержанием железа содержат сульфатредуцирующие бактерии. Они являются источником загрязнения и коррозии в промышленных системах водоснабжения.
Химический состав подземных вод имеет тенденцию быть очень стабильным с течением времени. Подземные воды могут содержать нежелательный уровень твердых частиц, образующих накипь, но благодаря довольно стабильному химическому составу их можно эффективно очистить.
Минеральные реакции: Когда грунтовые воды сталкиваются с различными минералами, они растворяют их в соответствии с их характеристиками растворимости.В некоторых случаях происходят химические реакции, повышающие растворимость минералов.
Хороший пример — реакция грунтовых вод с известняком. Вода, просачивающаяся с поверхности, содержит атмосферные газы. Одним из этих газов является углекислый газ, который при растворении в воде образует угольную кислоту. Разложение органического вещества под поверхностью — еще один источник углекислого газа. Известняк представляет собой смесь карбоната кальция и магния. Минерал, который является основным, слабо растворяется в нейтральной воде.Слабокислые грунтовые воды реагируют с основным известняком в реакции нейтрализации, которая образует соль и воду нейтрализации. Соль, образующаяся в результате реакции, представляет собой смесь бикарбоната кальция и магния. Оба бикарбоната хорошо растворимы. Эта реакция является источником наиболее распространенных проблем, связанных с отложениями и коррозией, с которыми сталкиваются промышленные пользователи. Кальций и магний (жесткость) образуют накипь на поверхностях теплопередачи, если грунтовые воды не обрабатываются перед использованием в промышленных системах охлаждения и котельных.При использовании питательной воды котла термическое разложение бикарбоната в котле приводит к высокому уровню углекислого газа в системах возврата конденсата. Это может вызвать сильную коррозию системы.
Структурно известняк пористый. То есть в нем есть небольшие отверстия и каналы, называемые «пустотами». Крупные известняковые образования могут удерживать в своей структуре огромное количество грунтовых вод. Образования известняка, которые содержат такое большое количество воды, называются водоносными горизонтами — термин, образованный от латинского корня, означающего водоносность.
Если пробурить скважину в известняковом водоносном горизонте, воду можно будет непрерывно забирать в течение десятилетий и использовать для бытовых и промышленных целей. К сожалению, вода очень жесткая из-за описанных выше реакций нейтрализации / растворения. Это требует обширной обработки воды для большинства применений.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Необходимо провести многочисленные химические испытания, чтобы гарантировать эффективный контроль программы очистки воды. Большинство этих тестов подробно рассматриваются в главах 39-71.Из-за их важности для многих систем здесь также обсуждаются три теста: pH, щелочность и диоксид кремния.
Контроль pH
Хороший контроль pH необходим для эффективного контроля отложений и коррозии во многих водных системах. Поэтому важно хорошо понимать значение pH и факторы, которые на него влияют.
Чистый h3O существует как равновесие между разновидностью кислоты, H + (более правильно выраженной как протонированная молекула воды, ион гидроксония, h40 +) и гидроксильным радикалом, OH -.В нейтральной воде концентрация кислоты равна концентрации гидроксила, и при комнатной температуре они оба присутствуют в количестве 10-7 грамм-эквивалентов (или молей) на литр.
Функция «p» используется в химии для работы с очень маленькими числами. Это отрицательный логарифм выражаемого числа. Считается, что вода, имеющая 10-7 грамм-эквивалентов на литр ионов водорода, имеет pH 7. Таким образом, нейтральный раствор показывает pH 7. В таблице 1-3 приведена концентрация H + на 14 порядков.При изменении концентрация ОН — также должна изменяться, но в противоположном направлении, так что произведение двух остается постоянным.
Таблица 1-3. Соотношение pH.
| pH a | H + Концентрация в экспоненциальном представлении, грамм-моль / л | H + Концентрация, нормальность | OH — Концентрация, нормальность | OH — Концентрация, экспоненциальная запись, грамм-моль / л | pOH — |
| 0 | 10 0 | 1 | 0.00000000000001 | 10 -14 | 14 |
| 1 | 10 -1 | 0,1 | 0,0000000000001 | 10--13 | 13 |
| 2 | 10 -2 | 0,01 | 0,000000000001 | 10--12 | 12 |
| 3 | 10 -3 | 0.001 | 0,00000000001 | 10 -11 | 11 |
| 4 | 10 -4 | 0,0001 | 0,0000000001 | 10 -10 | 10 |
| 5 | 10 -5 | 0,00001 | 0,000000001 | 10 -9 | 9 |
| 6 | 10 -6 | 0.000001 | 0,00000001 | 10 -8 | 8 |
| 7 | 10 -7 | 0,0000001 | 0,0000001 | 10 -7 | 7 |
| 8 | 10 -8 | 0,00000001 | 0,000001 | 10 -6 | 6 |
| 9 | 10 -9 | 0.000000001 | 0,00001 | 10 -5 | 5 |
| 10 | 10 -10 | 0,0000000001 | 0,0001 | 10 -4 | 4 |
| 11 | 10 -11 | 0,00000000001 | 0,001 | 10 -3 | 3 |
| 12 | 10 -12 | 0.000000000001 | 0,01 | 10 -2 | 2 |
| 13 | 10 -13 | 0,0000000000001 | 0,1 | 10 -1 | 1 |
| 14 | 10 -14 | 0,00000000000001 | 1 | 10 0 | 0 |
a pH + pOH = 14.
Путаница относительно pH возникает из двух источников:
- обратный характер функции
- шкала pH-метра
Важно помнить, что по мере увеличения концентрации кислоты значение pH уменьшается (см. Таблицу 1-4).
Таблица 1-4. Сравнительные уровни pH обычных растворов.
| 12 | OH — щелочность 500 ppm как CaCO 3 |
| 11 | OH — щелочность 50 ppm по CaCO 3 Columbus.OH, питьевая вода, а |
| 10 | OH — щелочность 5 ppm как CaCO 3 |
| 9 | стоки из анионита с сильным основанием |
| 8 | конечная точка фенолфталеина |
| 7 | нейтральная точка при 25 ° C |
| 6 | Weymouth, NIA, питьевая вода, a |
| 5 | конечная точка метилового оранжевого |
| 4 | FMA 4 частей на миллион в виде CaCO 3 |
| 3 | FMA 40 частей на миллион в виде CaCO 3 , выходящий поток из сильнокислого катионита |
| 2 | FMA 400 ppm как CaCO 3 |
a Экстремальные значения pH питьевой воды
Измеритель pH может быть источником путаницы, потому что шкала pH на измерителе линейна и простирается от 0 до 14 с равными приращениями.Поскольку pH является логарифмической функцией, изменение единицы pH соответствует 10-кратному изменению концентрации кислоты. Уменьшение на 2 единицы pH означает 100-кратное изменение концентрации кислоты.
Щелочность
Испытания на щелочность используются для контроля процессов известково-содового умягчения и продувки котлов, а также для прогнозирования возможности образования накипи кальция в системах охлаждающей воды. Для большинства водных систем важно распознавать источники щелочности и поддерживать надлежащий контроль щелочности.
Двуокись углерода растворяется в воде в виде газа. Растворенный диоксид углерода реагирует с молекулами растворителя воды и образует угольную кислоту в соответствии со следующей реакцией:
CO2 + h3O = h3CO3
Образуется лишь следовое количество угольной кислоты, но она достаточно кислая, чтобы понизить pH с нейтральной точки 7. Угольная кислота является слабой кислотой, поэтому она не снижает pH ниже 4,3. Однако этот уровень достаточно низкий, чтобы вызвать значительную коррозию металлов системы.
Если начальная загрузка CO2 поддерживается постоянной, а pH повышается, происходит постепенное превращение в бикарбонат-ион HCO3-. Это показано на рис. 1-2.
Превращение завершено при pH 8,3. Дальнейшее повышение pH вызывает второе превращение в карбонат, CO32-. Угольная кислота, бикарбонат и карбонат трех видов могут быть преобразованы из одного в другой посредством изменения pH воды.
Колебания pH могут быть уменьшены за счет «буферизации» добавления кислоты (или каустика).Когда кислота (или щелочь) добавляется в воду, содержащую карбонат / бикарбонат, pH системы не изменяется так быстро, как в чистой воде. Большая часть добавленной кислоты (или каустика) расходуется при изменении соотношения карбонат / бикарбонат (или бикарбонат / угольная кислота).
Щелочность — это способность природной воды нейтрализовать кислоту (т. Е. Уменьшать снижение pH, ожидаемое от сильной кислоты посредством упомянутого выше буферного механизма). Путаница возникает из-за того, что щелочные условия pH существуют при pH выше 7, тогда как щелочность в природной воде существует при pH выше 4.4.
Щелочность измеряется двойным титрованием; кислота добавляется к образцу до конечной точки фенолфталеина (pH 8,3) и конечной точки метилового оранжевого (pH 4,4). Титрование до конечной точки фенолфталеина (Р-щелочности) измеряет ОН- и 1/2 СО32-; титрование до конечной точки метилового оранжевого (М-щелочности) измеряет OH –, CO 3 2– и HCO 3 .
кремнезем
При неправильном контроле кремнезем образует хорошо изолирующие, трудно удаляемые отложения в системах охлаждения, котлах и турбинах.Понимание некоторых возможных вариаций в испытании диоксида кремния очень важно.
Большинство солей, хотя и присутствуют в виде сложных кристаллических структур в твердой фазе, принимают в растворе довольно простые ионные формы. Кремнезем имеет сложную структуру даже в растворе.
Кремнезем существует в широком диапазоне структур, от простого силиката до сложного полимерного материала. Полимерная структура может сохраняться, когда материал растворяется в поверхностных водах.
Размер кремнеземного полимера может быть значительным, вплоть до коллоидного состояния.Коллоидный кремнезем редко присутствует в грунтовых водах. Чаще всего он присутствует в поверхностных водах в периоды большого стока.
Полимерная форма диоксида кремния не дает окраски в стандартном колориметрическом тесте на основе молибдата для диоксида кремния. Эта форма кремнезема называется «инертной». Полимерная форма диоксида кремния не является термически стабильной и при нагревании в котле превращается в основной силикатный мономер, который вступает в реакцию с молибдатом.
В результате молибдатное тестирование питательной воды котла может выявить небольшое количество кремнезема или его отсутствие, в то время как измерения продувки котла показывают уровень кремнезема, превышающий контрольные пределы.Высокий уровень содержания диоксида кремния в котловой воде и низкие показатели питательной воды часто являются первым признаком того, что в подпитке присутствует коллоидный диоксид кремния.
Одним из методов выявления проблем с коллоидным кремнеземом является использование атомной эмиссии или абсорбции для измерения содержания кремнезема в питательной воде. Этот метод, в отличие от химии молибдата, позволяет измерять общее содержание кремнезема независимо от степени полимеризации.
Узнайте больше о различных отраслях промышленности, обслуживаемых различными системами очистки воды SUEZ.
Рисунок 1-1.Глобальный круговорот воды. (Источник: Геологическая служба США)
. ИксРисунок 1-2. Распределение угольной кислоты, бикарбоната и карбоната в зависимости от pH.
ИксАнализ физиохимических параметров для оценки качества питьевой воды в штате Перак, Малайзия
Качество питьевой воды было исследовано в предполагаемых частях штата Перак, Малайзия, для обеспечения непрерывного снабжения чистой и безопасной питьевой водой для здоровья населения защита.В связи с этим был проведен подробный физико-химический анализ проб питьевой воды в различных жилых и коммерческих районах штата. Ряд параметров, таких как pH, мутность, проводимость, общее количество взвешенных твердых веществ (TSS), общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и тяжелые металлы, такие как Cu, Zn, Mg, Fe, Cd, Pb, Cr, As, Hg и Sn анализировался для каждой пробы воды, взятой в зимний и летний периоды. Полученные значения каждого параметра сравнивались со стандартными значениями, установленными Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), и местными стандартами, такими как Национальный стандарт качества питьевой воды (NDWQS).Было обнаружено, что значения каждого параметра находятся в безопасных пределах, установленных ВОЗ и NDWQS. В целом вода из всех мест была признана безопасной для питья. Однако также важно исследовать другие потенциальные загрязнения воды, такие как химические вещества, микробные и радиологические материалы в течение более длительного периода времени, включая жидкости человеческого тела, чтобы оценить общее качество воды в штате Перак.
1. Введение
Вода играет важную роль в поддержании здоровья и благополучия человека.Чистая питьевая вода теперь признана одним из основных прав человека. Около 780 миллионов человек не имеют доступа к чистой и безопасной воде, а около 2,5 миллиарда человек не имеют надлежащей санитарии. В результате ежегодно около 6-8 миллионов человек умирают из-за болезней и стихийных бедствий, связанных с водой [1]. Поэтому контроль качества воды является приоритетной политической повесткой дня во многих частях мира [2]. В современном мире использование воды в домашнем хозяйстве обычно определяется как вода для бытовых нужд.Эта вода обрабатывается для безопасного употребления для питья и других целей. Качество воды и ее пригодность для использования определяются ее вкусом, запахом, цветом и концентрацией органических и неорганических веществ [3]. Загрязняющие вещества в воде могут повлиять на качество воды и, как следствие, на здоровье человека. Потенциальными источниками загрязнения воды являются геологические условия, промышленная и сельскохозяйственная деятельность, а также водоочистные сооружения. Эти загрязнители далее подразделяются на микроорганизмы, неорганические вещества, органические вещества, радионуклиды и дезинфицирующие средства [4].
Неорганические химические вещества составляют большую часть загрязняющих веществ в питьевой воде по сравнению с органическими химическими веществами [5]. Часть неорганических веществ находится в минеральной форме тяжелых металлов. Тяжелые металлы имеют тенденцию накапливаться в органах и нервной системе человека и мешают их нормальному функционированию. В последние годы тяжелые металлы, такие как свинец (Pb), мышьяк (As), магний (Mg), никель (Ni), медь (Cu) и цинк (Zn), привлекли значительное внимание из-за проблем со здоровьем [2]). . Более того, сердечно-сосудистые заболевания, проблемы с почками, нейрокогнитивные заболевания и рак связаны со следами металлов, таких как кадмий (Cd) и хром (Cr), как сообщается в эпидемиологических исследованиях [6].Известно, что Pb задерживает физическое и умственное развитие у младенцев, тогда как As и ртуть (Hg) могут вызывать серьезные отравления с патологией кожи и раком, а также дальнейшее повреждение почек и печени соответственно [2, 7]. По данным Международного агентства по изучению рака (IARC), Hg и неорганические соединения Hg относятся к канцерогенным веществам группы 3 [8, 9]. Более того, присутствие токсичных и радиоактивных элементов, таких как уран, в грунтовых водах — еще одна серьезная проблема во многих частях мира, таких как США, Канада, Германия, Норвегия, Греция и Финляндия.Он обладает высокой химической токсичностью и смертельным действием для скелета и почек человека [10, 11].
Был разработан ряд научных процедур и инструментов для оценки загрязнителей воды [3]. Эти процедуры включают анализ различных параметров, таких как pH, мутность, проводимость, общее количество взвешенных твердых веществ (TSS), общее количество растворенных твердых веществ (TDS), общий органический углерод (TOC) и тяжелые металлы. Эти параметры могут влиять на качество питьевой воды, если их значения находятся в более высоких концентрациях, чем безопасные пределы, установленные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и другими регулирующими органами [2].Поэтому исследования качества питьевой воды исследователями и правительственными ведомствами регулярно проводятся во всем мире [8–12].
В Малайзии основными источниками воды являются реки и ручьи, которые сильно зависят от осадков. Годовой диапазон осадков в Малайзии в среднем составляет от 2000 мм до 2500 мм [5]. По данным Pillay et al. [13], потребность в воде в 2020 году составит 14 млрд м 3 . Подземные воды покрывают только 1% от общей потребности в воде.Снабжение чистой водой управляется каждым государством отдельно [5]. Департамент окружающей среды (DOE) контролирует бассейны рек на предмет основных источников загрязнения [14], в то время как качество резервуара неочищенной воды контролируется государственными органами по мониторингу и контролю воды [15]. Определение концентрации неорганических элементов в пробах питьевой воды в 12 различных штатах полуостровной Малайзии было выполнено Azrina et al. [5]. Концентрации всех элементов были ниже международных безопасных пределов, за исключением железа (Fe) и Pb в Келантане и As в штате Перлис.Hasbiyana [16] проанализировал пробы водопроводной воды из промышленных, сельскохозяйственных и жилых районов Шах-Алам, Селангор и показал, что концентрация всех тяжелых металлов превышает стандарт Национального стандарта качества питьевой воды (NDWQS) [17]. Было обнаружено, что концентрация As и Pb выше по сравнению с руководствами и международными стандартами соответствующих стран [18–21]. Помимо источника питьевой воды (водопроводная вода), другим распространенным источником является минеральная вода в бутылках. Ранее исследования [22, 23] показали, что минеральная вода в бутылках не всегда по качеству превосходит водопроводную.
Перак — одно из крупнейших исторических и туристических штатов Малайзии. До недавнего времени штат был известен своими полезными ископаемыми и добычей олова. В научной литературе нет информации о качестве питьевой воды и потенциальных источниках загрязнения воды. Поскольку в настоящее время регион является центром туризма, очень важно оценить качество питьевой воды в штате, чтобы обеспечить безопасную питьевую воду для местных жителей и туристов. Настоящее исследование направлено на оценку качества питьевой воды, включая водопроводную и бутылочную воду в штате Перак, Малайзия.Подробный физико-химический анализ был проведен путем взятия проб воды из различных жилых и коммерческих районов штата. Такие параметры, как pH, мутность, проводимость, общее количество взвешенных твердых веществ (TSS), общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и тяжелые металлы, такие как Cu, Zn, Mg, Fe, Cd, Pb, Cr, As, Hg и олово ( Sn) анализировали в каждой пробе воды. Результаты по каждому параметру сравнивались с руководящими принципами и стандартами, установленными ВОЗ [2] и местными стандартами, такими как NDWQS [17].
2. Материалы и методы
2.1. Район исследования
Перак является вторым по величине сушей (21 006 км 2 ) штатом Малайзии среди 14 штатов. Штат окружен Кедахом и Тайским государством (с севера), Малаккским проливом (с запада), Келантаном и Пахангом (с востока) и Селангором (с юга). Город Ипох — столица штата. В Пераке климат тропических лесов, и здесь нет засушливого сезона. Температура колеблется в среднем от 32 ° C до 34 ° C летом, а зимой — от 22 ° C до 24 ° C.Совет по водным ресурсам Перака (PWB) — это агентство, ответственное за снабжение чистой водой всего штата Перак. Необработанные водные ресурсы — это реки, такие как река Перак, а также горные и плотинные воды. ПРБ эксплуатирует две плотины, такие как плотины Султан Азлан Шах и Эйр Кунинг, расположенные в Улу Кинта, Ипохе и Тайпинге соответственно [23]. PWB имеет 47 водоочистных сооружений общей мощностью 1774 миллиона литров в сутки. Текущий объем производства растений составляет 1081 млн литров в сутки. Распределение воды составляет 100% в городские районы и 98% в сельские районы с протяженностью системы трубопроводов до 10792 км [24].
2.2. Выбор точек отбора проб
Критерии отбора точек отбора проб основывались на плотности населения, районах промышленной или антропогенной деятельности, такой как полезные ископаемые и горнодобывающая деятельность, а также на водосборных площадях рек. Как упоминалось ранее, Перак был известен своими полезными ископаемыми и добычей полезных ископаемых, поэтому было важно увидеть качество воды в таких районах, особенно там, где реки текут и пересекают районы добычи полезных ископаемых. Исследования показали, что вышедшие из употребления участки добычи олова представляют потенциальную опасность для здоровья из-за большого количества неорганического мышьяка и других тяжелых металлов [26].Поэтому на основании разработанных критериев было выбрано 8 различных мест в штате Перак. Этими местоположениями были Bandar Universiti (BU), Bandar Seri Iskandar (BSI), Siputeh (SIP), Tronoh (TRO), Taman Maju (TM), Batu Gajah (BG), Universiti Teknologi PETRONAS (UTP) и Ipoh (IP). (Рисунок 1).
2.3. Сбор проб
Все пробы питьевой воды были взяты из водопроводной воды жилых и коммерческих помещений. Все помещения для отбора проб открыты для публики, например, для ресторанов и частных домов.Кроме того, были собраны образцы бутилированной минеральной воды (MW), купленной в местном супермаркете, и воды обратного осмоса (RO). Бутилированная минеральная вода была выбрана потому, что она не всегда лучше водопроводной [19, 22]. Образцы были пронумерованы от 1 до 10 в зависимости от их местонахождения и источников (таблица 1). Образцы собирали в 1-литровые полиэтиленовые (ПЭ) бутылки, которые перед использованием промывали деионизированной водой. Эти флаконы с образцами были запечатаны и помещены в темную среду с постоянным температурным диапазоном 4–10 ° C, чтобы избежать любого загрязнения и воздействия света и температуры.Для химического анализа отобранных проб воды, включая pH, общее содержание взвешенных твердых частиц (TSS), общее содержание растворенных твердых веществ (TDS), мутность и проводимость, репрезентативный отбор проб воды проводился из каждого места в летнее и зимнее время в течение одного периода. год. Летом температура во время отбора проб составляла 33 ° C, а зимой — 23 ° C. Средние значения повторяющихся образцов использовались для графической иллюстрации. Каждый из повторяющихся образцов был проанализирован по ряду параметров в лаборатории, чтобы определить общее качество питьевой воды.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.4. Аналитические приборы
2.4.1. Анализ на месте
Анализ pH, проводимости и мутности на месте был проведен на месте сбора образцов в соответствии со стандартными протоколами и методами Американской организации общественного здравоохранения (APHA) [27] и Американского общества тестирования и материалов. (ASTM) с использованием различных калиброванных стандартных инструментов [6]. PH образцов воды измеряли с помощью pH-метра (модель HI 98130 HANNA, Маврикий, Iramac Sdn. Bhd.). PH-метр был откалиброван с помощью трех стандартных растворов (pH 4.0, 7.0 и 10.0) перед выполнением измерений. Значение для каждого образца было снято после погружения зонда pH в образец воды и выдержки в течение нескольких минут для достижения стабильных показаний. После измерения каждого образца зонд промывали деионизированной водой, чтобы избежать перекрестного загрязнения между разными образцами.
Электропроводность образцов измеряли с помощью кондуктометра (модель HI 98130 HANNA, Маврикий, Iramac Sdn. Bhd.). Калибровку датчика проводили с использованием стандартного раствора с известной проводимостью.Зонд был погружен в образец воды, и показания регистрировались после исчезновения индикатора стабильности. После измерения каждого образца зонд промывали деионизированной водой, чтобы избежать перекрестного загрязнения между разными образцами. Мутность проб воды измеряли с помощью измерителя мутности (модель 2100P Turbidimeter HACH, Колумбия, США, Arachem (M) Sdn. Bhd.). Каждый образец выливали в держатель для образцов и держали внутри в течение нескольких минут. После достижения стабильности показаний значение было записано.
2.4.2. Лабораторный анализ
Измерения TSS и TDS в пробах воды проводились в соответствии со стандартными методами APHA [27] и Sawyer et al. [28] процессом фильтрации. Таким образом, точность и точность следующих методов хорошо подтверждены и цитируются в научной литературе. Фиксированный объем пробы воды выливали на предварительно взвешенный стекловолоконный фильтр с заданным размером пор перед началом процесса вакуумной фильтрации. Фильтр удаляли после завершения процесса фильтрации и помещали в алюминиевую посуду в печь при 100 ° C на 2-3 часа, чтобы полностью высушить оставшуюся воду.Затем фильтр взвешивали, и увеличение веса фильтра представляло содержание TSS, выраженное в массе на объем отфильтрованного образца (мг / л). ТДС проб воды определяли гравиметрическим методом. После фильтрации для анализа TSS фильтрат нагревали в печи при температуре выше 100 ° C до полного испарения всей воды. Оставшаяся масса остатка представляет собой количество TDS в образце.
Анализы десяти тяжелых металлов, таких как Cu, Zn, Mg, Fe, Cd, Pb, Cr, As, Hg и Sn, были выполнены на основе стандартов ASTM [29–37], которые одобрены APHA с использованием Flame. Атомно-абсорбционный спектрометр (FAAS) (AAS, Perkin Elmer Analyst 400, доступен в Universiti Sains Malaysia, USM).Для анализа Cd, Cr и Pb использовался метод прямой экстракции / воздух-ацетиленовое пламя, в то время как метод AAS с ручным генерированием гидрида использовался для определения As в образцах. Для определения Hg применялся метод ААС с холодным паром, а для Sn был использован метод прямого воздух-ацетиленового пламени. Наличие всех десяти тяжелых металлов было изучено во всех пробах воды. Стандартный раствор для каждого тестируемого элемента был приготовлен в соответствии с его концентрацией и использовался для калибровки системы перед анализом каждой пробы воды.Результаты регистрировались автоматически на компьютере, подключенном к системе AAS.
3. Результат и обсуждение
3.1. Химический анализ
Химический анализ включает в себя анализ на месте (pH, мутность и проводимость) и лабораторный анализ (TDS и TSS).
3.1.1. pH
pH считается одним из важнейших параметров качества воды. Измерение pH относится к кислотности или щелочности воды. Образец считается кислым, если pH ниже 7.0. Между тем, он щелочной, если pH выше 7,0. Кислая вода может вызвать коррозию металлических труб и водопроводной системы. Между тем, щелочная вода показывает дезинфекцию воды. Нормальный диапазон pH питьевой воды, упомянутый в рекомендациях ВОЗ и NDWQS, составляет от 6,5 до 8,5 (таблица 2). Значения pH во всех пробах питьевой воды находятся в диапазоне от 7,01 до 8,21 (Рисунок 2 (a)), где самые низкие и самые высокие значения взяты из образцов 5 (Taman Maju (TM)) и 3 (Siputeh ( SIP)) соответственно (таблица 3).Для образца с молекулярной массой измеренный pH составляет 7,4, что почти совпадает с pH, указанным производителем на этикетке контейнера, то есть 7,33. Это указывает на то, что производитель не предоставил неточной информации на этикетке.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S1 * относится к пробам воды, взятым в зимнее время. S2 * относится к пробам воды в летнее время. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.1.2. Электропроводность
Электропроводность — это способность любой среды, в данном случае воды, проводить электрический ток. Присутствие в образцах воды растворенных твердых веществ, таких как кальций, хлорид и магний, переносит электрический ток через воду. Измеренные значения электропроводности всех образцов питьевой воды показаны на рисунке 2 (b). Согласно NDWQS [17], максимально допустимый уровень проводимости составляет 1000 мк См / см. Результаты показывают, что измеренная проводимость всех образцов воды находится в диапазоне от 69.7 мкм См / см до 269,3 мкм См / см, а среднее значение проводимости составляет 102,1 мкм См / см (таблица 3). Самые низкие и самые высокие значения проводимости соответствуют образцам RO и MW соответственно. Это можно объяснить тем, что метод обработки обратным осмосом используется для удаления растворенных твердых частиц, мутности, коллоидных веществ и других веществ, и, таким образом, дает наименьшее значение проводимости. Точно так же ожидается обнаружение высокого содержания минералов в минеральной воде, что приведет к более высокому значению проводимости (Таблица 3).Более того, по данным Азрина и соавт. [5], большие различия между значениями электропроводности водопроводной воды пока не известны. Скатена [38] объяснил различия, основанные на различных факторах, таких как сельскохозяйственная и промышленная деятельность и землепользование, которые влияют на содержание минералов и, следовательно, на электропроводность воды. Электропроводность не оказывает прямого влияния на здоровье человека. Он определяется для нескольких целей, таких как определение степени минерализации (наличие минералов, таких как калий, кальций и натрий) и оценка количества химических реагентов, используемых для обработки этой воды [18–21].Высокая проводимость может привести к снижению эстетической ценности воды из-за придания воде минерального вкуса. Для промышленной и сельскохозяйственной деятельности критически важно контролировать проводимость воды. Вода с высокой проводимостью может вызвать коррозию металлических поверхностей оборудования, например, бойлера. Это также применимо к бытовой технике, такой как водонагреватель и смесители. Пищевые растения и растения, образующие среду обитания, также уничтожаются из-за чрезмерной проводимости [7–13].
3.1.3. Мутность
Мутность — это помутнение воды, вызванное множеством частиц, и это еще один ключевой параметр при анализе питьевой воды.Это также связано с содержанием в воде болезнетворных организмов, которые могут поступать из почвенного стока. Результаты по мутности для всех 10 исследованных проб питьевой воды показаны на Рисунке 2 (c). Стандартный рекомендуемый максимальный предел мутности, установленный ВОЗ и NDWQS, для питьевой воды составляет 5 нефелометрических единиц мутности (NTU) [2, 17]. Самые низкие значения мутности 0,69 NTU и самые высокие значения 4,6 NTU были обнаружены для образцов 9 (MW) и 2 (Bandar Seri Iskandar (BSI)), соответственно (Таблица 3). Таким образом, минеральная вода, которая должна была быть самой чистой, имела самые низкие значения мутности.Результаты показывают, что мутность всех исследованных образцов была ниже максимального стандартного предела 5 NTU. Также ожидается, что вода из дозатора обратного осмоса будет иметь низкое значение мутности из-за системы фильтрации, которая обеспечивает эффективное удаление нежелательных твердых частиц и организмов из мутной воды.
3.1.4. Общее количество взвешенных твердых веществ (TSS)
Максимальный рекомендуемый предел TSS, установленный NDWQS, составляет 25 мг / л [17]. Значения TSS всех исследованных образцов питьевой воды показаны на Рисунке 2 (d).Наибольшее значение 5 мг / л было обнаружено в пробах воды из района Бату Гаджах (БГ). Однако он все еще намного ниже максимального стандартного предела 25 мг / л. Также было обнаружено, что образцы, собранные в двух других районах, Таман Маджу и Universiti Teknologi PETRONAS, показали очень мало содержания TSS. Это связано с тем, что в точках сбора проб в этих областях были установлены системы фильтрации, прикрепленные к кранам, таким образом удалялись все взвешенные частицы, такие как ил, глина и другие неорганические частицы.Значения TSS для обоих образцов 9 (MW) и 10 (RO) также равны 0, как и ожидалось для этих очищенных вод.
3.1.5. Общее количество растворенных твердых веществ (TDS)
TDS — это неорганические вещества и небольшие количества органических веществ, которые присутствуют в виде раствора в воде. На рис. 2 (е) показаны значения TDS для всех 10 проб питьевой воды. Стандартное или допустимое значение TDS, установленное NDWQS, составляет 1000 мг / л [17]. Все значения, полученные в пробах питьевой воды, находятся в пределах 4% от максимального предела 1000 мг / л.Самые высокие значения TDS 37 мг / л и самые низкие значения TDS 17,8 мг / л соответствуют образцам из IP и MW, соответственно (Таблица 3).
3.2. Анализ тяжелых металлов
Присутствие тяжелых металлов в питьевой воде выше определенной концентрации может оказывать пагубное воздействие на здоровье человека. Следовательно, анализ тяжелых металлов в питьевой воде является важным параметром, и большинство исследований качества питьевой воды включают изучение тяжелых металлов. В настоящем исследовании результаты по тяжелым металлам, таким как Cu, Zn, Mg, Fe, Cd, Pb, Cr, As, Hg и Sn (таблица 4 и рисунок 3) сравниваются с безопасными пределами, установленными ВОЗ и NDWQS. (Таблица 2).
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
По данным Hanaa et al. [39], Cd естественным образом встречается в горных породах и почвах и попадает в воду при контакте с мягкими грунтовыми или поверхностными водами.Более того, он может быть введен красками, пигментами, стабилизаторами пластмасс, горнодобывающими и плавильными операциями и другими промышленными операциями, такими как гальваника и удаление ископаемого топлива, удобрений и удаления осадка сточных вод. Концентрация Cd в образце воды из Троноха (TRO) оказалась самой высокой (0,0006 мг / л) по сравнению с образцами из других мест (рис. 3). Это могло произойти из-за коррозии стальной оцинкованной трубы, которая используется для распределения воды по территории. Эти оцинкованные стальные трубы покрыты цинком, который обычно содержит 1% Cd.Точно так же Cd может поступать из арматуры с кадмиевой пайкой [22]. Других источников Cd нет, так как TRO не находится вблизи промышленных предприятий или свалок отходов. Высокая концентрация Mg (0,5121 мг / л) в образце Batu Gajah (BG) может быть связана с отложениями подземных минералов [5], в то время как значения Mg во всех местах ниже стандартов, установленных ВОЗ и NDWQS [ 2, 17].
Загрязнение Cr, которое, как ожидается, будет происходить из промышленных отходов, не применимо ни к каким отобранным образцам, кроме Ипоха (IP).Даже для IP предприятия расположены в 3 км и не содержат сталелитейных или сталелитейных заводов. Однако его можно найти из-за размыва природных отложений с прилегающих территорий. Немного более высокая концентрация Pb в IP (0,0028 мг / л), чем в других местах, может быть связана с трубопроводом, используемым для системы распределения воды [3, 39], а также с окружающей почвой, которая может содержать более высокое количество Pb, что может вымываться в воду. Незначительные концентрации Hg в образцах могут быть вызваны эрозией естественных отложений, которые имеются в большом количестве в этих жилых районах штата Перак.Другими распространенными источниками Hg могут быть эрозия естественных отложений, сброс отходов нефтеперерабатывающих заводов и связанных с ними заводов, а также сток со свалок и сельскохозяйственных культур [10–13]. ИП расположен недалеко от небольшой промышленной зоны, которая может быть источником ртути, несмотря на возможный источник загрязнения в результате эрозии природных отложений.
Более высокие концентрации As в регионах ИП и Сери Искандар (SI) могут быть связаны с химическими удобрениями, используемыми на окружающих рисовых полях. Meharg et al.[40] сообщили о наличии As в рисовом зерне и почве благодаря химическим удобрениям. Географически ИП расположен рядом с малым и средним промышленным районом Кинта, что может быть причиной более высокой концентрации As в анализируемой пробе. Другими источниками As могут быть эрозия природных отложений, сток с садов, производство полупроводников и сток отходов с заводов по производству стекла и электроники [19–21].
В Малайзии штат Перак был известен как земля полезных ископаемых и добычи олова.Добыча металлов считается вторым по величине источником загрязнения почвы металлами [41]. Сюда входят такие металлы, как Zn, Cu, Pb и Sn. Наибольшая концентрация Sn обнаружена в трех образцах (UTP, TM и TRO) со значением 0,007 мг / л (таблица 4). Эти районы являются бывшими оловянными или близкими к оловодобывающим. Реки, проходящие через районы добычи, могут уносить с собой Sn и As. Не существует максимальной концентрации Sn, установленной ВОЗ и NDWQS (Таблица 2), поскольку он не считается первичным или вторичным загрязнителем для питьевой воды.Металлы могут попадать в воду в процессе обработки. Sn также может выщелачиваться из паяных соединений Sn-Pb [42]. Коррозия и растворение соединения могут быть потенциальным источником выщелачивания Sn, Cd, Zn, Cu и Pb в воду. Неорганический Sn, количественно определяемый в этом исследовании, как известно, имеет низкую опасность для человека и животных. Однако он может быть преобразован во второй по токсичности органический Sn, такой как метилолов, посредством бактериальной реакции [42]. Следовательно, высокая концентрация неорганического Sn также может представлять высокий риск для здоровья, поскольку он может быть преобразован в органический Sn, который может оказывать нейротоксическое действие на человека и животных [43].Можно сделать вывод, что вся вода безопасна для питья, поскольку изученные значения параметров качества питьевой воды намного ниже максимально допустимых пределов.
3.3. Дальнейшая работа
Для подробного анализа качества воды в штате Перак мониторинг и анализ должны проводиться в течение более длительного периода времени. Минимальное время для такого мониторинга должно составлять один год, чтобы получить ряд данных или тенденций, подтверждающих надежность исследования. Стандартизация мест отбора проб также поможет сделать полученные данные более сопоставимыми с научными данными.Исследование может быть проведено для оценки концентрации Sn в организме человека путем анализа мочи или крови в сочетании с оценкой воздействия на здоровье населения в определенных местах, на которое могла повлиять высокая концентрация Sn в питьевой воде. Анализ параметров воды следует анализировать с помощью передовых аналитических методов, таких как масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), в сравнении с FAAS (используемым в текущем исследовании) из-за высоких пределов обнаружения (таблица 5). Помимо химического анализа и анализа тяжелых металлов, следует анализировать микроорганизмы (простейшие паразиты, водоросли, бактерии и вирусы), радионуклиды (радиоактивные материалы, такие как уран) и дезинфицирующие средства с использованием передовых методов, таких как ICP-MS.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Выводы
Значения параметров качества воды, таких как pH, проводимость, мутность, TDS и TSS, из всех проб, взятых из различных жилых и коммерческих помещений. районы штата Перак оказались в пределах рекомендованных ВОЗ и NDWQS.Также были измерены концентрации 10 тяжелых металлов (Cu, Zn, Mg, Fe, Cd, Pb, Cr, As, Hg и Sn), которые оказались значительно ниже стандартных максимальных концентраций. Таким образом, качество питьевой воды из-под крана хорошее в жилых районах Bandar Universiti (BU), Bandar Seri Iskandar (BSI), Siputeh (SIP), Tronoh (TRO), Taman Maju (TM), Batu Gajah (BG), Universiti. Teknologi PETRONAS (UTP) и Ipoh (IP) в Малайзии. Однако также важно исследовать другие потенциальные загрязнения воды, такие как химические вещества, микробные и радиологические материалы в течение более длительного периода времени, включая жидкости человеческого тела, чтобы оценить общее качество воды в штате Перак.
Аббревиатуры и аббревиатуры
| As: | Arsenic | |
| APHA: | Американская ассоциация общественного здравоохранения | |
| ASTM: | Американское общество по тестированию и материалам | |
| BU: | Bandar Universiti | |
| BSI: | Bandar Seri Iskandar | |
| Cd: | Кадмий | |
| FAAS: | Пламенный атомно-абсорбционный спектрометр | |
| Fe: | Железо | |
| Hg: | Ртуть | |
| Pb: | Indma 9027-D 9027-Pb 9027-Pl 9027-Pl 9027 -Масс-спектрометр | |
| IP: | Ipoh | |
| Минеральная вода в бутылках | ||
| Mg: | Магний | |
| NDWQS: | Национальный стандарт качества питьевой воды | |
| PWB: | Perak Water Board | |
| TDS: | Общее количество растворенных твердых веществ | |
| TM: | Taman Maju | |
| TRO: | Tronoh | |
| TSSivers | Uniti | взвешенных веществ Teknologi PETRONAS |
| ВОЗ: | Всемирная организация здравоохранения | |
| Zn: | Цинк. |
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Благодарности
Авторы выражают благодарность отделу химической инженерии Universiti Teknologi PETRONAS за поддержку. Мы также выражаем признательность всем технологам и техническим специалистам Департамента химической инженерии, Водного совета Перака (PWB), Отдела общественного здравоохранения Департамента здравоохранения Перака и Управления исследований и инноваций (RIO) за их постоянную помощь и поддержку.
SL313 / SS525: Примечания по качеству воды: растворенный кислород
Объектив
Цели этого документа — предоставить читателям 1) обзор растворенного кислорода (DO) с химической, физической и экологической точки зрения, 2) краткое изложение некоторых из наиболее распространенных аналитических методов измерения DO, 3) текущее государственные правила для DO в общественных водах Флориды и 4) возможности управления растворенным кислородом в водных системах. В конце этого документа приводится глоссарий терминов, выделенных в тексте жирным шрифтом.
Описание
Рыбы и другие аэробные водные организмы нуждаются в кислороде для жизни и размножения. Для тех, кто не может получить кислород непосредственно из атмосферы, количество растворенного в воде имеет решающее значение. В молекулярном масштабе молекулы DO можно проиллюстрировать как помещающиеся в пространствах между соседними молекулами воды (рис. 1). Растворенный кислород обычно измеряется и указывается в виде концентраций с использованием в качестве единиц измерения либо мг-DO / л воды (мг / л), либо процента насыщения.Процент насыщения означает количество растворенного в воде DO (процентное содержание) по отношению к общему возможному количеству.
Рисунок 1. Молекулярный взгляд на растворенный кислород, занимающий пространство между молекулами воды.Кредит: Крис Уилсон, UF / IFAS
Факторы, влияющие на концентрацию растворенного кислорода в воде
Абиотические факторы
Количество кислорода, которое может быть растворено в воде, зависит от нескольких факторов, включая температуру воды, количество растворенных солей, присутствующих в воде (соленость), и атмосферное давление (таблицы 1 и 2).В относительном масштабе количество кислорода, растворенного в насыщенной воде, будет больше в более холодной воде, чем в более теплой. Более высокая температура воды приводит к усилению молекулярных колебаний, существенно уменьшая пространство, доступное между молекулами воды. Способность воды удерживать DO также уменьшается с увеличением солености. Это является результатом более эффективной конкуренции солей за межмолекулярные пространства из-за их ионных зарядов. Высота также влияет на количество DO в воде из-за разной плотности O 2 , доступной для растворения.Поскольку атмосферный O 2 менее плотен на больших высотах, концентрации насыщенного DO будут ниже, чем в воде на уровне моря, где атмосферный O 2 более плотный.
Кислород попадает в водоемы в основном за счет переноса из атмосферы через границу раздела воздух-вода и, в меньшей степени, под действием фотосинтезирующих организмов (объяснение см. В Биотические факторы, ). Перенос кислорода через поверхность раздела воздух-вода облегчается за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с атмосферой.Площадь поверхности водоема, контактирующего с атмосферой, увеличивается за счет приводимых ветром волн и ряби, а также за счет превращения воды в капли путем разбрызгивания через препятствия или проталкивания через фонтан. Учитывая, что атмосферный перенос является доминирующим механизмом для вливания O 2 в водную систему, соотношение площади поверхности к объему очень важно для установления исходного состояния кислорода для данного водоема. Глубоководные водоемы с относительно небольшой площадью поверхности будут иметь меньше возможностей для переноса O 2 в воду по сравнению с мелководными водоемами с большей площадью поверхности, подверженной воздействию атмосферы.
Биотические факторы
Водные растения и водоросли также вносят растворенный кислород в водоемы в дневное время посредством фотосинтеза. На первом этапе фотосинтеза две молекулы воды (H 2 O) расщепляются на две молекулы водорода (H 2 ) и одну молекулу кислорода (O 2 ); O 2 сбрасывается в воду для подводных фотосинтезирующих организмов. Хотя это действительно представляет собой поступление O 2 в воду, общее влияние на концентрацию DO обычно очень мало или нейтрально, потому что сопоставимые количества DO потребляются этими же организмами ночью через дыхание, когда фотосинтез не происходит активно.Аэробное дыхание потребляет кислород для извлечения энергии из богатых энергией углеродных соединений, необходимой для поддержания жизни, в конечном итоге окисляя углерод до диоксида углерода (CO 2 ) и снижая O 2 до H 2 O. Таким образом, концентрация растворенного кислорода обычно будет самым высоким в середине или конце дня, когда скорость фотосинтеза наиболее высока, и будет достигать самых низких концентраций непосредственно перед восходом солнца на следующее утро из-за потребности в дыхании. Этот образец колебаний называется «суточным кислородным циклом» (рис. 2).
Фигура 2. Концентрации растворенного кислорода самые низкие непосредственно перед восходом солнца и самые высокие, когда скорость фотосинтеза максимальна (то есть, когда солнце находится ближе всего к фотосинтезирующим организмам).Кредит: Крис Уилсон, UF / IFAS
В дополнение к дыхательным потребностям фотосинтезирующих организмов в темноте кислород в системе также потребляется посредством аэробного дыхания другими организмами, включая водных позвоночных и беспозвоночных, а также сообщества бактерий и грибов, участвующих в деградации мертвых растений и животных.Биологическая потребность в кислороде (БПК) — это мера способности DO в водоеме истощиться и, возможно, стать анаэробной из-за биоразложения органического вещества микробными организмами. Учет БПК особенно важен, когда меры управления увеличивают доступный углерод в системе, например, при борьбе с водными сорняками с использованием водных гербицидов. Убитые растения станут источником БПК в системе, поскольку они разлагаются микробными организмами. Еще один косвенный источник БПК в водоем — сток питательных веществ с прилегающих земель и дренажных систем.Обогащение питательными веществами часто приводит к увеличению производства водорослей или их цветению. Как только эти популяции водорослей умрут, БПК значительно увеличится, поскольку микробы их разлагают.
Последствия низких концентраций DO
Требования ДО по поддержанию здоровья и воспроизводства различаются для разных видов рыб и беспозвоночных. Продолжительное воздействие низких уровней DO может не убить организм напрямую, но может значительно повысить его восприимчивость к другим стрессам и болезням окружающей среды.Большинство данных, относящихся к толерантности к низкому содержанию DO, можно получить из аквакультуры; меньше данных доступно для природных систем. Воздействие кислорода менее 2 мг / л в течение одного-четырех дней может убить большую часть биоты в системе, оставив после себя рыб с низкой устойчивостью к DO, дышащих воздухом насекомых и анаэробные (не нуждающиеся в кислороде) бактерии и грибы (микрофлору). . В таблице 3 перечислены зарегистрированные минимальные смертельные концентрации DO для нескольких видов, характерных для естественной среды и аквакультуры. Как правило, смертельные концентрации DO для рыб составляют от 1 до 3 мг / л.На этих уровнях активность рыб минимальна. Для нормального уровня активности концентрации DO выше 3 мг / л обычно кажутся достаточными для многих видов.
Адаптация к условиям с низким DO
Присутствие водных организмов в данном водоеме может не указывать на концентрации DO, подходящие для всех водных организмов. Многие водные организмы (позвоночные и беспозвоночные) нуждаются в разном количестве DO для нормального дыхания. Выживаемость этих организмов снижается, когда концентрации DO снижаются ниже критических уровней для конкретного организма в течение продолжительных периодов времени.Однако это обобщение справедливо не для всех водных организмов. Некоторые виды рыб, такие как гар и боуфин, могут жить в среде с низким содержанием DO, дыша у поверхности. У других видов, таких как рыбы-комары, рты направлены вверх, и они хорошо приспособлены для получения кислорода через поверхность раздела воздух-вода. Кроме того, многие виды рыб могут физиологически адаптироваться к условиям с низким содержанием DO за счет увеличения количества воды, протекающей через их жабры, снижения метаболической потребности в кислороде, а также за счет повышения уровня гемоглобина (кислород-переносящий компонент крови) и гематокрита.За исключением увеличения активности жабр, эти адаптации обычно требуют длительного воздействия низких сублетальных уровней DO. Помимо очевидного присутствия мертвой рыбы, одним из наиболее распространенных симптомов низкого содержания DO в системе до того, как произойдет гибель рыбы, является присутствие рыбы, глотающей воздух у поверхности воды.
Водные беспозвоночные также сильно различаются по тому, где и как они получают кислород. В Таблице 4 перечислены несколько распространенных отрядов водных насекомых и их источники кислорода и дыхательные пути.Некоторые водные насекомые способны получать кислород непосредственно из атмосферы или растений. Концентрация растворенного кислорода в воде не имеет большого значения для этих организмов. У других есть кожные респираторные системы, жабры или гемоглобин, который переносит растворенный кислород из водной толщи в их тела для дыхания. Для этих видов важно количество растворенного в воде кислорода. Кроме того, эти организмы различаются по своим способностям адаптироваться и толерантности к условиям с низким содержанием DO.Многие из личинок хирономид и полихеатных / олигохеатных червей, обитающих в донных отложениях, обычно встречаются в районах с очень низкими концентрациями DO.
Время и методы измерения
Измерения растворенного кислорода особенно полезны, когда впервые обнаруживается погибель рыбы или когда видно, как рыба глотает воздух у поверхности воды. Своевременные измерения этого типа часто необходимы для определения причины смерти (например, недостаток DO по сравнению с отравлением и т. Д.). Помимо помощи в определении причин и следствий, связанных с гибелью рыбы, мониторинг DO часто необходим для управления водными системами для их предполагаемого использования.Концентрации растворенного кислорода, измеренные через определенные промежутки времени, трудно интерпретировать из-за суточного кислородного цикла. По этой причине программа мониторинга DO должна быть адаптирована к индивидуальным потребностям. Поскольку самые низкие уровни DO обычно влияют на то, какие виды могут жить в данном водоеме, может быть интересно определить самые низкие концентрации DO в течение определенного периода времени, проводя измерения до рассвета каждое утро или в течение нескольких утренних периодов. И наоборот, отбор образцов в течение дня даст представление о суточных колебаниях концентраций DO (минимальные, максимальные, средние, средние), которые связаны с фотосинтетической активностью, дыханием и переносом кислорода в атмосфере.Измерения, проведенные в полдень, вероятно, будут представлять наивысшие достижимые концентрации DO в данном водоеме в отношении фотосинтезирующих организмов.
Содержание растворенного кислорода можно измерить несколькими общепринятыми методами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Эти методы включают йодометрический метод или метод титрования Винклера, амперометрические измерения с использованием газопроницаемых мембранных электродов и измерения люминесценции с использованием оптических технологий. Эти методы представлены в следующих разделах.
Йодометрический метод
Описание этого метода было взято из Стандартные методы исследования воды и сточных вод (APHA et al, 1995). При необходимости следует обращаться к этой ссылке для получения более подробной информации. Йодометрический метод может быть одним из самых точных и надежных методов анализа DO. Это метод титрования , основанный на реакции DO с ионами двухвалентного марганца (Mn ++ ). Вкратце, после добавления известного количества растворенных ионов двухвалентного марганца и йодида к известному объему образца, pH повышается путем добавления основания, а затем бутылка закрывается пробкой.Образуется нерастворимый осадок гидроксида марганца. Растворенный кислород, присутствующий в образце, окисляет эквивалентное количество осадка гидроксида марганца, образуя химически разные гидроксиды. Затем образец подкисляется, в результате чего осадок растворяется, высвобождая йодид, изначально использованный в растворе. Количество выделившегося йода затем измеряется титрованием стандартным раствором тиосульфата (Na 2 S 2 O 3 ) и индикатором крахмала.Решение будет синим, пока присутствует I 2 . Когда весь I 2 удален из раствора тиосульфатом, раствор становится прозрачным. Затем объем тиосульфата, использованный для очистки раствора, используется для расчета концентрации DO в образце (1 мл 0,025 М Na 2 S 2 O 3 = 1 мг-DO / л для 200 мл раствора. образец). Концентрацию DO можно также определить непосредственно с помощью абсорбционного спектрофотометра.
Преимущества
Может быть очень точным.
Относительно недорогой (требуются только бюретки для титрования, бутыли для образцов и химикаты)
Доступен в наборах от нескольких производителей.
Недостатки
Невозможно отслеживать DO мгновенно или постоянно.
Больше времени, чем методы мембранных электродов.
Нитриты, железо (двухвалентное и трехвалентное), взвешенные твердые частицы и цвет в образце могут помешать точному измерению.Для устранения этих помех в метод могут быть внесены изменения.
Методы амперометрических мембранных электродов
В методе амперометрического электрода используется погружной электрод с мембранным покрытием, который присоединяется к измерителю, который дает прямые показания в мг / л (миллионных долях, PPM) или в процентах насыщения. В продаже имеется множество мембранных электродов, которые обеспечивают отличный метод измерения содержания растворенного кислорода в сильно загрязненных и / или сильно окрашенных водах, а также в сильных сточных водах.Они особенно полезны в условиях, которые не подходят для использования йодометрических методов и для измерений на месте в полевых условиях. Существуют два основных типа мембранных электродов: полярографические и гальванические. Следующее описание предназначено для наиболее распространенных полярографических моделей.
Сам электрод состоит из физически разделенных металлических анода и катода (Рисунок 3). Раствор электролита обеспечивает связь между ними. Тонкая проницаемая для кислорода мембрана натягивается на датчик, изолируя анод, катод и раствор электролита от окружающей среды, позволяя при этом проникать кислороду.Эта мембрана обычно состоит из полиэтилена или фторуглеродов из-за их относительной прочности и проницаемости для молекулярного кислорода.
Рисунок 3. Типичный мембранный электрод, используемый для измерения растворенного кислорода. Газопроницаемая мембрана покрывает золотой катод и анод. Электрод присоединен к электронному измерителю, который дает прямые показания в мг / л или в процентах насыщения.Когда этот тип измерителя включен, через цепь анод-электролит-катод-измеритель устанавливается фоновый электрический ток.Кислород проходит через мембрану со скоростью, пропорциональной его концентрации в воде. Кислород, прошедший через мембрану, реагирует на катоде, вызывая изменение тока в цепи анод-электролит-катод-измеритель при включении измерителя. Ток зонда (показания) изменяется пропорционально количеству O 2 , диффундирующего через мембрану и реагирующего на катоде. Концентрацию кислорода внутри мембраны можно принять равной нулю, поскольку он легко расходуется на катоде.
Преимущества
Переносной в полевых условиях.
Простота калибровки и использования.
Может мгновенно и непрерывно контролировать концентрацию DO.
Не требует оборудования для отбора проб, бутылок или складских помещений.
Недостатки
Относительно дорого в обслуживании.
Относительно высокие первоначальные затраты.Типичные измерители DO стоят 250 долларов и более.
Сероводородные газы снижают чувствительность мембранных электродов. Частое использование в средах, где эти газы являются обычным явлением, потребует более частой очистки электродов и замены мембран.
Для точных измерений требуется перемешивание, так как потребляется кислород.
На измерения могут повлиять сморщенные, ослабленные и поврежденные мембраны или отклонение калибровки.
Технология электродов оптического датчика
Технология оптических датчиков в последнее время стала более коммерчески доступной и принятой. Эти системы основаны на принципах оптической флуоресценции / люминесценции. Короче говоря, свет определенной длины волны взаимодействует с оптически активными молекулами, которые поглощают световую энергию и становятся молекулярно возбужденными. Когда возбужденные молекулы возвращаются в свое основное состояние, избыточная энергия высвобождается в виде света с большей длиной волны, чем первоначально поглощенная.В этом случае синий свет направлен на оптически активный материал, который, в свою очередь, излучает красный свет, который обнаруживается датчиком в электроде (рис. 4). Количество излучаемого красного света зависит от растворенного кислорода. Излучение красного света уменьшается по мере увеличения концентрации DO в образце. В этих электродах не используются полупроницаемые мембраны.
Рисунок 4. Концептуальная схема электрода DO оптического датчика. Синий свет направляется к оптически чувствительному материалу и взаимодействует с ним, который затем излучает красный свет, который обнаруживается датчиком в корпусе датчика.Излучение красного света уменьшается по мере увеличения количества кислорода, контактирующего с оптически активным материалом.Преимущества
Измерения стабильные.
Полевой переносной.
Простота калибровки, обслуживания и использования.
Может мгновенно и непрерывно контролировать концентрацию DO.
Не требует оборудования для отбора проб, бутылок или складских помещений.
Нет мембран или заполняющих растворов, требующих обслуживания.
Перемешивание не требуется, так как кислород не потребляется.
Нет данных о вмешательстве в естественные водные системы.
Недостатки
Относительно дорого в обслуживании.
Относительно высокие первоначальные затраты. Типичные оптические измерители DO стоят 750 долларов и более.
Опыт работы ограничен из-за недавнего внедрения этой технологии в коммерчески доступные счетчики.
Государственные критерии качества поверхностных вод
Департамент охраны окружающей среды Флориды (FDEP) отвечает за охрану качества воды в государственных поверхностных водных объектах. Критерии порога приемлемости были разработаны для DO с целью сохранения и защиты целевого использования каждого водного объекта и дикой природы. Учитывая разнообразие Флориды (от умеренного до субтропического), штат был разделен на пять биорегионов () на основании сходства в сообществах биологических (водных) организмов с использованием данных мониторинговых исследований (Рисунок 5).Водные объекты в каждом биорегионе содержат похожие группы растений и животных, тогда как сообщества организмов значительно различаются между биорегионами. Выявленные биорегионы включают 1) Панхандл, 2) Биг-Бенд, 3) Северо-восток, 4) Полуостров и 5) Эверглейдс. Критерии нацелены на сохранение, поддержание и / или помощь в восстановлении хорошо сбалансированных сообществ водных растений и животных. Фактические критерии основывались на соотношении между процентом насыщения DO и наличием хорошо сбалансированных водных сообществ, выявленных в результате интенсивных исследований биомониторинга в каждом биорегионе.Критерии DO основаны на проценте насыщения, а не на концентрациях, потому что он учитывает влияние температуры и солености и лучше коррелирует с биометрическими данными, используемыми для разработки критериев. Кроме того, разрешены положения о разработке критериев для конкретных участков для защиты находящихся под угрозой исчезновения и находящихся под угрозой видов, а также для водоемов, которые имеют естественные более низкие фоновые уровни DO, но которые поддерживают их предполагаемое использование и биоту. Более подробную информацию о том, как были получены критерии, можно найти в DEP-SAS-001/10 (март 2013 г.), Документ технической поддержки: Определение критериев растворенного кислорода для защиты жизни в пресных и морских водах Флориды .Назначенные виды использования для каждой классификационной группы поверхностных вод показаны в таблице 5. Ограничения по качеству воды выше для численно более низких классов воды (т. Е. I> II> III> IV> V). Вода, перетекающая из более высокого класса воды (например, класса IV) в более строгий класс (то есть более низкий класс), может потребоваться для соответствия стандартам для более низкого класса. Перечень руководящих принципов FDEP по концентрациям DO в поверхностных водах также приведен в таблице 5.
Рисунок 5. Биорегионы Флориды.Источник: FDEP, 2013 г.
Возможности управления растворенным кислородом
При проектировании и строительстве прудов максимально увеличивайте площадь поверхности, подверженную воздействию атмосферы, и ограничивайте глубину, чтобы облегчить атмосферный перенос и способствовать естественному перемешиванию под действием ветра и волн.
Хотя это не так экологически устойчиво, как естественный перенос из атмосферы, воздуходувки и фонтаны могут использоваться для повышения уровня DO.
Свести к минимуму поступление дополнительной биологической потребности в кислороде в водные системы. Всегда следуйте инструкциям на этикетке гербицида при борьбе с сорняками в водной системе. Если возможно, рассмотрите возможность обработки больших водоемов по частям с течением времени, чтобы предотвратить превращение всего водного объекта в анаэробный, когда растительный материал начинает разлагаться под действием микробов.
Свести к минимуму поступление питательных веществ в водные системы из окружающих земель и дренажных систем, чтобы снизить риски стимулирования цветения водорослей.Ограничение всех питательных веществ может не быть необходимым, поскольку цветение водорослей часто ограничивается одним питательным веществом (обычно азотом или фосфором). Определите лимитирующие питательные вещества и нацелитесь на передовые методы управления, которые сводят к минимуму экспорт этого питательного вещества в водную систему.
Ссылки для получения дополнительной информации
Американская ассоциация общественного здравоохранения (APHA), Американская ассоциация водопроводных сооружений (AWWA) и Федерация водной среды (WEF). Стандартные методы исследования воды и сточных вод .United Book Press, Inc. Балтимор, Мэриленд.
Avault, J. W., Jr. 1996. Основы аквакультуры . AVA Publishing Co. Inc, Батон-Руж, Луизиана.
Бахманн, М., М. Хойер и Д. Кэнфилд, младший, 1999 г. Жизнь у озера . Гейнсвилл: Институт пищевых и сельскохозяйственных наук Университета Флориды.
Департамент охраны окружающей среды Флориды (FDEP). 2013. Документ технической поддержки: Определение критериев растворенного кислорода для защиты водных организмов в пресных и морских водах Флориды (DEP-SAS-001/13).Департамент охраны окружающей среды Флориды, Отдел оценки и восстановления окружающей среды, Таллахасси, Флорида. https://www.flrules.org/gateway/RuleNo.asp?title=SURFACE%20WATER%20QUALITY%20STANDARDS&ID=62-302.533.
Статут Флориды 62-302.530. Критерии классификации поверхностных вод и стандартов качества воды: https://www.flrules.org/gateway/ChapterHome.asp?Chapter=62-302.
Коц, Дж. К. и К. Ф. Перселл. 1987. Химия и химическая реакционная способность .Издательство Saunders College Publishing, Нью-Йорк.
Меррит Р. В. и К. В. Камминс (ред.). 1996. Введение в водных насекомых Северной Америки, (третье издание). Кендалл / Хант Паблишинг Ко., Айв.
Тиммонс, М. Б., Дж. М. Эбелинг, Ф. В. Уитон, С. Т. Саммерфельт и Б. Дж. Винчи. 2002. Системы рециркуляции аквакультуры, (2-е изд.) Cayuga Aqua Ventures, Итака, Нью-Йорк,
Геологическая служба США (USGS). 2006. 6.2 «Растворенный кислород V2.1, «ME Lewis (ed). В национальном полевом руководстве по сбору данных о качестве воды (TWRI Книга 9) water.usgs.gov/owq/FieldManual/Chapter6/6.2_v2.1.pdf, доступ 7 / 16/2013
Yellow Springs Instruments, Inc. (YSI). 1997. Руководство по эксплуатации портативной системы измерения растворенного кислорода и температуры YSI, модель 55 . YSI Inc., Йеллоу-Спрингс, штат Огайо. п. 19.
Глоссарий
Анод —В контексте окислительно-восстановительных реакций электроны образуются на аноде (- вывод), где происходит окисление.
Биорегион —Место, местность или территория, которая составляет естественное экологическое сообщество (dictionary.reference.com).
Катод — В контексте окислительно-восстановительных реакций электроны, образующиеся на аноде, движутся к катоду (+ клемма), где происходит восстановление.
Кожный —кожный, относящийся к коже или влияющий на кожу.
Diel — относится к 24-часовому периоду или циклу.
Электролит — вещество, растворяющееся в воде с образованием электропроводящего раствора (Kotz and Purcell 1987).
Gills —Органы дыхания, присутствующие у многих водных животных. Жабры — это структуры, используемые для передачи растворенного кислорода из воды в организм для аэробного метаболизма.
Гемоглобин — Компонент крови, ответственный за транспорт O 2 от органов дыхательного газообмена к дышащим клеткам и перенос CO 2 от дышащих клеток к органам газообмена.
Беспозвоночное — животные, не имеющие отчетливого хрящевого или костного осевого эндоскелета.
Фотосинтез — Ассимиляция углекислого газа зелеными растениями и пигментированными фотосинтетически активными прокариотами и его преобразование в углеводы с использованием энергии солнца. Это преобразование можно описать следующим уравнением:
6CO 2 + 12 H 2 O + энергия ? C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O
Осадок — нерастворимая соль (Котц и Перселл, 1987).
Дыхание — Метаболический процесс, в котором запасенная энергия высвобождается при окислении восстановленных органических углеродных соединений. Конечными побочными продуктами дыхания часто являются углекислый газ (CO 2 ) и вода (H 2 O).
Титрование — Процедура, используемая для количественного анализа количества вещества посредством практически полной реакции в растворе с реагентом известной концентрации (Kotz and Purcell 1987).
Позвоночное животное —Организм, обладающий отчетливым хрящевым или костным осевым эндоскелетом, состоящим из черепа и позвоночного столба.
Таблицы
Таблица 1.Влияние температуры и солености на концентрацию насыщенного растворенного кислорода (мг / л) в воде. PPT = частей на тысячу (YSI 1997).
Температура ° C / ° F | Соленость | ||
0 PPT | 18 PPT | 36 PPT | |
10/50 | 11.3 | 10,1 | 9,0 |
15/59 | 10,1 | 9,0 | 8,1 |
20/68 | 9,1 | 8,2 | 7,4 |
25/77 | 8.3 | 7,5 | 6,7 |
30/86 | 7,6 | 6,9 | 6,2 |
35/95 | 7,0 | 6,3 | 5,7 |
Влияние температуры и высоты над уровнем моря на концентрацию насыщенного растворенного кислорода в воде (USGS 2006).
Температура ° C / ° F | Высота (футы) | ||
Море | 1000 | 5000 | |
5/41 | 12.7 | 12,3 | 10,5 |
10/50 | 11,3 | 10,9 | 9,3 |
15/59 | 10,1 | 9,7 | 8,3 |
20/68 | 9.1 | 8,8 | 7,5 |
25/77 | 8,3 | 8,0 | 6,8 |
30/86 | 7,6 | -7,3 | -6,2 |
Минимальные концентрации растворенного кислорода для поддержания жизни нескольких водных видов. LC50 — это концентрация, при которой погибает 50% организмов. Данные адаптированы из Avault, Jr. 1996.
Концентрация DO (мг / л) | Организм | Эффект |
1–1.1 | Молодь сома | Смерть |
1-2 | Сом | Сокращение приема пищи |
1,3–1,6 | Форель радужная (6 мес.) | Смерть (LC50) |
1,3–2,5 | Радужная форель (Однолетние) | Смерть (LC50) |
<3.0 | Лосось | Смерть |
0,49–1,1 | Красные болотные раки | Смерть (LC50) |
<0,7 | Коричневые креветки (суб-взрослые особи) | Смерть |
Несколько обычных отрядов водных насекомых и их способы получения и источников кислорода для дыхания (Merritt and Cummins 1996).
Заказать | Дыхательный вариант | Источник кислорода |
Двукрылые, Жесткокрылые, Hemiptera | Бризеры атмосферные. Шпинакли постоянно или периодически контактируют с атмосферой. | Атмосфера |
Жесткокрылые, двукрылые | Сапуны для растений.Дыхальца модифицированы для прокалывания погруженных в воду участков ткани аэренхимы у водно-болотных растений. | Растения |
Жесткокрылые, двукрылые, чешуекрылые | Используйте органы хранения воздуха. Обычно это газовый пузырь, который переносится организмом. | Атмосфера или растворенное вещество |
Coleoptera, Diptera, Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Lepidoptera, Megaloptera, Neuroptera, Tricoptera | Дышите через жабры, физические структуры, которые способствуют переносу O 2 из воды. | Растворенный |
Diptera, Lepidoptera, Plecoptera, Tricoptera | Диффузия O 2 через кутикулу. Из-за потребности в дыхании, практично только для организмов с большим отношением площади поверхности к объему. | Растворенный |
Hemiptera, Diptera | Гемоглобин. Специализированная форма гемоглобина, которая выделяет O 2 при низком внешнем давлении O 2 , например, в воде и грязи с низким содержанием DO. | Атмосфера или растворенное вещество |
Класс поверхностных вод, определенные группы водопользования и критерии растворенного кислорода (DO) для поверхностных вод штата Флорида. Источник: Департамент охраны окружающей среды Флориды; https://www.flrules.org/gateway/RuleNo.asp?title=SURFACE%20WATER%20QUALITY%20STANDARDS&ID=62-302.530.
Класс поверхностных вод | Целевое использование | Государственные критерии |
Критерии преимущественно пресноводного происхождения | ||
Класс I | Снабжение питьевой водой | Не более 10% суточных значений насыщения DO должны быть ниже: -67% в биорегионе Панхандл-Уэст -38% в биорегионе полуострова и Эверглейдс -34% в биорегионе Северо-Восток и Биг-Бенд Примечания: * Среднесуточный уровень DO для озер, рассчитанный по измерениям, проведенным в пределах двух верхних метров на том же участке и в тот же день * Среднесуточный уровень DO для всех других водоемов, рассчитанный по всем измерениям водяного столба, собранным в тот же сайт и в тот же день. |
Класс III: пресная вода | Потребление рыбы, отдых, разведение и поддержание здоровой, сбалансированной популяции рыб и диких животных | |
Ограниченный класс III: пресная вода | Потребление рыбы; отдых или ограниченный отдых; и / или разведение и поддержание ограниченной популяции рыб и диких животных | |
Особые положения по критериям преимущественно пресноводного происхождения | ||
Зона освоения осетровых в Персидском заливе : Суванни, Витлакучи (север), и река Санта-Фе | Уровни DO не должны быть понижены таким образом, чтобы была 90% -ная уверенность в том, что более 50% измерений ниже медианы базового распределения или более 10% среднесуточных значений ниже 10 -го процентиля базовое распределение для соответствующего водного объекта. | |
Зоны использования овальных мидий Pigtoe : Санта-Фе и Нью-Риверс | ||
Зона использования коротконосого и атлантического осетра : Река Сент-Джонс | В течение февраля и марта DO не должен быть менее 53% насыщения. В другое время года применяются критерии DO для преимущественно пресной воды Класса I, пресной воды III и пресной воды с ограничением III. | |
Преимущественно морские критерии | ||
Класс II | Размножение или сбор моллюсков | Минимальные уровни насыщения DO должны быть следующими. -Насыщение DO не должно быть ниже 42% насыщения более чем в 10% измеренных значений. — среднее процентное насыщение DO за 7 дней не должно быть ниже 51% чаще одного раза в любой 12-недельный период — среднее 30-дневное процентное насыщение DO не должно быть ниже 56% чаще одного раза в год. Примечания: * Расчет среднего насыщения DO за 7 дней: минимум 3 полных дня из diel данных, собранных в течение 7-дневного периода, или минимум 10 выборочных проб, собранных в течение не менее 3 дней в течение 7 дней. -дневный период для каждого образца, измеренного с интервалом не менее 4 часов. * Расчет 30-дневного среднего насыщения DO: минимум 3 полных дня сбора данных, по крайней мере, один день данных, собранных в течение трех разных недель 30-дневного периода; или минимум 10 проб, взятых в разные дни в течение 30-дневного периода. * Полный день измерения — это 24 часа измерений, собираемых не реже одного раза в час. |
Класс III: морской | Потребление рыбы, отдых, разведение и поддержание здоровой, сбалансированной популяции рыб и диких животных | |
Ограниченный класс III: морской | Потребление рыбы; отдых или ограниченный отдых; и / или разведение и поддержание ограниченной популяции рыб и диких животных | |
Допустимые исключения из критериев преимущественно пресной и морской воды | ||
Водные объекты с низким естественным насыщением DO | Если установлено, что фоновое насыщение DO в водоеме ниже, чем указанные выше критерии, тогда применимый критерий будет равен 0.На 1 мг / л ниже концентрации DO, связанной с естественным фоновым уровнем насыщения DO. | |
Снижение более чем на 10% ниже естественного фона в преимущественно морских водах | Это разрешено, если будет продемонстрировано, что чувствительные виды не пострадают при использовании стандартных протоколов FDEP (DEP-SAS-001/13). | |
Класс IV | Сельскохозяйственное водоснабжение | В среднем не менее 4.0 мг / л за 24 часа и никогда не должно быть меньше 3,0 мг / л. |
Класс V | Навигация, коммунальное и промышленное использование | Должен быть не менее 0,3 мг / л в 50% случаев на годовой основе для потоков, превышающих или равных 250 кубических футов в секунду, и никогда не должен быть менее 0,1 мг / л. Нормальные дневные и сезонные колебания выше этих уровней должны сохраняться. |
Растворенные минеральные источники и значение
На химический характер подземных вод влияют минералы и газы, вступающие в реакцию с водой при ее относительно медленном прохождении через породы и отложения земной коры.Многие переменные вызывают большие вариации в качество грунтовых вод даже на придомовых территориях. Как правило, содержание минералов в подземных водах увеличивается по мере того, как они проходят через поры и трещины в породах. Вот почему более глубокие и старые воды могут быть высокоминерализованными. В какой-то момент, вода достигает равновесия или баланса, что препятствует растворению дополнительных веществ.
Около 50 свойств подлежат определению, но только некоторые из них должны быть известны, чтобы определить его полезность.Растворенные минералы представлены в нескольких различных единицах измерения. Наиболее распространенная практика — сообщать о растворенных минералах. в частях на миллион (ppm) по весу. Одна м.д. эквивалентна весу одной части растворенного минерала, содержащегося в одном миллионе частей по весу раствора. Некоторые агентства сообщают об анализах в миллиграммах на литр, т.е. эквивалент ppm. Твердость обычно выражается в зернах на галлон. Одно зерно на галлон США равно 17.12 частей на миллион.
Следующие характеристики грунтовых вод дают им определенные преимущества перед поверхностными водами.
- Подземные воды обычно не содержат взвешенных веществ.
- Подземные воды, очень редко содержат патогенные бактерии; как правило, они содержат микробы, обитающие в пласте, если они не загрязнены деятельностью человека (Майкл Дж. Шидерс, Water Systems Engineering Inc., через личное сообщение).
- Подземные воды прозрачны и бесцветны, если они не загрязнены гуминовыми веществами.
- Температура грунтовых вод относительно постоянна и равна средней температуре воздуха над поверхностью земли или превышает ее. Температура может изменяться под воздействием человека.
Представленные данные получены из работы, опубликованной J.H. Крайнер, Э.М.Кушинг и Э. Босуэлл из Геологической службы США (1961 г., Источник и значение растворенных минеральных компонентов и физические свойства природных вод, Учебное пособие Геологической службы США № 1).
Коррозионная активность
Вода, разъедающая металл, считается коррозионной.Это часто приводит к появлению «красной воды», вызванной раствором железа; Однако не вся красная вода является результатом коррозии. Вода из некоторых пластов содержит значительное количество железа в растворе, который при контакте с воздухом легко осаждается и дает эффект красной воды. Кислоты и сильные основания способны вызывать коррозию, а вместе при экстремальном pH они поддерживают электрохимические процессы, вызывающие износ водопроводных труб, паровых котлов и водонагревательного оборудования. Профилактические меры включают контроль этих активных агентов или минимизацию их эффектов и включают поддержание надлежащая стабильность pH в очищенной воде.Контроль электролиза внутри стальных резервуаров и защитное покрытие на металлических поверхностях также используются для защиты от коррозии. Свободный углекислый газ и другие газы обычно удаляются аэрацией и при необходимости нейтрализуется добавлением извести или кальцинированной соды.
На фотографии справа красный цвет железа и обогащение металлов в этом источнике в Колорадо вызван грунтовыми водами. контактирует с природными минералами, присутствующими в результате древней вулканической активности в этом районе. Фотография любезно предоставлена USGS.
Марганец
Растворенный в некоторых породах и почвах и не столь распространенный, как железо, марганец (химический символ Mn) имеет многие из тех же нежелательных свойств, что и железо. Окисленная форма марганца вызывает темно-коричневые или черные пятна. Большое количество марганца обычно ассоциируется с высоким содержанием железа и кислой водой.
Кальций и магний
Растворены практически во всех твердых телах и горных породах, но особенно в известняке, доломите и гипсе, обнаружены кальций (Ca) и магний (Mg). в больших количествах в некоторых рассолах.В морской воде магний присутствует в больших количествах. Это обуславливает большую часть жесткости и накипеобразования воды. Вода с низким содержанием кальция и магния желательна при гальванике, дублении, крашении и в текстильном производстве. Кальций и магний являются основной причиной образования накипи в бойлерах, водонагревателях и трубах, а также нежелательного творога в присутствии мыла. Эти минеральные компоненты и твердость значительно влияют на ценность воды для общественного и промышленного использования.
Натрий и калий
Растворенные практически во всех породах и почвах, натрий (Na) и калий (K) также содержатся в древних рассолах, морской воде, некоторых промышленных рассолах и сточных водах. Большие количества (500 ppm и более) в сочетании с хлоридом придают соленый вкус. Высокое содержание натрия содержание обычно ограничивает использование воды для орошения. Соли натрия (50 ppm и более) могут вызывать пенообразование в паровых котлах. Соединения натрия и калия широко распространены в природе и хорошо растворимы в воде.Некоторые грунтовые воды с умеренным содержанием количества растворенного материала могут, проходя через натрий- и калийсодержащие горные породы, претерпевать основной обмен и становиться мягкими на больших глубинах.
Бикарбонат и карбонат
Образуются под действием диоксида углерода в воде на карбонатные породы, такие как известняк и доломит, бикарбонат (HCO 3 — ) и карбонат (CO 3 -2 ) образуют щелочной среда. Бикарбонаты кальция и магния разлагаются в паровых котлах и водогрейных. установки для образования накипи и выделения агрессивного углекислого газа.В сочетании с кальцием и магнием они вызывают карбонатную жесткость. Бикарбонат не имеет большого значения в государственных поставках, за исключением больших количеств, которые влияют на вкус. или где щелочность влияет на коррозионную активность воды.
Температура
Температура Земли или химическая реакция влияют на пригодность воды для многих целей. Большинству пользователей нужна вода равномерно низкой температуры. В целом, температура неглубоких подземных вод подвержена сезонным колебаниям, тогда как температура грунтовых вод с умеренных глубин остается около или немного выше среднегодовой температуры воздуха в данной местности.В глубоких колодцах температура воды обычно увеличивается на 1 ° F на каждые 60–100 футов глубины.
Сульфат
Сульфаты (SO 4 -2 ) растворяются из горных пород, содержащих гипс, сульфиды железа и другие соединения серы. Обычно присутствующие в шахтных водах и некоторых промышленных отходах, большие количества оказывают слабительное действие на некоторых людей и, в сочетании с другими ионами, придают горьковатый привкус. Сульфат в воде, содержащей кальций, образует твердую накипь в паровых котлах.
Хлорид
Хлориды (Cl — ) растворяются из горных пород и почв. Присутствует в сточных водах и обнаруживается в больших количествах в древних рассолах, морской воде и промышленных рассолах, большие количества увеличивают коррозионную активность воды и, в сочетании с натрием, дают «соленый» вкус. Хлориды кальция, магния, натрия и калия легко растворимы. Дренаж из соляных источников и сточных вод, нефтяных месторождений и других промышленных отходов может привести к увеличению количества хлоридов в ручьях и резервуарах подземных вод.Небольшие количества хлорида мало влияют на использование воды. Хлорид натрия придает соленый вкус, который может быть обнаружен, когда содержание хлорида превышает 100 ppm, хотя в некоторых водах 500 ppm могут быть незаметны. Хлориды в высоких концентрациях представляют опасность для здоровья детей и других молодых млекопитающих.
Алюминий
Алюминий (Al) получают из бокситов и других глин. Хотя алюминий присутствует во многих породах, он плохо растворяется и легко выпадает в осадок.Нет никаких доказательств того, что это влияет на использование воды для большинства целей. Кислая вода (низкий pH) часто содержит большее количество алюминия. Такая вода проблематична для подачи в котел из-за образования накипи.
Кремнезем
Растворенный практически во всех породах и почвах кремнезем (SiO 2 ) обычно содержится в небольших количествах от 1 до 30 частей на миллион. Более высокие концентрации обычно встречаются в сильно щелочной воде. Кремнезем образует твердую накипь в трубах и котлах. Перенесены В паре котлов высокого давления кремнезем образует вредные отложения на тонко сбалансированных лопатках паровых турбин.Кремнезем также препятствует разрушению умягчителей воды цеолитного типа, но не влияет на воду для бытовых нужд. Грунтовые воды обычно содержит больше кремнезема, чем поверхностная вода.
Железо
Чрезвычайно распространенное железо (Fe) растворено практически во всех породах и почвах. Вода с низким pH имеет тенденцию к коррозии и может растворять железо в нежелательных количествах из труб, насосов и другого оборудования. От более 1 до 2 частей на миллион растворимых железо в поверхностных водах обычно указывает на присутствие кислотных отходов из шахтного дренажа или других источников.Более 0,3 промилле окрашивает белье и посуду в красновато-коричневый цвет. Не подходит для пищевой промышленности, напитков, окрашивания, отбеливания, Производство льда, пивоварение и другие процессы, умеренно большие количества вызывают неприятный вкус и способствуют росту железобактерий в условиях небольшого окисления и типичных температурах грунтовых вод. При контакте с воздухом железо в подземных водах легко окисляется и образует красновато-коричневый осадок. Железо можно удалить окислением, осаждением и тонкой фильтрацией или осаждением во время удаления жесткости ионным обменом (не рекомендуется).
Нитрат
Источниками нитратов (NO 3 — ) являются разлагающиеся органические вещества, бобовые растения, сточные воды, нитратные удобрения и нитраты в почве. Нитраты стимулируют рост водорослей и других организмов, вызывающих нежелательный привкус и запах. Концентрации намного больше, чем среднее местное значение может указывать на загрязнение. Нитраты в воде могут указывать на сточные воды или другие органические вещества. В количествах менее 5 частей на миллион нитрат не влияет на ценность воды для обычных целей.
Растворенные твердые вещества
В основном «растворенные твердые вещества» — это совокупное качество минеральных компонентов, растворенных в горных породах и почвах, включая любые органические вещества и некоторое количество кристаллизационной воды. Вода, содержащая более 1000 частей на миллион растворенных твердых веществ, не подходит для многих целей. Количество и характер растворенных твердых веществ зависят от растворимости и типа горных пород, с которыми вода контактировала. На вкус воды часто влияет количество растворенных твердых веществ.
Жесткость по карбонатам магния и кальция
В большинстве случаев жесткость воды почти полностью обусловлена карбонатами кальция и магния. Все катионы металлов, кроме щелочных металлов, откладывают мыльный творог на ваннах. Жесткая вода образует накипь в котлах, водонагревателях и трубах. Эквивалент твердости жесткость бикарбоната и карбоната называется карбонатной или «временной», потому что ее можно удалить кипячением. Любая твердость, превышающая это значение, называется некарбонатной или «постоянной» твердостью.Некарбонатная твердость обусловлена сочетанием кальция и магния с сульфатом, хлоридом и нитратом. Окалина, вызванная карбонатной жесткостью, обычно пористая и легко удаляется, но накипь, вызванная некарбонатной твердостью, трудно удалить. Твердость обычно определяется в воды увеличенным количеством мыла или моющего средства, необходимого для образования постоянной пены. По мере увеличения твердости резко возрастает расход мыла, и образуется нежелательный творог. При развитии водоснабжения жесткость является одним из самых важных факторов. важные факторы, которые необходимо учитывать.Обычно мягкой считается вода с жесткостью до 60 ppm; 61–120 частей на миллион — умеренно жесткие, от 121 до 180 частей на миллион — жесткие и более 180 частей на миллион — очень жесткие.
Мутность
Мутность воды связана с взвешенными веществами, такими как глина, ил, мелкие фрагменты органического вещества и подобные материалы. Это появляется как эффект мутности в воде, и только по этой причине он нежелателен для бытовых и многих промышленных систем водоснабжения. Отфильтрованная вода не имеет заметной мутности. Нефильтрованные расходные материалы, в том числе те, которые содержат достаточно железа для заметного осадки при контакте с воздухом могут помутнеть.В системах поверхностного водоснабжения мутность обычно является более изменчивой величиной, чем растворенные твердые вещества.
Фото любезно предоставлено NCDFR.
Цвет
Цвет означает внешний вид воды, не содержащей взвешенных веществ. Это почти полностью результат извлечения красящих веществ и разлагающихся органических материалов, таких как корни и листья, в поверхностных водах или в земле. Естественный цвет 10 единиц или меньше обычно остается незамеченным и даже в больших количествах безвреден в питьевой воде.Однако использование цвета во многих промышленных целях нежелательно. Его можно удалить из воды путем коагуляции, осаждения и фильтрация активированным углем.
Фторид
Растворяется в небольших или незначительных количествах в большинстве горных пород и почв, таких как плавиковый шпат и криолит, фторид (Fl) в питьевой воде, как было показано, снижает частоту возникновения кариеса при употреблении воды в детском периоде. кальцификации зубной эмали. Однако это может вызвать пятнистость на зубах в зависимости от концентрации фтора, возраста ребенка, количества потребляемой питьевой воды и индивидуальной восприимчивости.
Реакции с минералами пласта
Небольшое количество минералов составляет почти всю массу водоносных горизонтов песчаника. Средний песчаник, как определено Ф. В. Кларком (1924, Данные геохимии, пятое изд., USGS Bulletin 770), состоит из 66,8% кремнезема (в основном кварца), 11,5%. процентов полевого шпата, 11,1 процента карбонатных минералов, 6,6 процента слюды и глин, 1,8 процента оксидов железа и 2,2 процента других минералов. Известняковые и доломитовые водоносные горизонты в основном состоят из карбоната кальция и карбоната кальция и магния соответственно. но нечистые могут содержать до 50 процентов некарбонатных компонентов, таких как кремнезем и глинистые минералы.
Кварц, основной компонент песчаников, является наименее химически активным из обычных минералов и для всех практических целей может считаться инертным, за исключением сильно щелочных растворов (Roedder, E., 1959, Physics and Chemistry of the Earth 3) . Было продемонстрировано, что глины реагируют с высокоосновными или высококислотными растворами.
Глинистые минералы — обычные составляющие осадочных пород. Roedder (1959) заявил, что песчаники, содержащие менее 0,1% глинистых минералов, могут не существовать где-либо в Соединенных Штатах, за исключением, возможно, небольших залежей исключительно чистого стекла. песок.Известно, что глинистые минералы снижают проницаемость песчаника для воды по сравнению с его проницаемостью для воздуха (Johnston, N., and C.M. Beeson, 1945, Водопроницаемость песков коллектора, Petroleum Development and Technology, in Transactions Американского института инженеров горного дела и металлургии 160: 43-55; Баптист, О.К., и С.А.Свини, 1955, Влияние глин на проницаемость пластовых песков для различной соленой воды, Отчет об исследованиях Бюро горнодобывающей промышленности 5180; Лэнд, С.С., Баптист А., 1965, Влияние гидратации монтмориллонита на проницаемость водочувствительных пород-коллекторов, Журнал нефтяных технологий, октябрь). Степень снижения водопроницаемости по сравнению с Креститель и Суини называют воздух чувствительностью песчаника к воде.
Приведенная выше информация в значительной степени взята из главы 23 публикации NGWA Press, 1999 г.,
Гидрология подземных вод для подрядчиков по производству скважин на воду.Что такое TDS в воде и почему это важно? — Svalbari Polar Iceberg Water
При сравнении и обсуждении бутилированной воды TDS часто упоминается как стандартный показатель качества.TDS означает «общее количество растворенных твердых веществ» и измеряет минералы, соли и органические соединения, которые растворяются в воде естественным образом при контакте с камнями и другими поверхностями. Он измеряется в миллиграммах на литр.
Являясь популярной темой, в которой бренды, ученые и потребители имеют собственное восприятие и мнение о минеральной воде, это основной обзор того, как понять уровни TDS в питьевой воде.
Содержание
* TDS: мера содержания минералов в воде
* Почему важен уровень TDS в воде?
* Как измеряется TDS?
* Какие минералы содержатся в воде?
* Как минералы попадают в воду?
* Примеры источников с высоким и низким TDS
* Разница между водой с высоким TDS и жесткой водой
* Существует ли опасный уровень TDS в питьевой воде?
* Является ли вода с высоким содержанием минералов более полезной для здоровья?
* Заключение
TDS: мера содержания минералов в водеTotal Dissolved Solids (TDS) измеряет концентрацию всех неорганических и органических элементов, растворенных в воде.Уровень TDS покажет вам, насколько минерализована ваша вода, но не покажет, какие именно минералы она содержит. Наиболее часто используемая единица измерения TDS — миллиграммы на литр (мг / л) и является выражением фактической массы минералов, растворенных в литре воды. Минералы — это то, что придает воде особый вкус и вкусовые качества.
Вода — это не просто вода. С разным содержанием минералов они могут быть очень разными на вкус и ощущения. Есть огромные различия в брендах.Например, у Hildon TDS составляет 312 мг / л, у Vidago — 2900 мг / л, а у Svalbardi — только 21 мг / л.Растворенные газы, такие как азот, кислород и углекислый газ, обычно присутствуют в подземных водах и атмосфере. Все это может внести значительный вклад в характер бутилированной воды. Однако TDS измеряет не растворенные газы, а только растворенные твердые вещества.
Использование фильтра для воды обычно не снижает уровень TDS. Исключение составляет система фильтрации воды с обратным осмосом (RO).Такая система пропускает воду через очень тонкую мембрану, достаточно плотную даже для опреснения морской воды.
[В начало]
Почему важен уровень TDS в воде?TDS влияет на вкус воды или вещей, с которыми она смешана, например, коктейля. Это также может повлиять на ваше здоровье и систему трубопроводов в вашем доме.
- Вкус и ощущение во рту: В зависимости от типа растворенных твердых веществ высокие уровни TDS часто вызывают горький, соленый или даже серный вкус или запах.Приготовление пищи или заваривание чая / кофе с повышенным содержанием минеральной воды обычно влияет на конечный результат. Ощущение во рту относится к физическим ощущениям, которые вы испытываете во рту, когда пьете. Например, кремнезем сильно влияет на текстуру воды, придавая ей ощущение «скользкости». Чтобы узнать, какие именно минералы содержит каждая вода, вам нужно будет прочитать этикетку на бутылке или использовать химический тестовый набор.
- Гастрономический опыт: При смешивании воды с едой или другими напитками знание уровня TDS поможет вам найти идеальную воду, которая улучшит ваши вкусовые ощущения.Например, идеальная пара для виски — это вода со сверхнизким содержанием TDS, которая не загрязняет нюансы спиртного. Вода с низким содержанием TDS также хорошо сочетается с легкими продуктами, поскольку они придают блеск аромату блюда. Когда вы едите красное мясо, газированная вода с солеными тонами (обычно с высоким TDS) будет лучше сочетаться, поскольку минеральная вода имеет вес и дополнит доминирующий вкус блюда.
- Питание и здоровье: Хотя некоторые вещества, такие как свинец или медь, опасны для здоровья, другие необходимы в умеренных количествах для нормального функционирования организма. Минералы, такие как магний и кальций, могут быть полезны тем, кто не может соблюдать сбалансированную диету. Низкая концентрация TDS не вредна, она просто не добавляет минералов в рацион. Он по-прежнему обладает теми же увлажняющими свойствами, что и любая вода.
- Pipes & Home: Повышенные уровни, в частности, кальция и магния могут привести к жесткости воды, которая может накапливаться в трубах и накапливаться в раковинах, ваннах, бассейнах и кранах.Жесткая вода также может испачкать кран, душ и туалеты. Например, если в вашей водопроводной воде очень много кальция, это может вызвать засорение или ржавчину в трубах или поломку отопительного оборудования. Железо с концентрацией более 0,3 мг / л оставляет пятна на белье и сантехнике.
[В начало]
Как измеряется TDS?Для измерения общего содержания растворенных твердых веществ в домашних условиях вы можете использовать измеритель TDS, который измеряет проводимость воды. Электропроводность определяет, насколько хорошо вода переносит электрический заряд.Дистиллированная вода без каких-либо минералов не проводит электричество, и ее показатель TDS равен 0. Чем больше минералов присутствует в воде, тем больше электричества она проводит. При измерении при стандартной температуре 25 ° C результат измерения электропроводности может быть преобразован в миллиграммы минералов на литр-эквивалент. Большинство портативных измерителей дадут вам результаты либо в терминах проводимости, либо в терминах TDS.
В лаборатории стандартным методом измерения TDS является взвешивание минералов, оставшихся после удаления воды испарением.Жидкость выпаривают при 104 ° C / 219 ° F, а затем оставшееся сухое вещество помещают в печь при 180 ° C / 356 ° F для дальнейшего удаления влаги из минерального остатка. Оставшиеся миллиграммы материала на литр взвешиваются, как и количество TDS. Несмотря на потенциальную потерю твердых частиц, температура 180 ° C является хорошим компромиссом между полным удалением воды и минимизацией потерь сухого материала.
Типичный портативный измеритель TDS[В начало]
Какие минералы можно найти в воде?Минералы, входящие в состав TDS той или иной воды, по-разному влияют на вкус и ощущение во рту, а также могут повлиять на здоровье.
Основные ионы — наиболее часто встречающиеся минералы, растворенные в воде, и составляют не менее 90% TDS. Наиболее распространенные минералы:
Минерал | Эффект | Рекомендуемая ВОЗ сумма * |
Кальций (Ca) | Помогает поддерживать крепкие кости и здоровье зубов. Служит сигналом для жизненно важных физиологических процессов, включая сокращение сосудов, свертывание крови, сокращение мышц и нервную передачу.Вода становится меловой или молочной. | Нормативное значение отсутствует ** |
Магний (Mg) | Помогает преобразовать сахар в крови в энергию. Предварительные научные исследования показывают, что это может помочь снизить стресс. Он также участвует в синтезе белков и нуклеиновых кислот и необходим для нормального тонуса сосудов и чувствительности к инсулину. Горько-металлический привкус. | Нормативное значение отсутствует |
Натрий (Na) | Способствует правильному функционированию нервов и мышц.Создает узнаваемый соленый вкус. | <200 мг / л |
Калий (К) | Может помочь снизить кровяное давление, противодействуя воздействию натрия. Может снизить риск остеопороза и камней в почках. Незаменим для регулирования мышечных сокращений и поддержания нормальной функции нервов. Может оставить металлическую горечь. | 3000 мг / л (редко встречается в питьевой воде в концентрациях, которые могут быть опасны для здоровья) |
Бикарбонат (HCO3) | Жизненно важен для буферной системы pH в организме.Также придает соленый вкус. | <500 мг / л |
Хлорид (Cl) | Помогает поддерживать баланс pH и передачу нервных импульсов. Для нормального функционирования клеток требуется небольшое количество хлоридов. Соленый вкус. | <250 мг / л |
Сульфат (SO4) | Может оказывать слабительное действие более 1000 мг / л. Соленые и горькие тона. | <250 мг / л |
Нитраты (NO3) | Может нарушать способность красных кровяных телец переносить кислород.Безвкусный в воде. | <50 мг / л |
Кремнезем (SiO4) | Способствует здоровью кожи, волос и ногтей, поскольку является ключевым ингредиентом в создании коллагена. Придает ощущение «скользкости» во рту. | Нет данных |
Железо (Fe) | Необходим для работы печени. Может окрашивать воду в красный / коричневый цвет. Неприятный металлический привкус . | Нормативное значение отсутствует |
Цинк (Zn) | Важен для иммунной системы.Безвкусный, если у вас дефицит цинка, но металлический, если в вашем рационе достаточно. | 3 мг / л |
Общее количество растворенных твердых веществ (TDS) | Все минералы растворены в воде. | 1000 мг / л |
Следующие микроэлементы являются примерами минералов с фиксированными максимальными пределами, часто устанавливаемыми национальными властями, которые в случае превышения могут представлять опасность для здоровья:
Минерал | Эффект | Рекомендуемая ВОЗ сумма * |
Медь (Cu) | Вызывает сильные боли в животе. | <1,0 мг / л |
Бромид (Br) | Способность окисляться до токсичного бромата. | Нет данных |
Ртуть (Hg) | Вызывает поражение почек. | <0,001 мг / л |
Свинец (Pb) | Риск отравления свинцом. Часто это результат старых ржавых водопроводных труб. | <0,01 мг / л |
Фториды (F) | Чрезмерно высокое потребление может вызвать флюороз скелета и, возможно, увеличить риск перелома костей. В очень небольших количествах 0,5 — 1,0 мг / л он может положительно повлиять на здоровье зубов. | <5,0 мг / л |
Мышьяк (As) | Высокий уровень повышает риск рака. | <0.01 мг / л |
Нитриты (NO2) | Может вызвать отравление нитритами. Окисляет железный компонент красных кровяных телец (гемоглобин), делая их неспособными переносить кислород. | <3 мг / л |
Другие микроэлементы могут появиться из-за загрязнения воздуха, промышленных утечек или ржавых трубопроводов.
* В таблице используется аспект приемлемости (не связанный со здоровьем) Стандартов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) на питьевую воду.Обратите внимание, что рекомендуемая суточная доза каждого элемента устанавливается на национальном и международном уровнях и может варьироваться от страны к стране.
** Нет нормативного значения: при избыточном всасывании у большинства здоровых людей избыток выводится почками.
Как минералы попадают в воду?Большинство вод, таких как талая вода, артезианская, озерная, родниковая или ледниковая, прошли через какие-либо слои почвы. По мере того, как дождевая или талая вода протекает через землю, она постепенно приобретает химическую окраску слоев горных пород и глины.Вода — эффективный растворитель («универсальный растворитель»), и при достаточном количестве времени растворяет большинство природных минералов.
Упрощенная иллюстрация того, как вещества попадают в воду. Графика из BE WTR.В зависимости от местной геологии и слоев почвы вода будет собирать различные смеси минералов из областей, через которые она протекает. Какие минералы растворяются при перемещении, зависит от многих факторов, в том числе от конкретной геологии слоев земли, через которые он проходит, давления и пористости породы.
Чем дольше вода фильтруется через почву и камни, тем больше минералов она впитывает. Подземные воды могут продолжать химически эволюционировать после многих тысяч лет существования под землей.
Хотя большинство минералов всасываются естественным путем, некоторые из них могут быть получены в результате деятельности человека. Это особенно верно в отношении тяжелых металлов, а также других вредных веществ и химикатов, не измеряемых в TDS. Это может быть сельскохозяйственный сток или городской сток в результате промышленной деятельности в достаточно высокой концентрации, которая также может нанести вред водным организмам.
Примеры источников воды с высоким и низким TDSВода, которая не дренировалась естественным путем — например, из айсбергов или дождя — обычно имеет более низкие уровни TDS, чем вода из источников или артезианских скважин.
Это связано с тремя основными факторами:
- Насколько обильны минералы в геологических пластах,
- Насколько легко эти минералы растворяются в воде.
- Как долго вода находится в контакте с геологическим минеральным источником.
Чем выше по направлению к поверхности течет вода, тем ниже TDS, поскольку минералы в поверхностных почвах часто вымываются из-за повторяющихся осадков и стока, хотя это далеко не равномерно. Например, неглубокие источники, которые проходят через известняк, могут иметь высокий TDS. А более глубокие источники, которые проходят через плотные породы, такие как гранит, выщелачивают очень мало минералов, могут иметь низкий TDS.
Общество тонкой воды разделило воду на следующие группы минералов в соответствии с уровнем TDS:
- Супернизкий: 0-50 мг / л
- Низкий: 50-250 мг / л
- Среда: 250-800 мг / л
- Высокий: 800-1500 мг / л
- Очень высокий: более 1500 мг / л
Однако юридические и нормативные определения различаются в разных странах мира.Пресная вода обычно составляет менее 1000 мг / л, в то время как морская вода начинается с 10 000 и достигает 35 000 мг / л.
Марки воды с очень высоким уровнем TDSБренд воды | Страна | Источник | TDS |
Три пролета | Австралия | Пружина | 1300 мг / л (неподвижный) |
Герольштайнер | Германия | Вулканический источник | 2527 мг / л (игристое) |
Виши каталонский | Испания | Горячий источник | 3052 мг / л (игристое) |
ROI | Словения | Пружина | 7400 мг / л (игристое) |
Как и в винном мире, термин терруар очень хорошо применим к воде.В обоих случаях он описывает факторы окружающей среды, которые влияют на вкус и другие уникальные характеристики продукта. Некоторые из самых богатых минеральных источников — это горячие источники и источники рядом с богатыми минералами вулканическими пластами. Например, Vichy Catalan получают из источника с температурой 60 ° C / 140 ° F в каталонском регионе Испании, где он приобретает не только чрезвычайно высокий уровень минеральных веществ, но и естественную карбонизацию. Рентабельность инвестиций из Словении достигается за счет чрезвычайно богатого магнием источника, что дает ему TDS 7400 и сильно металлический, сложный и соленый вкус
.Есть множество интересных брендов с высокими TDS на выбор.Фото из Punchdrink.
Воды с высоким TDS почти всегда сверкают именно потому, что они часто происходят из регионов с прошлой или текущей вулканической активностью. Это создает источники, богатые не только бикарбонатом, кальцием и магнием, но и естественную карбонизацию из-за остывшей магмы, выделяющей угольную кислоту в воду. Если количество углекислоты больше, чем вода может поглотить с учетом температуры и давления конкретной пружины, углекислый газ (CO2) будет растворяться.В регионах без этих характеристик обычно нет почвы, достаточно богатой минералами, чтобы вызвать очень высокие уровни TDS.
Редкая негазированная вода с высоким содержанием TDS — это Three Bays с австралийского полуострова Морнингтон. Он проводит 2000 лет, путешествуя по красной почве, богатой 23 различными полезными минералами. Даже это дает только уровень TDS 1300, буквально долю многих газированных вод. Хотя разнообразие минералов в Three Bays действительно придает ему удивительно богатый сливочный вкус и ощущение во рту.
Марки воды с очень низким уровнем TDSБренд воды | Страна | Источник | TDS |
Isbre | Норвегия | Пружина пластовая гранитная | 4 мг / л (неподвижный) |
Свальбарджи | Свальбард | Айсберг | 21 мг / л (неподвижный) |
Облачный сок | Австралия | Дождевая вода | 45 мг / л (неподвижный) |
Как уже упоминалось, бренды с самым низким уровнем TDS обычно поступают из источников, которые никогда не касались земли или проходили только через землю, которая не выщелачивает минералы, такие как гранит.
Вода айсберга состоит из кусочков льда, которые отколовываются от наземных ледников (хотя поверхность ледника часто нависает над морем) и плавают в море, пока не тают и не исчезнут навсегда. После сбора они обычно хранятся в замороженном виде незадолго до розлива в бутылки, после чего их быстро смывают, плавят и помещают в герметичный резервуар для хранения. Это гарантирует отсутствие контакта с какими-либо геологическими пластами, где вода может собирать минералы или наземные загрязнители. Пока айсберги собираются с внутренней части ледника, которая никогда не царапается по земле, вода сохраняет ту чистоту, которая была у нее, когда она впервые упала в виде снега тысячи лет назад.
Свальбарджи — это пример воды со сверхнизким уровнем TDS.Поскольку вода «Айсберг» почти не содержит минералов, разница во вкусе становится очевидной при сравнении с любой богатой минералами водой. Низкий TDS и присутствие естественно растворенных атмосферных газов — это именно то, что создает уникальный, легкий, как воздух, вкус айсбергской воды.
Дождевая вода — еще один источник с низким TDS, поскольку дождь падает прямо с неба в сборный резервуар, не проходя через слои богатой минералами почвы перед розливом в бутылки.Однако дождевая вода из прибрежных районов может иметь немного более высокий уровень натрия из-за местного испарения морской воды, даже если она не будет вкусной. Дождевая вода мягкая и обычно слегка кислая из-за поглощения естественного атмосферного углекислого газа. Мраморная крошка (карбонат кальция) иногда добавляется в резервуары для хранения дождевой воды, что способствует поглощению кальция и предотвращению коррозии.
Облачный сок King Island из Австралии — изготовлен из дождевой воды.Поверхностные воды , поступающие из рек или озер, питаемых атмосферными осадками или прямым ледниковым стоком (в отличие от источников), часто имеют очень низкий уровень TDS, поскольку они не проводят много времени в контакте с землей.Хотя их потенциальное воздействие бактерий и наземных загрязнителей создает совершенно другой набор проблем.
Некоторые отмечают, что дистиллированная вода также имеет сверхнизкий уровень TDS (фактически нулевой) и, следовательно, предполагают, что она будет иметь такой же вкус, как айсберг или дождевая вода. Это не так, потому что, в отличие от дистиллированной воды, эти естественные источники происходят из осадков, которые поглощают воздух, содержащий азот и кислород. Это дает свежий вкус, очень отличный от плоского лабораторного вкуса дистиллированной воды.Дистиллированная вода обрабатывается на заводе и производится путем кипячения до испарения, а затем конденсации обратно в жидкую форму без всех минералов и растворенных газов.
Некоторые разливочные машины также добавляют минералы вручную, но они не могут быть помечены как природная минеральная вода (NMW) в большинстве стран из-за строгих правил, гарантирующих, что NMW разливается в бутылки в неизмененном виде.
Разница между TDS и твердостью Жесткостьи TDS — это не одно и то же, поскольку вода может иметь высокие уровни TDS, но не относится к категории жестких.Жесткость конкретно определяется как количество солей кальция и магния в воде, обычно в форме бикарбонатов, хлоридов и сульфатов. С другой стороны, TDS измеряет общее количество всех минеральных элементов, а не только кальция и магния.
Жесткость иногда измеряют по способности воды реагировать с мылом. Для образования пены в жесткой воде требуется значительно больше мыла. Самый распространенный способ расчета жесткости — это измерение количества кальция и магния.
Пример пятен от жесткой воды. Фото с сайта Reddit Plumbing .Жесткая вода может образовывать накипь на оборудовании, которое нагревает воду, например в котлах и котлах. Со временем они будут накапливаться и в конечном итоге сломать оборудование. Если у вас жесткая вода, и вы хотите избежать образования накипи в трубах и поломки кухонного оборудования, рекомендуется использовать смягчитель воды.
Существует ли опасный уровень TDS в питьевой воде?TDS не измеряет пользу для здоровья, это просто измерение общего содержания минералов.Конкретные минералы, содержащиеся в воде, определяют ее безопасность или вред. Есть минералы, которые помогают поддерживать здоровье тела, а есть другие, которые — в зависимости от концентрации — могут причинить вред или даже отравить человека.
Продолжаются дискуссии о пользе для здоровья экстремальных уровней TDS. Однако достоверных исследований по этой теме мало.
Инженер-эколог Эндрю Велтон из Университета Пердью советует не пить дистиллированную воду с уровнем TDS 0 мг / л, поскольку минералы из зубов могут вымываться в воду, лишенную минералов.Это утверждение не подтверждено какими-либо исследованиями. Тем не менее, питьевая дистиллированная вода обычно не является предпочтительной, так как она имеет плоский «лабораторный» вкус.
Является ли вода с высоким содержанием минералов более полезной для здоровья?Человеческому организму необходимы определенные минералы, чтобы строить крепкие кости и зубы и превращать пищу в энергию. Потребление минералов с питьевой водой может принести пользу тем, кто не может соблюдать сбалансированную диету. Но для большинства людей достаточно разнообразного питания, чтобы получить необходимые минералы.
Можно пить воду с низким TDS, не беспокоясь о чрезмерном потреблении натрия.Хотя общепризнано, что натрий необходим для жизни человека, считается, что его суточная доза составляет 500 мг. Чтобы избежать риска сердечно-сосудистых заболеваний, потребление природной минеральной воды с высоким содержанием солей не должно быть чрезмерным. Некоторые бренды содержат больше натрия, чем кусок пиццы, а средний американец уже потребляет около 3500 мг натрия.Так же, как и в случае с едой, рекомендуется умеренное потребление воды с высоким содержанием TDS.
ЗаключениеВода намного сложнее и интригует, чем «просто вода», если вы осознаете все невидимые минералы, которые скрываются в этой жизненно важной жидкости. Лучший способ узнать о воде — просто выпить разнообразную воду с разными уровнями TDS и сравнить их. Начните с самого высокого уровня TDS и постепенно снижайте его, заканчивая самым низким. Запоминание наиболее распространенных минералов в питьевой воде и того, как они влияют на вкус и ощущение во рту, поможет вам распознать минеральный состав, даже не читая этикетку.
Эксперименты с сочетанием и контрастированием воды с едой или другими напитками, такими как вино или кофе, — идеальное упражнение для улучшения ваших навыков обращения с мелкой водой и гастрономии. А для любителя воды, в отличие от любого другого, попробовать айсбергскую воду со сверхнизкой минеральностью так же просто, как попробовать Svalbarði Polar Iceberg Water.
.