Аналізатори контролю якості води

Сучасні аналізатори контролю хімічного складу поверхневих вод базуються на використанні фізико-хімічних методів аналізу- спектрофотометричних, потенціометричних, кондуктометричних,

полярографічних, тощою. Кількість показників, що визначають аналізатора коливається в межах ЗО – 40.

Найбільш поширені у нашій країні аналізатори АМА-201,АМА-20ІА.

Аналізатор АМА-201 вимірює до 11 фізико-хімічних показників. Аналізатор являє собою багатофункціональний комплекс одержання та передачі на центральну станцію обробки інформації оперативних даних про фізико-хімічні показники контрольованого об'єкта. Періодичність вимірювання коливається в межах 1’, 1_;5', 2', 3’,4’год.

Аналізатор АМА-20ІА відрізняється від попереднього більш досконалою структурою, поліпшеною елементною та конструктивною базами.Аналізатор здатен контролювати 19 параметрів при одночасному вимірі -

Існують також аналізатори контролю якості води для роботи в автоматичному режимі в лабораторних умовах. Так, аналізатори МБХА-І, АПВ-102, ІВА-І, КАП-105 дозволяють визначати від 5 до 25 інгредієнтів з продуктивністю від 60 до 240 вимірювань за годину.

2.4. Особливості моніторингу поверхневих вод користувачів води

Природна якість води річок і озер є тим фоном та основою, на яких проходять якісні зміни стану водного об'єкта, спричинені дією людини. Кількісна оцінка хімічних інгредієнтів здійснюється за результатами поодиноких проб води в пунктах гідрометричних вимірів.

Дані гідрохімічного аналізу дозволяють одержати відомості про якість води лише в пунктах відберу проб води. Для невивчених в гідрохімічному відношенні рік уяву про природну якість води можна одержати за даними гідрохімічних характеристик "місцевого стоку", під яким розуміють хімічні інгредієнти, які утворюються в результаті розчинення неорганічних і органічних сполук товщі фунтів, що складають водозбори малих річок. На великих та середніх річках хімічний склад води формується в результаті змішування різних за складом вод, котрі формуються на малих річках.

Оцінюючи природну якість води, необхідно враховувати її генезис.

1. В період повені або суттєвих наводків у річці переважають води, які формуються на поверхні водозабору та в фунтовій товщі.

2. На спаді повені або великих за об'ємом паводків річкова мережа заповнюється водами ґрунтового походження.

3. В період межені в русловій мережі переважають підземні води Виходячи з цього, можна зробити висновок, що природна якість води змінюється протягом року.

На основі досліджень проводять картування хімічних характеристик вод різного походження. Це дозволяє одержати дані про кількість хімічних інгредієнтів місцевого стоку невивчених річок в різні фази водності, а також про їх гідрохімічний режим.

Оскільки малі річки найбільш легко підлягають забрудненню, то для оцінки фонового стану якості води даної території необхідно ретельно аналізувати вихідні дані та виключати створи із суттєво порушеним гідрохімічним режимом.

Умови, які необхідно виконати при визначенні хімічного складу місцевого стоку малих річок:

• поверхня водозабору повинна бути однорідною за рельєфом з малими перепадами висоти;

• басейн водотоку повинен бути складений породами одного літологічного складу і не мати суттєвого притоку підземних вод, що сформовані за межами даного водозабору;

• ґрунтовий покрив водозабору повинен бути одноманітним за ступенем засоленості хлоридами, сульфатами;

• переважаюча рослинність повинна займати 70–75% площі водозабору;

• формування фаз водності повинно проходити одночасно на всьому водозаборі.

Карти будуються за даними середньобагаторічних значень хімічних інгредієнтів, які характерні для певної фази стоку. При аналізі мінералізації та хімічного складу вод дані про мінералізацію позначаються на карті ізолініями . Крок ізоліній залежить від діапазону коливань мінералізації та масштабу карти. Переважно він приймається кратним 10 або 100 мг/л. Дані про хімічний склад води наносять на карту у вигляді значень вмісту аніонів і катіонів, які виражені у %-еквіваленті. Межі районів визначають границями коливань значень в %-екв. Переважно в один район об'єднуються значення, які відрізняються від середнього по району на 10 – 15%.

Крім карт, для оцінки якості природних вод використовують статистичні методи, які базуються на побудові емпіричних кривих та встановленні кореляційних залежностей між різними хімічними інгредієнтами складу води. Математичні розрахунки дозволяють за визна­ченим показником оцінювати і деякі інші.

При використанні водного об'єкта з конкретною метою необхідно оцінити властивості та склад води з точки зору їх придатності для даного водокористування, тобто оцінити існуючі в даний час кількість та якість води. Багаторічні та сезонні коливання річкового стоку і запасів прісних вод у водоймах обумовлюють велику нерівномірність розподілу в часі кількості водних ресурсів. Найбільші ускладнення з водозабезпеченням виникають у маловодні періоди, коли на річках спостерігається різке зменшення витрат води, а на озерах падіння рівня. Меженний період на річках може продовжуватись на протязі літньо-осінньо-зимового періодів, що становить 6-8 місяців. Меженний стік в цей період у десятки і навіть сотні разів менший стоку повені і паводків. Мінімальний стік по території розподілений дуже нерівномірно. Нерівномірність розподілу запасів прісних вод при довгому періоді низького стоку лімітує водоспоживання, що разом із збільшенням об'єму стічних вод обумовлює необхідність комплексного вирішення проблеми водозабезпечення з урахуванням кількості та якості води. При цьому необхідно мати чітку уяву про формування якості води в період низького стоку.

У відповідності з Водним кодексом України оцінка якості води здійснюється на основі нормативів екологічної безпеки водокористування та екологічних нормативів якості води водних об'єктів.

Оцінка якості води на основі нормативів екологічної безпеки водокористування. Діючі нормативи дозволяють оцінити якість води., яка використовується для комунально-побутового, господарсько-питного та рибогосподарського водокористування.

До комунально-побутового водокористування відноситься вико­ристання водних об'єктів для купання, занять спортом та відпочинку. До господарсько-питного водокористування відноситься використання водних об'єктів в якості джерел господарсько-питного водопостачання та для водопостачання підприємств харчової промисловості. До рибо­господар­ського водокористування відноситься використання водних об'єктів в якості середовища існування риб та інших водних організмів. Водні об'єкти рибогосподарського призначення поділяються на вищу, першу та другу категорії. Різні ділянки одного водного об'єкта можуть належати до різних категорій водокористування.

Придатність води для забезпечення народногосподарських потреб встановлюється шляхом оцінки її хімічного, фізичного та біологічного показників. Природно, що ці показники не завжди є достатніми, оскільки вимоги до якості води визначаються зидом водокористування. Найбільш жорсткі норми якості води передбачені при використанні річок для питних потреб.

Нормативна база оцінки якості води складається із загальних вимог до складу та властивостей води і значень гранично допустимих концентрацій речовин у воді водних об'єктів.

Загальні вимоги визначають допустимі склад та властивості води, які оцінюються найбільш важливими фізичними, бактеріологічними та узагальненими хімічними показниками. Вони можуть задаватися у вигляді певної величини, зміни значення показника в результаті впливу зовнішніх факторів або у вигляді якісної характеристики показника.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) – це встановлений рівень концентрації речовин у воді, вище якого вода вважається непридатною для певного виду водокористування. ГДК, як правило, задаються у вигляді певного значення концентрації.

Всі речовини за характером свого від"ємного впливу поділяються на групи. Кожна група об'єднує речовини однакової ознаки впливу, яку називають ознакою шкідливості. Одна і та ж сама речовина при різних концентраціях може спричинювати різні ознаки шкідливості. Ознак

шкідливості, яка з являється при найменшій концентрації речовини, називають лімітуючою ознакою шкідливості (ЛОШ). У водних об'єктах комунально-побутового та господарсько-питного водокористування розрізняють три ЛОШ – органолептичну, загальносанітарну і санітарно-токсикологічну. У водних об'єктах рибогосподарського водокористування, крім названих, виділяють ще дві ЛОШ – токсикологічну і рибогосподарську.

При оцінці якості води у водоймах комунально-побутового та господарсько-гштного водокористування враховують також клас шкідливості речовини. Його визначають у залежності від токсичності, кумулятивності, мутагенності та ЛОШ речовини. Розрізняють чотири класи шкідливості речовин: перший – надзвичайно шкідливі; другий – високошкідливий; третій -шкідливий; четвертий – помірно шкідливий.

При оцінці якості води враховується принцип адитивності -односпрямованої дії. У відповідності з цим принципом приналежність декількох речовин до однієї і тієї ж ЛОШ проявляється в сумації їх негативного впливу.

З урахуванням вище названого, оцінка якості води з точки зору екологічної безпеки водокористування здійснюється за наступною методикою.

Екологічні нормативи якості води встановлюються для оцінки стану водних об'єктів на основі екологічної класифікації поверхневих вод.

Система екологічної класифікації якості поверхневих вод включає три класифікаційні групи: сольовий склад, еколого-санітарні показники та показники складу і біологічної дії специфічних речовин.

Оцінка якості води виконується шляхом порівняння вмісту відповідних показників з показниками, що встановлюються "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами.

Серед факторів, як: викликають зміну природної якості води, основне місце займають скиди промислових, комунально-побутових та інших стічних вод.

Якість води у водоймах формується під впливом багатьох факторів: надходження та винос хімічних речовин із стічними водами; переміщення та розбавлення забруднень, що надійшли до водойм; хімічних процесів трансформації та взаємодії забруднюючих речовин з природними компонентами води; біохімічних, біологічних, фізико-хімічних і фізичних процесів, що відбуваються у водних середовищах.

Стічними називаються води, які відводяться після використання в процесі побутової та виробничої діяльності людини. Водні маси, до яких надходять стічні води, забруднюються, тобто відбувається процес зміни їх складу та властивостей, який приводить до погіршення якості води для водокористувачів. Залежно від інтенсивності впливу стічних вод на водні маси річок або водойм виділяють зони забруднення і зони впливу забруднюючих скидів.

Зоною забруднення називають ту частину потоку, в якій при надходженні забруднюючих речовин порушуються природні біологічні і біохімічні процеси, а концентрація забруднюючих речовин перевищує прийняті норми за санітарними, рибогосподарськими та іншими показниками. Ґрунти в цій зоні також забруднені.

Зоною впливу називають ту частину потоку, в яку надходять стічні води із зони забруднення або безпосередньо зі скиду, але внаслідок невисокої концентрації забруднюючих речовин або ж короткотривалого забруднення в ній зберігається природний характер біологічних та біохімічних процесів.

В забруднених водних об'єктах проходить ряд фізико-хімічних та інших процесів, що ведуть до відновлення природного стану їх вод. тобто проходить самоочищення природних вод. Серед процесів самоочищення основну роль грають процеси розбавлення та трансформації забруднюючих речовин. Під розбавленням розуміють процес зниження концентрації забруднюючих речовин, які входять до складу стічних вод за рахунок змішування з водою річки або водоймища.

Розрахунок розбавлення стічних вод в річці або водоймищі може бути

використаний для оцінки всього комплексу явищ, які визначають самоочищення, при введенні числових характеристик фізико-хімічних та біохімічних процесів.

Частіше всього застосовують методи розрахунку розбавлення, які базуються на використанні чисельних вирішень рівнянь турбулентної дифузії. В результаті розрахунків можна одержати значення максимальної концентрації забруднюючих речовин на будь-якій відстані від місця скиду стічних вод.

Оцінка якості води у визначеній точці виконується шляхом співставлення максимальної концентрації забруднюючої речовини з гранично допустимою концентрацією цієї ж речовини.