Оценка качества воды в ерике Кигач (Астраханская область)

 

1.2. Источники загрязнения поверхностных водоемов

         Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Состояние водных источников (поверхностных и подземных) и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды (http://www.kolodec.ru/vo/kachestvo.html).

          Наиболее распространенными загрязняющими веществами в природных водах являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны – аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метилмеркаптан, формальдегид и другие (www. planeta/zagraznenie_vody.ru).

         Можно установить различные категории загрязнений, в зависимости от химической природы, вызывающей их. На предприятиях нефтехимической и химической промышленности вода используется как растворитель, при этом образуются, как правило, специфические сточные воды. На целлюлозно-бумажных и гидролизных заводах вода нужна в качестве рабочей среды. В этом же качестве она используется на предприятиях легкой и пищевой промышленности. Среди загрязняющих веществ от промышленных предприятий наиболее заметно загрязнение углеводородами. Производство и широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, обуславливает их поступление, вместе со сточными водами во многие водоемы. В том числе источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Неэффективность очистки воды от ПАВ является причиной их появления в питьевой воде водопроводов. Поверхностно-активные вещества могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека.  
         Интенсивное использование земель в сельском хозяйстве усилило загрязнение водоемов смывами с полей вод, содержащих химические вещества, пестициды. Многие загрязняющие вещества могут попадать в водную среду из атмосферы вместе с осадками. Например такой элемент как свинец (Лозановская И.Н., 1998).

         Химические вещества, сбрасываемые вместе со сточными водами, попадая в реки и озера, часто изменяют водную среду. Некоторые из загрязняющих веществ могут изменить окраску воды, ее прозрачность, температуру. Под действием таких веществ вода может приобрести гнилостный запах и вкус. Стать непригодной для деятельности человека и поддержания жизнедеятельности флоры и фауны.  
         Большой урон могут нанести не только химические вещества, но и органические. Попадая в водную среду они подвергаются действию микроорганизмов, в первую очередь аэробных бактерий. Если концентрация внесенных веществ ниже определенного, предельного уровня, то происходит восстановление природного режима рек. Но как только концентрация загрязняющих веществ становится слишком высокой, их распад приводит к полному исчезновению кислорода, что пагубным образом отражается на множестве обитающих на дне живых существ, в первую очередь - на рыбах. В результате распада органических веществ образуются разнообразные продукты, среди них целый ряд веществ, содержащих амины и вызывающие загнивание вод. Таким образом, сброс органических веществ в чрезмерно большом количестве приводит к тяжелым отравлениям природных вод. В конечном счете от загрязнения природных вод страдает сам человек и его деятельность.(Максимов В. Н, 1991).

 Водоснабжение населенных пунктов целиком зависит от рек, а обработка вод с высоким содержанием органических и минеральных примесей становится все труднее и дороже. В силу этих обстоятельств, здоровье населения подвергается серьезному риску. Последствия нахождения в воде некоторых веществ, полное удаление которых не может обеспечить ни одна система очистки сточных вод, могут с течением времени сказаться на человеке ( http://ecopeak.ru/arts/360).

 

 

 

 

 

                       

 

Глава 2. Материалы и методы исследований

2.1. Характеристика  места исследования

   В качестве объекта исследования выступал ерик Кигач, берущий свое начало из реки Кизань. Ерик протекает через село Яксатово в Приволжском районе. Имеет хозяйственно- питьевое значение для окрестных поселений. В последнее время стала наблюдаться недостаточная водообеспеченность ерика. На протоке недавно поставили гидроузел: в паводок воду набирают, потом водоток перекрывают. Но Кигач сильно обмелел, кроме того, много воды потребляют дачные поселки. В 20-х числах апреля с Волгоградской плотины осуществляется спуск воды, ерик становится полноводным. Глубина его возле села Яксатово составляет около 2 метров и достигает в ширину 6- 7 метров, а в начале июня когда ерик Кигач мелеет, то становится похожим на маленький ручеек, в глубину полметра и в ширину столько же. (http://smi.astrobl.ru/News.aspx?newspaper=9&item=18231).

Рис.1. Место отбора проб в ерике Кигач.

 

Пробы для анализа  брались 12мая 2010г. в 17.00 в трех точках: у обоих берегов(1 и 3) и в фарватере (2) в период полноводности ерика (рис.1).

 Определялись гидрохимические показатели с помощью комплекта «НКВ» и органолептические показатели. Исследования проводились по стандартным методикам.

 

2.2. Методика  отбора проб воды

      Пробы из рек, ериков отбирают для пищевого использования, орошения, для водопоя скота, рыборазведения, купания, водного транспорта, установления источников загрязнения. Для определения влияния места сброса сточных вод пробы отбирают выше по течению и точке, где произошло полное смешение вод. Загрязнения могут быть неравномерно распространены по потоку реки, поэтому пробы отбирают  в местах максимально бурного течения, где потоки хорошо перемешиваются. Пробоотборники  помещают вниз по течению потока, располагая на нужной глубине (Волкова И. В. с соавт., 2005).

 

2.3. Назначение и области применения комплект-лаборатории «НКВ»

Комплект-лаборатория «НКВ» предназначен для определения показателей качества воды  полевыми методами при оценке экологического состояния водных объектов в полевых и лабораторных условиях.

Органолептические показатели

Определение запаха

Метод определения –  органолептический. Чистую колбу ополаскивают 2-3 раза анализируемой водой, после чего заполняют водой примерно на одну треть объема. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз взбалтывают, после чего колбу открывают и тут же органолептически определяют характер и интенсивность запаха. При определении запаха воздух вдыхают осторожно, не допуская глубокий вдохов. При недостаточно отчетливом характере запаха воду в колбе можно нагреть на водяной бане или другим способом до температуры (60±2) °С, после чего определение повторить. Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной системе согласно таблице 7 (ГОСТ3351).

Таблица 7

Определение характера  и интенсивности запаха

Интенсивность запаха	Характер проявления запаха	Оценка интенсивности запаха
нет	запах не ощущается	0
очень слабая	запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании	1
слабая	запах замечается потребителем, если обратить на это его внимание	2
заметная	запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
отчетливая	запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья	4
очень сильная	запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению	5

 

Определение цветности

Метод определения - визуальный. Пробирку мутномерную наполняют анализируемой водой до высоты 10-12 см. Цветность воды определяют, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном (дневном, искусственном) боковом освещении.

Определение мутности

Метод определения –  визуальный. Пробирку наполняют анализируемой водой до высоты 10-12см. Мутность воды определяют, рассматривая пробирку сверху на черном фоне при достаточном (дневном, искусственном) боковом освещении.

 

Гидрологический показатель

Определение температуры

Метод определения - термометрический. Термометр погружают в анализируемую воду непосредственно на водном объекте не менее, чем на одну треть шкалы, выдерживают в погруженном состоянии не менее 5 минут, после чего, не вынимая рабочую часть термометра из воды, производят отсчет показаний.

 

Гидрохимические показатели

Определение водородного показателя. В анализируемую воду добавляют 4-5 капель универсального индикатора, окраску сравнивают с контрольной шкалой образцов окраски.

Определение массовой концентрации нитрит-аниона. В анализируемую воду добавляют 0,05г реактива Грисса, раствор перемешивают до растворения кристаллов реактива и сравнивают с контрольной шкалой образцов окраски.

Определение массовой концентрации общего железа. 10 мл анализируемой воды доводят с помощью раствора  гидроксида натрия или соляной кислоты, используя универсальную индикаторную бумагу, до перехода окраски бумаги в соответствующий цвет (рН 4-5). Затем добавляют 5-6 капель раствора солянокислого гидроксиламина и 1мл ацетатного буферного раствора №1 и 0,5 мл раствора орто-фенантролина. Раствор оставляют на 15 мин до полного появления окраски и сравнивают с контрольной шкалой образцов окраски.

          Определение массовой концентрации хлорид-аниона. В анализируемую воду (10 мл) добавляют 3 капли раствора хромата калия, титруют 0,05н. раствором нитрата серебра до появления бурой окраски.

Массовую концентрацию хлорид-аниона (Ххл) в мг/л вычисляют  по формуле:                             

  Х_хл= В₃*Н*35,5*1000/В₁

где, В₃ - объем раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование, мл;

Н - нормальность титрованного раствора нитрата серебра с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л;

В₁ - объем воды, взятый на анализ;

35,5 - эквивалентная масса хлора;

1000 - коэффициент пересчета  единиц измерений. Полученный  результат округляют до целых чисел (мг/л).

Определение массовой концентрации гидрокарбонат-аниона. В пробу воды (объемом 10 мл) добавляют1-2 капли раствора метилового оранжевого. Пробу титруют соляной кислотой (0,05 н.) до перехода желтой окраски в розовую.

Массовую концентрацию гидрокарбонат-аниона (Хгк) в мг/л вычисляют по формуле:

Х_гк=В₆*Н*61*1000/В₁

где, В₆ - объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование гидрокарбоната и карбоната, мл;

Н- нормальность раствора соляной кислоты, г-экв/л;

 В1 – объем воды, взятой для анализа, мл;

 61 - эквивалентная масса гидрокарбонат-аниона;

 1000 - коэффициент пересчета единиц измерений. Полученный результат округляют до целых чисел (мг/л).

Определение массовой концентрации карбонат- аниона

Метод определения массовой концентрации карбонат-аниона основан  на его реакции с ионами водорода.

Анализ проводится титриметрическим методом (методом объемного титрования) в присутствии индикатора фенолфталеина. В склянку с меткой « 10 мл» наливают до метки анализируемую воду и прибавляют пипеткой-капельницей 5-6 капель (около 0,1 мл) раствора фенолфталеина. При отсутствии окрашивания раствора, либо при слаборозовом окрашивании считают, что карбонат-анион в пробе отсутствует (рН пробы меньше 8,0-8,2).

В случае окрашивания  пробы в отчетливо розовый  цвет после прибавления раствора фенолфталеина его титруют с использованием пипетки на 2 мл раствором соляной кислоты (0,05 н.) до тех пор, пока окраска побледнеет до слабо-розовой, определяя объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование.

Обработка результатов.

Массовую концентрацию карбонат-аниона (Хк) в мг/л вычисляют  по формуле:

                               В*Н*60·*1000

               Х к=  -----------------------------  , где   

                                          В₁

где В - объем раствора соляной кислоты, израсходованный  на титрование карбоната, мл;

Н - нормальность раствора соляной кислоты с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л;

В₁ -объем воды, взятый для анализа, мл;

60 -эквивалентная масса  карбонат-аниона;

1000 -коэффициент пересчета  единиц измерений. Полученный  результат округляют до целых чисел (мг/л).

 

Определение карбонатной жесткости

Карбонатную жесткость (Хкж) в мг-экв/л определяют расчетным  методом, производя суммирование массовых концентраций карбонат и гидрокарбонат-анионов по формуле:

Х кж  =Х к*0,0333+Х г*0,0164, где

Х к и Х г –  массовые концентрации карбонат- и гидрокарбонат-анионов соответственно, мг/л;

0,0333 и 0,0164 – коэффициенты  пересчета концентраций карбонат- и гидрокарбонат-анионов в миллиграмм-эквивалентную  форму соответственно.

Если карбонатная жесткость  окажется больше общей жесткости, ее считают равной последней (мг-экв/л).

 

Определение массовой концентрации сульфат- аниона