Анализ природной воды. Классификация примесей.

Качеством воды озёр, колодцев и скважин называют сумму её свойств, которые обусловлены концентрацией и характером примесей, которые в ней содержатся. Примеси природных вод, как и все химические элементы, могут быть органическими и неорганическими. Отдельно выделяется группа загрязнений, которую составляют микрофауна и микрофлора природных водоёмов. Эти загрязнения оказывают существенное влияние на качество воды.

При химическом и бактериологическом анализе воды, для оценки возможности её очистки теми или иными методами, важна не только природа загрязняющих её примесей, но и их физико-химическое состояние. Классификация загрязнений, разработанная академиком Л.А. Кульским, разделяет примеси по их фазово-дисперсной характеристике. Загрязнения природных вод, по данной классификации, разделяются на 4 группы, в зависимости от дисперсности веществ.

Группа 1 - взвешенные вещества - эмульсии и суспензии с размером частиц 10-2 - 10-4 мм. В эту группу входят различные частицы песка, глины, ила, нерастворимые и малорастворимые оксиды металлов, эмульсии минеральных масел, планктон, нефтепродукты и многое другое.
В общем и целом, эти примеси определяют мутность воды по каолину или по формазину. Более подробный состав этих примесей должен быть получен при помощи химического и/или бактериологического анализа природной воды. Для этого определяют количество и зольность взвешенных веществ, количество и качество гидробионтов, общее микробное число, колиформные (колиморфные) бактерии, бактерии группы кишечной палочки.

Группа 2 – высокомолекулярные органические соединения и коллоидно-растворённые загрязнения, степень дисперсности которых находится в диапазоне 10-4 - 10-5 мм.
Высокомолекулярные соединения, образующие истинные растворы, так же внесены в эту группу, т.к. размер их частиц входит в данный диапазон и по некоторым свойствам эти растворы похожи на коллоидные растворы.
В эту группу примесей входят минеральные и органические вещества грунтов и почв, коллоидные соединения металлов, гумусовые вещества – результат биохимического разложения остатков растительности в водоёмах.
Коллоидная составляющая гумусовых веществ – гуминовые и фульво- кислоты. Данные соединения обуславливают цветность природной воды. Визуально, мутность воды тоже может повышаться, но количество взвешенных веществ не увеличивается, т.к. коллоидные частицы подобных размеров не могут быть задержаны мембранным фильтром.

В третью группу загрязнений входят истинно растворённые вещества с размером частиц 10^-5 – 10^-6 мм. В природной воде из открытых источников (колодцы, реки, озёра и т.п.) всегда содержатся растворённые газы – кислород, углекислота (углекислый газ). В подземной воде из скважин эти газы содержатся в меньшей степени, однако увеличивается вероятность наличия сероводорода. Растворённые органические соединения – продукты жизнедеятельности и разложения бактерий, макрофитов, водорослей, плесеней и подобных субстанций. К этой группе относятся фенолы, а также, истинно растворёнными могут быть и фульвокислоты. Содержание органики в воде может сильно повышаться при сбросе в водоём бытовых и промышленных стоков.

Определение точного состава органических веществ, находящихся в воде, представляет немалую сложность, поэтому чаще всего ограничиваются определением их суммарного содержания с помощью таких интегральных показателей, как перманганатная окисляемость, химическое потребление кислорода (ХПК), биологическое потребление кислорода (БПК), определение общего органического углерода (ООУ) и им подобных.
Примеси третьей группы оказывают сильное влияние на органолептические характеристики воды – интенсивность запаха, привкуса и т.д.

 Группа 4 – группа веществ, которые полностью диссоциируют в воде на ионы, степень дисперсности при этом составляет менее 10-6 мм. В основном это соли (хлориды, сульфаты), концентрация которых определяет общую минерализацию природной воды. Общее солесодержание в воде косвенно может определяться по величине сухого остатка после выпаривания предварительно отфильтрованной пробы, либо по величине удельной электропроводимости.