Оценка качества природных вод по комплексу органолептических показателей

    ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД  ПО КОМПЛЕКСУ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 

1. Органолептические показатели качества воды

 

     Любое знакомство со свойствами воды, сознаем  мы это или нет, начинается с определения  органолептических показателей, т.е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка дает много прямой и косвенной информации о составе воды и может быть проведена быстро и без каких-либо приборов. К органолептическим характеристикам относятся цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус и привкус, пенистость.

     Органолептическая оценка качества воды – обязательная начальная процедура санитарно-химического  контроля воды. Ее правильному проведению специалисты придают большое значение. Международные стандарты ИСО 6658 устанавливают специальные требования к дегустаторам (лицам, привлекаемым к органолептической оценке) и методам проведения дегустации. Например, установлено 3 квалификационных уровня дегустаторов: консультант, квалификационный консультант и эксперт; для проведения органолептического анализа выделяются специально оборудованные помещения (ИСО 8589). Перед исследованием запаха или вкуса проводят предварительные испытания образца, свободного от посторонних запаха или привкуса, и такой образец шифрованным образом включается в серию анализируемых проб. При корректной оценке органолептических показателей (т.е. с использованием таблиц, шкал, различных критериев сопоставления) специалисты говорят об органолептических измерениях. [13]

     Цветность.

     Цветность – естественное свойство природной  воды, обусловленное присутствием гуминовых  веществ и комплексных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной растительности, прилегающих к водоему почв, наличием в водосборном бассейне болот и торфяников и др.

     Удовлетворительная  цветность воды устраняет необходимость  определения тех загрязнителей, ПДК которых установлены по цветности (лимитирующий показатель – органолептический). К таким загрязнителям относятся многие красители и соединения, образующие интенсивно окрашенные растворы и имеющие высокий коэффициент светопоглощения.

     Цветность воды определяют визуально или фотометрически, сравнивая окраску пробы с  окраской условной 1000-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K₂Cr₂O₇ и сульфата кобальта CоSO₄. Для воды поверхностных водоемов этот показатель допускается не более 20 градусов по шкале цветности.

     Если  окраска воды не соответствует природному тону, а также при интенсивной естественной окраске, определяют высоту столба жидкости, при котором обнаруживается окраска, а также качественно характеризуют цвет воды. Соответствующая высота столба воды не должна превышать: для воды водоемов хозяйственно-питьевого назначения – 20 см; культурно-бытового назначения – 10 см.

     Можно определять цветность качественно, характеризуя цвет воды в пробирке высотой 10–12 см (например, бесцветная, слабо-желтая, желтая, буроватая и  т.д.).[12]

     Запах.

     Запах воды обусловлен наличием в ней летучих  пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем либо со сточными водами. Практически все  органические вещества (в особенности  жидкие) имеют запах и передают его воде. Обычно запах определяют при нормальной (20°С) и при повышенной (60°С) температуре воды.

     Запах по характеру подразделяют на две  группы, описывая его субъективно  по своим ощущениям (табл. 1):

     1) естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.);

     2) искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды. 

     Таблица 1

     Характер  и интенсивность запаха

 

     Интенсивность запаха оценивают по 5–балльной  шкале, приведенной в табл. 2 (ГОСТ 3351).

     Таблица 2

     Таблица для определения характера и  интенсивности запаха

 

     Для питьевой воды допускается запах  не более 2 баллов. [12]

     Вкус  и привкус.

     Оценку  вкуса воды проводят у питьевой природной  воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий. Остальные  вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и т.п.).

     Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 3 (ГОСТ 3351).

     Таблица 3

     Таблица для определения характера и  интенсивности вкуса и привкуса

 

     При определении вкуса и привкуса анализируемую воду набирают в рот (например, из колбы после определения  запаха) и задерживают на 3–5 сек, не проглатывая. После определения вкуса воду сплевывают. Для питьевой воды допускаются значения показателей вкуса и привкуса не более 2 баллов.[8]

     Мутность  и прозрачность.

     Мутность  воды обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей – нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения. Мутность воды обусловливают и некоторые другие характеристики воды – такие, как:

     – наличие осадка, который может  отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим, измеряясь  в миллиметрах;

     – взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси, – определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно малоинформативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод;

     – прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который можно различать узнаваемый знак (отверстия на диске, стандартный шрифт, крестообразная метка и т.п.).

     Мутность  определяют фотометрически (турбидиметрически  – по ослаблению проходящего света  или нефелометрически – по светорассеянию в отраженном свете), а также визуально – по степени мутности столба высотой 10–12 см в мутномерной пробирке. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная; слабо опалесцирующая; опалесцирующая; слабо мутная; мутная; очень мутная (ГОСТ 1030).

     Международный стандарт ИСО 7027 описывает также  полевой метод определения мутности (а также прозрачности) воды с  использованием специального диска, известного как диск Секки (рис. 1). Этот метод благодаря своей простоте получил распространение в образовательных учреждениях нашей страны. Диск Секки представляет собой диск, отлитый из бронзы (или другого металла с большим удельным весом), покрытый белым пластиком или белой краской и прикрепленный к цепи (стержню, нерастягивающемуся шнуру и т.п.). Диск обычно имеет диаметр 200 мм с шестью отверстиями, каждое диаметром 55 мм, расположенными по кругу диаметром 120 мм. При определении мутности с помощью диска его опускают в воду настолько, чтобы он был едва заметен. Измеряют максимальную длину погруженной цепи (шнура), при которой диск еще заметен. Измерения повторяют несколько раз, т.к. возможно мешающее влияние отражения света от водной поверхности. Для значений, меньших 1 м, результат приводят с точностью до 1 см; для значений больших, чем 1 м, – с точностью до 0,1 м. Данный метод удобен тем, что позволяет использовать для анализа мосты, наклоненные над водой деревья, обрывистые берега и др. В некоторых случаях анализ можно проводить и с берега, привязав шнур к длинной палке. Следует отметить, что некоторые детские коллективы при обследовании водоемов таким методом с успехом использовали вместо диска Секки белую эмалированную крышку от кастрюли соответствующего диаметра.[12]

     

     Рис. 1. Определение мутности (прозрачности) воды с помощью диска Секки 

     Прозрачность, или светопропускание, воды обусловлена  ее цветом и мутностью, т.е. содержанием  в ней различных окрашенных и  минеральных веществ. Прозрачность воды часто определяют наряду с мутностью, особенно в тех случаях, когда  вода имеет незначительные окраску и мутность, которые затруднительно обнаружить приведенными выше методами. Прозрачность определяют приведенным выше методом с использованием диска Секки (см. «Мутность»), а также по высоте столба воды, который позволяет различать на белой бумаге стандартный шрифт. Последний метод, регламентированный ИСО 7027, мы и приводим ниже, т.к. он позволяет судить о прозрачности воды практически в любых условиях и на любом водоеме, независимо от его глубины, наличия мостов, погодных условий и др. Следует отметить, что на прозрачность воды может влиять не только наличие взвешенных частиц, но и окраска (цветность) воды.

     Пенистость.

     Пенистостью считается способность воды сохранять  искусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствия таких веществ, как детергенты (поверхностно-активные вещества) природного и искусственного происхождения и др. Пенистость определяют, в основном, при анализе сточных и загрязненных природных вод. [12]

     Температура.

     Температура является важной гидрологической характеристикой  водоема, показателем возможного теплового  загрязнения. Измерения температуры  воды необходимы также при выполнении некоторых гидрохимических анализов (растворенный кислород, БПК). Тепловое загрязнение водоема происходит обычно в результате использования воды для отвода избыточного тепла и сбрасывания воды с повышенной температурой в водоем. При тепловом загрязнении происходит повышение температуры воды в водоеме по сравнению с естественными значениями температур в тех же точках в соответствующие периоды сезона.

     Тепловое  загрязнение опасно тем, что вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности  и ускорение естественных жизненных  циклов водных организмов, изменение  скоростей химических и биохимических реакций, протекающих в водоеме. В условиях теплового загрязнения значительно изменяются кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения водоема, изменяется интенсивность фотосинтеза и др. В результате этого нарушается, часто необратимо, природный баланс водоема, складываются особые экологические условия, негативно сказывающиеся на животном и растительном сообществе.