Акватерм Водоподготовка Беликов

Интенсивность вкуса и привкуса в соответствии

Таблица 1.9

с ГОСТ 3351-74* определяется также по шестибал-

Характеристика вод по цветности

льной шкале – табл. 1.8.

Различают четыре вида вкусов: соленый, горь-

Цветность

Единицы измерения, градус

кий, сладкий, кислый.

платино-кобальтовой шкалы

Качественную характеристику

оттенков

вкусо-

Очень малая

До 25

вых ощущений – привкуса – выражают описатель-

Малая

Более 25 до 50

но: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. На-

Средняя

Более 50 до 80

иболее распространенный соленый вкус воды чаще

Высокая

Более 80 до 120

всего обусловлен растворенным в воде хлоридом

натрия, горький – сульфатом магния, кислый – из-

Очень высокая

Более 120

бытком свободного диоксида углерода и т.д. По-

рог вкусового восприятия соленых растворов

характеризуется такими концентрациями (в дис-

изменяется в широких пределах. Большинство рек

тиллированной воде), мг/л: NaCl – 165; CaCl2 – 470;

имеет минерализацию от нескольких десятков мил-

MgCl2 – 135; MnCl2 – 1,8; FeCl2 – 0,35; MgSO4 – 250;

лиграммов в литре до нескольких сотен. Их удель-

CaSO4 – 70; MnSO4 – 15,7; FeSO4 – 1,6; NaHCO3 – 450.

ная электропроводимость варьирует от 30 до

По силе воздействия на органы вкуса ионы некото-

1500 мкСм/см. Минерализация подземных вод и со-

рых металлов выстраиваются в следующие ряды:

леных озер изменяется в интервале от 40–50 мг/л до

катионы: NH + > Na+ > K+; Fe2+ > Mn2+

> Mg2+

> Ca2+;

сотен г/л (плотность в этом случае уже значительно

4

анионы: ОН- > NO - > Cl- > HCO - - > SO 2- .

отличается от единицы). Удельная электропроводи-

3

3

4

мость атмосферных осадков с минерализацией от

1.3.5. Цветность

3 до 60 мг/л составляет значения 10–120 мкСм/см.

Показатель качества воды, характеризующий

Согласно ГОСТ 17403-72 природные воды по

интенсивность окраски воды и обусловленный со-

минерализации разделены на группы (табл. 1.10).

держанием окрашенных соединений, выражается

Предел пресных вод – 1 г/кг – установлен в связи

20

в градусах платино-кобальтовой шкалы и опреде-

с тем, что при минерализации более этого значения

ляется путем сравнения окраски испытуемой воды

вкус воды неприятен – соленый или горько-соленый.

с эталонами.

Цветность природных вод обусловлена глав-

Таблица 1.10

ным образом присутствием гумусовых веществ и

соединений трехвалентного железа, колеблется от

Характеристика вод по минерализации

единиц до тысяч градусов – табл. 1.9.

Оценка вкуса и привкуса,

Интенсивность вкуса

Характер проявления вкуса и привкуса

баллы

и привкуса

0

Нет

Вкус и привкус не ощущаются

1

Очень слабая

Вкус и привкус сразу не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при

тщательном тестировании

2

Слабая

Вкус и привкус замечаются, если обратить на это внимание

3

Заметная

Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде

4

Отчетливая

Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья

5

Очень сильная

Вкус и привкус настолько сильны, что делают воду непригодной к употреблению

Часть первая

Граница 50 г/кг между солеными водами и рас-

Таблица 1.11

солами обусловлена тем, что соленость больше

Характеристика вод по общей минерализации

этого значения не бывает в морях; такая соленость

(наиболее распространенная градация)

характерна только для соленых озер и некоторых

подземных вод.

21

Категория

Вид вод

Минерализация

Плотность,

Соленость,

вод

г/см3

°Ве

г/кг

г/л

Пресные

Ультрапресные

До 0,1

До 0,1

1,0

–

Пресные

0,1–0,5

0,1–0,5

1,0–1,0001

0,02

Умеренно пресные

0,5–1,0

0,5–1,0

1,0001–1,0005

0,02–0,08

Переходные

Слабосолоноватые

1–3

1–3

1,0005–1,0015

0,08–0,25

(солоноватые)

Солоноватые

3–5

3–5

1,0015–1,0025

0,25–0,40

Сильносолоноватые

5,0–10

5,0–10,1

1,0025–1,0055

0,4–0,8

Соленые

Слабосоленые

10–25

10,1–25,4

1,0055–1,0155

0,8–2,2

Соленые

25–35

25,4–36,0

1,0155–1,025

2,2–3,4

Переходные

Крепкосоленые

35–50

36–52

1,025–1,035

3,4–4,8

Рассолы

Слабые

50–75

52–79

1,035–1,055

4,8–7,4

Средние

75–135

79–150

1,055–1,105

7,4–13,4

Крепкие

135–270

150–330

1,105–1,225

13,4–26,5

Весьма крепкие

270–370

330–500

1,225–1,350

26,5–37,0

Сверхкрепкие

>370

>500

>1,350

>37,0

1.3.8. Жесткость

1.3.9. Щелочность

Жесткость воды обусловливается наличием в

Щелочностью воды называется суммарная кон-

воде ионов кальция (Са2+), магния (Mg2+), стронция

центрация содержащихся в воде анионов слабых

(Sr2+), бария (Ва2+), железа (Fe3+), марганца (Mn2+). Но

кислот и гидроксильных ионов (выражена в ммоль/л),

общее содержание в природных водах ионов кальция

вступающих в реакцию при лабораторных иссле-

и магния несравнимо больше содержания всех дру-

дованиях с соляной или серной кислотами с обра-

гих перечисленных ионов – и даже их суммы. Поэто-

зованием хлористых или сернокислых солей ще-

му под жесткостью понимают сумму количеств ионов

лочных и щелочноземельных металлов.

кальция и магния – общая жесткость, складывающая-

Различают

следующие формы

щелочности

ся из значений карбонатной (временной, устраняемой

воды: бикарбонатная (гидрокарбонатная), карбо-

кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткос-

натная, гидратная, фосфатная, силикатная, гумат-

ти. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбо-

ная – в зависимости от анионов слабых кислот,

натов кальция и магния, вторая наличием сульфатов,

которыми обусловливается щелочность.

хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих ме-

Щелочность природных вод, рН которых обыч-

таллов. Однако при значении жесткости воды более

но < 8,35, зависит от присутствия в воде бикарбо-

9 ммоль/л нужно учитывать содержание в воде строн-

натов, карбонатов, иногда и гуматов. Щелочность

ция и других щелочноземельных металлов.

других форм появляется в процессах обработки

По стандарту ИСО 6107-1-8:1996, включающему

воды.

более 500 терминов, жесткость определяется как

Так как в природных водах почти всегда щелоч-

способность воды образовывать пену с мылом.

ность определяется бикарбонатами, то для таких

В России жесткость воды выражают в ммоль/л.

вод общую щелочность принимают равной карбо-

В жесткой воде обычное натриевое мыло пре-

натной жесткости.

вращается (в присутствии ионов кальция) в не-

Дополнительно см. П.1.32 и П.4.7.

растворимое «кальциевое мыло», образующее

1.3.10. Органические вещества

бесполезные хлопья. И, пока таким способом не

устранится вся кальциевая жесткость воды, обра-

Спектр органических примесей очень широк:

зование пены не начнется. На 1 ммоль/л жесткости

♦ группа растворенных примесей:

22

воды для такого умягчения воды теоретически за-

гуминовые кислоты и их соли – гуматы натрия,

трачивается 305 мг мыла, практически – до 530.

калия, аммония;

Но, конечно, основные неприятности – от наки-

некоторые примеси промышленного происхож-

пеобразования.

дения;

Международные

своды нормативов качества

часть аминокислот и белков;

воды не нормируют жесткость воды – только от-

♦ группа нерастворенных примесей:

дельно содержание в воде ионов кальция (Са2+)

фульвокислоты (соли) и гуминовые кислоты и

и магния (Mg2+): нормы качества питьевой воды

их соли – гуматы кальция, магния, железа;

Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ),

жиры различного происхождения;

такие же нормы Европейского Союза (ЕС), стан-

частицы различного происхождения, в том чис-

дарты ИСО, а также Национальные нормы питье-

ле микроорганизмы.

вой воды США.

Содержание органических веществ в воде

По значению общей жесткости природные воды

оценивается по методикам определения окисляе-

делят на группы – табл. 1.13.

мости воды, содержания органического углерода,

биохимической потребности в кислороде, а также

поглощения в ультрафиолетовой области.

Таблица 1.13

Величина,

характеризующая

содержание

Классификация воды по жесткости

в воде органических и минеральных веществ,

окисляемых одним из сильных химических окис-

лителей при определенных условиях, называет-

Группа воды

Единица измерения, ммоль/л

ся окисляемостью. Существует несколько видов

Очень мягкая

До 1,5

окисляемости воды: перманганатная, бихромат-

Мягкая

Более 1,5 до 4,0

ная, иодатная, цериевая (методики определения

Средней жесткости

Более 4 до 8

двух последних применяются редко). Окисляе-

Жесткая

Более 8 до 12

мость выражается в миллиграммах кислорода,

Очень жесткая

Более 12

эквивалентного количеству реагента, пошедшего

на окисление органических веществ, содержа-

Дополнительно см. П.1.32.

щихся в 1 л воды.

Часть первая

занимающаяся мониторингом выбросов в окружаю-

Нектон – рыбы, дельфины, головоногие мол-

щую природную среду тяжелых металлов, включает

люски и др.

в эту группу также цинк, мышьяк, селен, сурьму.

Нейстон – жгутиковые и простейшие (живут в

Есть и другие классификации.

тонком поверхностном слое воды).

Бентос – разные организмы – прикрепленные,

закапывающиеся, свободно лежащие на дне и др.

1.4. Интегральные

Сапробность

–

комплекс

физиологических

свойств данного

организма,

обусловливающий

показатели качества

его способность развиваться в воде, загрязненной

вод – индексы качества

органическими веществами с некоторой степенью

разложения. Индекс

сапробности рассчитывают

Учет обобщенных показателей качества вод по-

исходя из индивидуальных характеристик сап-

лезен при сравнении состояния водного объекта в

робности видов, представленных в различных вод-

'

ных сообществах (фитопланктоне, перифитоне):

разные временные периоды и при сравнении раз-

ных объектов.

n

n

1.4.1. Гидробиологический

S = ∑( Sí

· h ) / ∑hí,

(1.6)

í=1

í=1

показатель качества воды –

где S – индекс сапробности, безразмерный; Sí –

индекс сапробности

значение сапробности гидробионта, устанавливае-

Все микроорганизмы, которые могут служить

мое по специальным таблицам; hí – относительная

показателями загрязнения воды, делятся на ката-

встречаемость в поле микроскопа индикаторных

робов и сапробов. Катаробы – микроорганизмы,

организмов; n – число выбранных индикаторных

населяющие чистые ключевые воды. Сапробы – мик-

организмов.

роорганизмы, находящиеся во всех пресных водах

Каждому виду исследуемых организмов при-

с разной загрязненностью.

своено некоторое условное численное значение

Сапробные организмы разделяются:

индивидуального индекса сапробности, отражаю-

на полисапробные, живущие в очень загрязнен-

щее совокупность его физиолого-биохимических

ных водах, составляющих полисапробную зону;

свойств, обусловливающих способность обитать в

25

мезасапробные (α и β), живущие в более чис-

воде с тем или иным содержанием органических

тых мезасапробных зонах водоема;

веществ. Для статистической достоверности ре-

олигосапробные, находящиеся в наименее загряз-

зультатов необходимо, чтобы в пробе содержалось

ненных водах, образующих олигосапробную зону.

не менее 12 индикаторных организмов с общим

В зависимости от места обитания все водные

числом особей в поле наблюдения каждого из 12

организмы делятся на две основные группы: оби-

организмов не менее 30 шт.

'

тающие в толще воды и на дне бассейна. Первая

В зависимости от значения S воды разделяют

группа подразделяется на планктон, нектон и ней-

на классы чистоты (табл.1.18).

стон, вторая группа – бентос.

Уровень загрязненности и класс качества вод-

Планктон истинный – водоросли, веслоногие,

ных объектов иногда устанавливают в зависимос-

ветвистоусые, ракообразные, коловратки и др.

ти от микробиологических показателей. Встреча-

Планктон ложный – мертвые организмы, древе-

ется и другая классификация загрязненности воды

сина, уголь, обрывки тканей, кожи и др.

по микробиологическим показателям (табл. 1.19).

Значение индекса S

Номер класса чистоты воды

Характеристика класса чистоты

Наименование зоны

Менее 0,50

1

Очень чистая

Ксеносапробная

Более 0,50 до 1,50

2

Чистая

Олигосапробная

Более 1,50 до 2,50

3

Умеренно загрязненная

α -мезосапробная

Более 2,50 до 3,50

4

Тяжело загрязненная

β-мезосапробная

Более 3,50 до 4,00

5

Очень загрязненная

Полисапробная

Более 4,00

6

Очень грязная

Полисапробная

Класс чистоты

Характеристика класса

Общее число бактерий,

Число сапрофитных

Отношение общего

чистоты воды

106 клеток

бактерий,

числа бактерий к числу

1000 клеток/мл

сапрофитных бактерий

I

Очень чистая

Менее 0,5

Менее 0,5

До 1000

II

Очень чистая

От 0,5 до 1,0

От 0,5 до 5,0

Более 1000

III

Умеренно загрязненная

Более 1,0

до 3,1

Более 5,1 до 10,0

Более 1000 до 100

IV

Умеренно загрязненная

Более 3,1

до 5,0

Более 10,0

до 50,0

Менее 100

V

Грязная

Более 5,0

до 10,0

Более 50,0

до 1000

Менее 100

VI

Очень грязная

Более 10,0

Более 1000

Менее 100

Часть первая

1.4.3. Окислительно-восстановительный

в воде присутствует растворенный кислород, Fe3+,

потенциал (Редокс-потенциал)

Cu2+, Pb2+, Mo2+ и др.

Окислительно-восстановительный потенциал

Eh – 0,0 до +0,1 В – переходная окислительно-

(мера химической активности) Eh вместе с рН,

восстановительная среда, характеризуется неус-

температурой и содержанием солей в воде харак-

тойчивым геохимическим режимом и переменным

теризует состояние стабильности воды. В част-

содержанием кислорода и сероводорода, а также

ности этот потенциал необходимо учитывать при

слабым окислением и слабым восстановлением

определении стабильности железа в воде. Eh в

разных металлов;

природных водах колеблется в основном от минус

Eh < 0,0 – восстановительная среда; в воде при-

0,5 до +0,7 В, но в некоторых глубоких зонах Зем-

сутствуют сероводород и металлы Fe2+, Mn2+, Mo2+

ной коры может достигать значений минус 0,6 В

и др.

(сероводородные горячие воды) и +1,2 В (перегре-

Зная значения рН и Eh, можно по диаграмме

тые воды современного вулканизма).

Пурбэ (рис. 1.3) установить условия существова-

Подземные воды классифицируются:

ния соединений и элементов Fe2+, Fe3+, Fe(ОН)

,

2

Eh > +(0,1–1,15) В – окислительная среда;

Fe(ОН)

, FeСО

, FeS, (FeOH)2+.

3

3

вые стационарные котлы с давлением водяного

2. Нормативы

пара более 3,9 МПа и стационарные прямоточные

качества воды

водогрейные

котлы теплопроизводительностью

более 209 МВт и температурой сетевой воды на

выходе из котла более 200 °С.

Государственной Думой Федерального Соб-

ормирование

качества воды, например

рания 27 декабря 2002 г. был утвержден Феде-

питьевой, становится с годами всё более

ральный Закон «О техническом регулировании»

Нскрупулезным и включает всё новые пока-

№ 184-ФЗ, вступивший в силу 27 июня 2003 г.

затели. Число нормируемых химических веществ

Согласно этому Закону в исключительном ве-

в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и

дении правительственных органов – Министерства

культурно-бытового назначения в 1954 г. было 6,

здравоохранения и социального развития РФ, Ми-

в 1973-м – 420, в 1982 г. – 951, в 1988-м – 1345,

нистерства природных ресурсов РФ, Министерс-

а в настоящее время – согласно ГН 2.1.5.1315-03

тва промышленности и энергетики РФ – останут-

и ГН 2.1.5. 1316-03 (табл. 2.1) – в питьевой воде

ся, в частности, разработка и представление для

нормируется содержание около 1500 веществ.

законодательного закрепления норм качества пи-

Разрабатываются более точные методы анализов,

тьевой воды, пищевых продуктов, воды источни-

исследователи находят новые, до сих пор неизвес-

ков водоснабжения и оборудования – в том отно-

тные или ранее неопределяемые примеси. И уве-

шении, в котором они непосредственно влияют на

личению количества нормируемых показателей не

здоровье и безопасность людей. Эти нормы в виде

видно конца…

обязательных технических регламентов утверж-

Прежде чем представить более или менее пол-

даются или Федеральным Собранием РФ, или

ный перечень документов, описывающих нормы

Указом Президента РФ, или Постановлением Пра-

качества воды для разных потребителей и нормы

вительства РФ. Некоторые нормы – добровольно

качества воды водоемов и водотоков, необходимо

выполняемые национальные стандарты – прини-

сказать следующее. К одному и тому же объекту

маются органом по стандартизации Российской

нормирования привлечено внимание нескольких

Федерации.

28

документов, составленных разными ведомствами.

Технологическая и экономическая эффектив-

Нередки противоречия, позволяющие, с одной сто-

ность оборудования, его конструктивное совер-

роны, пользователям выбирать «выгодную» для

шенство станут заботой только производителей

себя норму, и, одновременно, с другой – затрудня-

оборудования и производственных систем, опре-

ющие контролирующим службам объективно оце-

деляясь технологическими инструкциями и реко-

нивать работу водоочистных сооружений.

мендациями – не ГОСТами и ОСТами или ведомс-

Нормы часто отменяются, корректируются, за-

твенными руководящими указаниями. Такие нормы

меняются новыми. Здесь сделана попытка дать

в виде стандартов организаций будут обязательны

почти полный перечень государственных и ведомс-

только для организаций, принявших эти стандарты.

твенных документов, регламентирующих весь ком-

Законом предусмотрен семилетний срок пере-

плекс нормативов качества воды и требований к

хода от действующих нормативных документов,

потребляемой воде разных водопользователей.

утвержденных

Госсанэпидемнадзором России,

В табл. 2.1 приведен перечень стандартов качес-

Госгортехнадзором России, Госстроем России, к

тва природной воды и воды для коммунально-бы-

техническим регламентам (технологические инс-

товых и разных производственных потребителей.

трукции и т.п.).

Нормативы качества воды для систем теплоснаб-

Госстандарту России совместно с другими упол-

жения, горячего водоснабжения, паровых и водо-

номоченными правительственными ведомствами

грейных котлов указаны в табл. 2.4. Этот перечень

поручено до 2010 года разработать необходимые

приведен с определенными ограничениями. В час-

технические регламенты. В упомянутый переход-

тности, отсутствуют сведения о требованиях таких

ный период будут продолжать действовать (веро-

водопользователей,

как теплогенерирующие и

ятно, с изменениями и дополнениями) ранее раз-

теплоиспользующие агрегаты и аппараты: паро-

работанные и утвержденные нормативы.

Шифр документа

Наименование

Субъект утверждения норматива,

год утверждения, время начала

действия норматива

1

2

3

Основы водного законодательства.

Термины

1. № 167-ФЗ от 16.11.1995 г.

Водный кодекс Российской Федерации

Федеральное Собрание РФ. 1995, 2003 гг.

№ 86-ФЗ от 30.06.2003 г.

2. № 7-ФЗ от 10.01.2002 г.

Закон РФ «Об охране окружающей среды»

Федеральное Собрание РФ. 2002 г.

(вместо Закона РСФСР от

19.12.1991 и 21.02.1992 г.)

3. № 52-ФЗ от 30.03.1999 г.

Закон РФ «О санитарно-эпидемиологическом

Федеральное Собрание РФ. 1999 г.

благополучии населения»

4. № 29-ФЗ от 02.01.2000 г.

Закон РФ «О качестве и безопасности пищевых

Федеральное собрание РФ. 2000 г.

№ 987 от 21.12.2000 г.

продуктов»

Правительство РФ. 2000 г.

Постановление «О государственном надзоре и контроле

в области обеспечения качества и безопасности пищевых

продуктов»

5. ГОСТ 12.0.002-80*

ССБТ (Система стандартов безопасности в технике).

Госстандарт СССР. 1979, 1991 гг.

(вместо ГОСТа 12.0.002-74)

Термины и определения

6. ГОСТ 17.0.0.01-76*

Система стандартов в области охраны природы и

Госстандарт СССР. 1978, 1979, 1987 гг.

(СТ СЭВ 1364-78)

улучшения использования природных ресурсов. Основные

положения

29

7. ГОСТ 17403-72

Гидрохимия. Основные понятия. Термины и определения

Госстандарт СССР. 1971 г.

8. ГОСТ 19179-73

Гидрология суши. Термины и определения

Госстандарт СССР. 1973 г.

9. ГОСТ 17.1.1.01-77**

Охрана природы. Гидросфера. Основные термины и

Госстандарт СССР. 1977, 1983, 1987 гг.

(СТ СЭВ 3544-82)

определения

С 01.07.1978 г.

10.

ГОСТ 27065-86

Качество вод. Термины и определения

Госстандарт СССР. 1986 г.

(СТ СЭВ 5184-85)

С 01.01.1987 г.

11.

ГОСТ 25150-82

Канализация. Термины и определения

Госстандарт СССР. 1982 г.

(СТ СЭВ 2085-80)

С 01.07.1983 г.

12.

ГОСТ 25151-82

Водоснабжение. Термины и определения

Госстандарт СССР. 1982 г.

(СТ СЭВ 2086-80)

С 01.07.1983 г.

13.

ГОСТ 30813-2002

Вода и водоподготовка. Термины и определения

Госстандарт России. 2002 г.

С 01.01.2004 г.

14.

ГОСТ 26966-86

Установки водозаборные, водосбросные и затворы.

Госстандарт СССР. 1986 г.

Термины и определения

Классификация водопользования.

Требования к качеству воды и охране природных вод

15.

ГОСТ 17.1.1.02-77*

Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных

Госстандарт СССР. 1977, 1988 гг.

объектов

16.

ГОСТ 17.1.1.03-86

Охрана природы. Гидросфера. Классификация

Госстандарт СССР. 1986 г.

(вместо ГОСТа 17.1.1.03-78)

водопользований

17.

ГОСТ 17.1.1.04-80

Охрана природы. Гидросфера. Классификация подземных

Госстандарт СССР. 1980 г.

вод по целям водопользования

18.

ОСТ 41.05-263-86

Воды подземные. Классификация по химическому составу

Министерство геологии СССР. 1986 г.

и температуре

19.

СП 3.4.1328-2003

Санитарная охрана территорий Российской Федерации

Минздрав РФ. № 108 от 30.05 2003 г.