При массовой концентрации общего железа не более 2,00 мг/дм3 отбирают 50 см3 исследуемой воды (при большей массовой концентрации железа пробу разбавляют дистиллированной водой) и помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3. Если проба при отборе не консервировалась кислотой, то к 50 см3 добавляют 0,20 см3 соляной кислоты плотностью 1,19 г/см3. Пробу воды нагревают до кипения и упаривают до объема 35-40 см3. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, ополаскивают 2-3 раза по 1 см3 дистиллированной водой, сливая эти порции в ту же мерную колбу. Затем к полученному раствору прибавляют 1,00 см3 хлористого аммония, 1,00 см3 сульфосалициловой кислоты, 1,00 см3 раствора аммиака (1:1), тщательно перемешивая после добавления каждого реактива. По индикаторной бумаге определяют значение ph раствора, которое должно быть ?9. Если ph менее 9, то прибавляют еще 1-2 капли раствора аммиака (1:1) до ph ?9.

Объем раствора в мерной колбе доводят до метки дистиллированной водой, оставляют стоять 5 минут для развития окраски. Измеряют оптическую плотность окрашенных растворов, используя фиолетовый светофильтр (л=400-430) и кюветы с толщиной оптического слоя 2, 3 или 5 см, по отношению к 50 см3 дистиллированной воды, в которую добавлены те же реактивы. Массовую концентрацию общего железа находят по градуировочному графику.

Для построения градуировочного графика в ряд мерных колб вместимостью 50 см3 наливают 0,01; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 см3 рабочего стандартного раствора, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и анализируют, как исследуемую воду. Получают шкалу растворов, соответствующих массовым концентрациям железа 0,0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 мг/дм3.

Строят градировочный график, откладывая по оси ординат-соответствующие значения оптической плотности. Построение градуировочного графика повторяют для каждой партии реактивов и не реже одного раза в квартал (ГОСТ 3351-74).

3.5 Определение жесткости

Определению общей жесткости воды мешают: медь, цинк, марганец и высокое содержание углекислых и двууглекислых солей. Влияние мешающих веществ устраняется в ходе анализа.

Погрешность при титровании 100 см3 пробы составляет 0,05 моль/м3.

В коническую колбу вносят 100 см3 отфильтрованной испытуемой воды или меньший объем, разбавленный до 100 см3 дистиллированной водой. При этом суммарное количество вещества эквивалента ионов кальция и магния во взятом объеме не должно превышать 0,5 моль. Затем прибавляют 5 см3 буферного раствора, 5-7 капель индикатора или приблизительно 0,1 г сухой смеси индикатора хромогена черного с сухим хлористым натрием и сразу же титруют при сильном взбалтывании 0,05 н. раствором трилона Б до изменения окраски в эквивалентной точке (синяя с зеленоватым оттенком).

Если на титрование было израсходовано больше 10 см3 0,05 н. раствора трилона Б, то это указывает, что в отмеренном объеме воды суммарное количество вещества ионов кальция и магния больше 0,5 моль. В таких случаях следует определение повторить, взяв меньший объем воды и разбавив его до 100 см3 дистиллированной водой.

Нечеткое изменение окраски в эквивалентной точке указывает на присутствие меди и цинка. Для устранения влияния мешающих веществ к отмеренной для титрования пробе воды прибавляют 1-2 см3 раствора сульфида натрия, после чего проводят испытания, как указано выше.

Если после прибавления к отмеренному объему воды буферного раствора и индикатора титруемый раствор постепенно обесцвечивается, приобретая серый цвет, что указывает на присутствие марганца, то в ютом случае к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов следует прибавить 5 капель 1%-ного раствора солянокислого гидроксиламина и далее определять жесткость, как указано выше.

Если титрование приобретает крайне затяжной характер с неустойчивой окраской в эквивалентной точке, что наблюдается при высокой щелочности воды, ее влияние устраняется прибавлением к пробе воды, отобранной для титрования, до внесения реактивов 0,1 н. раствора соляной кислоты в количестве, необходимом для нейтрализации щелочности воды, с последующим кипячением или продуванием раствора воздухом в течение 4 минут. После этого прибавляют буферный раствор, индикатор и далее определяют жесткость, как указано выше ( ГОСТ 4151-72).

3.6 Турбидиметрический метод

Сущность метода

Метод основан на определении сульфат-иона в виде BaSO4 в солянокислой среде с помощью гликолевого реагента. Гликоль, введенный в реакционную смесь при осаждении сульфата бария, стабилизируют образующуюся суспензию BaSO4, и делает возможным турбидиметрическое микроопределение сульфатов. Чувствительность метода 2 мг/дм3SO4.

Проведение анализа

К 5 см3 исследуемой пробы или концентрата воды, отобранной в мерный цилиндр вместимостью 10 см3, прибавляют 1-2 капли соляной кислоты (1:1) и 5 см3 гликолевого реагента, тщательно перемешивают. После 30 мин экспозиции измеряют оптическую плотность раствора фотоэлектроколориметром в кюветах l=20 мм со светофильтром при длине волны 364 нм. Исследуемая проба воды с добавлением гликолевого реагента, приготовленного без BaCL2, является раствором сравнения. Содержание сульфатов находят по калибровочной кривой.

Для построения калибровочной кривой в ряд мерных колб вместимостью 50 см3 вносят 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 см3 основного стандартного раствора K2SO4 (0,5 мг SO4в 1 см3) и доводят объемно метки дистиллированной водой. Приготовленные растворы содержат: 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 14; 16; 18; 20 мг/дм3SO4. Отмеривают по 5 см3 из каждого раствора в мерные цилиндры вместимостью 10 см3.

В каждый цилиндр с образцовым раствором прибавляют 1-2 капли HCL(1:1) и 5 см3 гликолевого реагента, тщательно перемешивают, через 30 мин измеряют оптическую плотность, затем строят калибровочный график. Оптимальные интервалы концентраций для турбидиметрического определения сульфат-иона находятся в пределах 2-25 мг/дм3. При концентрации SO4 меньше 2 мг/дм3 необходимо предварительное концентрирование пробы воды упариванием (ГОСТ4389-72), (см. таблицы 4, 5 ,6 и 7).

3.7 Определение содержания марганца с удалением хлор иона выпариванием с серной кислотой

Проведение анализа

К 100- 500 см3 исследуемой воды в фарфоровой чашке прибавляют 5 см3 серной кислоты (1:2) и выпаривают сначала на водяной бане, а затем на плитке для полного удаления кислоты.

Сухой остаток смачивают небольшим количеством дистиллированной воды, прибавляют 5 см3 концентрированной азотной кислоты, 10 см3 горячей дистиллированной воды, 3 см3 0,1 н. AgNO3, 0,2 персульфата аммония и нагревают раствор до тех пор, пока интенсивность окраски не перестанет увеличиваться.

После охлаждения раствора доводят его объем дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 50 см3 до метки и сравнивают его окраску со стандартной шкалой или с зеленым светофильтром (л=530). Содержание Mn определяют по калибровочному графику.

При анализе воды с большим содержанием марганца применяют метод колориметрического титрования. Для этого 50 см3 исследуемой воды, содержащей MnO4, переносят в стакан вместимостью 100 см3, а в другой стакан той же вместимости прибавляют дистиллированную воду в объеме, равном объему исследуемого раствора. Поставив оба стакана рядом на белую бумагу, приливают в стакан с дистиллированной водой из бюретки стандартный раствор перманганата калия, пока окраска в обоих стаканах не будет одинаковой. По объему израсходованного раствора перманганата калия содержание марганца в исследуемой воде (ГОСТ4974-72), (см. таблицы 4, 5 , 6 и 7).

3.8 Определение содержания хлор-иона в воде титрованием азотнокислой ртутью в присутствии индикатора дифинилкарбазона

Сущность метода

Хлориды титруют в кислой среде раствором азотнокислой ртути в присутствии дифинилкарбазона, при этом образуется растворимая, почти диссоциирующая хлорная ртуть. В конце титрования избыточные ионы ртути с дифинилкарбазоном образуют окрашенное в фиолетовый цвет комплексное соединение. Изменение окраски в эквивалентной точке выражено четко, в связи с этим конец титрования определяется с большой точностью.

Точность метода 0,5 мг/дм 3.

Проведение анализа

Отбирают 100 см3 испытуемой воды, прибавляют 10 капель смешанного индикатора и по каплям 0.2 н. раствор HNO3 до появления желтой окраски (ph 3.6), после чего прибавляют еще пять капель 0,2 н. раствора HNO3 и титруют из микробюретки раствором азотнокислой ртути. К концу титрования окраска раствора приобретает оранжевый оттенок. Титрование продолжают медленно, по каплям добавляя раствор азотнокислой ртути, сильно взбалтывая пробу до появления слабо-фиолетового оттенка.

Для определения более четкого конца титрования используют контрольную пробу, в которой к 100 см3 дистиллированной воды прибавляют индикатор, 0.2 н. раствор азотной кислоты и одну каплю раствора азотнокислой ртути. Метод может быть использован для определения и более высоких концентраций хлоридов в воде (более 10 мг/дм3).(ГОСТ 4245-72), .

Таблица 1. Гигиенические нормативы качества воды источников питьевого водоснабжения

Глава 4 Результаты мониторинговых исследований питьевых вод колодцев

4.1 Показатели качества воды

По химическому составу питьевая вода должна быть безвредна и безопасна в эпидемическом отношении. Токсикологические показатели воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают нормативы для веществ, встречающихся в природных водах и появляющихся в результате промышленного, бытового и других загрязнений. Концентрация химических веществ в водах не должна превышать ПДК. Питьевые воды должны быть прозрачными, без мутного осадка, не иметь запаха и иметь приятный вкус.

Важным показателем качества воды является ее минерализация. Предел допустимой концентрации по минерализации для питьевых вод составляет 1 г/л. С минерализацией, как правило, связана и жесткость вод. Она в значительной мере характеризует их качество. Кислотность вод или водородный показатель характеризует величина рh. Воды хорошего качества имеют рh в интервале 6,5-8,5. Выше и ниже этого предела воды ухудшают качество и выходят за пределы допустимого ПДК. Химико-техногенным компонентам гидрохимического состава и загрязнения ими вод следует уделить другое внимание. Наиболее распространенными являются: хлор, нитраты, сульфаты, железо, нитриты, марганец.

Хлор является одним из сильных мигрантов и техногенным загрязнителем вод. Это объясняется его хорошей растворимостью, слабовыраженной способностью к сорбции на взвешенных веществах и к потреблению водными организмами. Повышенное содержание хлора ухудшает вкусовые качества воды и делает ее малопригодной для питьевого водоснабжения. Хлоридные ионы относятся к главным ионам химического состава природных вод равна 350 мг/л. Превышение ПДК по хлору в иcходных и повторных исследованиях практически не выявлено.

Сульфаты также являются распространенным сильным техногенным загрязнителем вод. Сульфатные ионы представляют собой одни из главных анионов и присутствуют практически во всех природных водах. Повышенное содержание сульфатов ухудшает качество питьевых вод и оказывает отрицательное физиологическое воздействие на организм человека. ПДК сульфатных ионов в воде составляет 500 мл/л. В водах колодцев их концентрация практически не превышало ПДК (2006г.) В 2009 г. Концентрация немного повысилась, но варьировалась в пределах нормы.

В водах колодцев содержание железа очень редко превышало ПДК.

Отмечается превышение азота и его форм в водах. Возрастание содержания аммония указывает на ухудшение качества вод. ПДК по аммонию составляет 2,0 мг/л. Превышение ПДК по NH4 не обнаружено.

Повышенное содержание нитритов является важным санитарным показателем вод. ПДК по этому показателю в исходных и повторных исследованиях практически не обнаружено.

Нитраты в последнее время широко известны как распространенные загрязнители природных вод и сельскохозяйственной продукции.

Повышенное содержание их указывает на ухудшение качества питьевых вод и их загрязнение. ПДК по нитратам составляет в питьевых водах 45,0 мг/л. Потребление вод с повышенной концентрацией нитратов разрушающе действует на сердечнососудистую и иммунною системы, увеличивает детскую смертность. При исходных исследованиях содержание нитратов в водах колодцев было высоким, в среднем 123,83 мг/л, с пределом колебаний 1,26-292,2мг/л. Превышение ПДК было обнаружено почти во всех отобранных пробах. В некоторых колодцах содержание нитратов превышало ПДК более чем в 3-5 раз (см. табл. «Исследование проб по источникам централизованного и децентрализованного водоснабжения”)

Марганец широко распространен в природе в виде отдельных минералов и руд. По содержанию в земной коре он занимает 10-е место, а в воде -19-е. Поступление его в атмосферный воздух обусловлено выбросами промышленных предприятий по добыче и переработке марганцевых руд, выплавке чугуна, стали, сплавов, производстве сухих гальванических элементов, а также при сварке и резке металлов. Важный источник загрязнения марганцем - выхлопные газы транспортных средств, работающих на бензине с антидетонаторной марганцевой присадкой. В организме человека содержится около 12 мг марганца: 43% в костях, остальное в мягких тканях, в том числе и в мозге. Суточное поступление с пищей 2-3 мг/в сутки, с питьевой водой - 10-50 мкг. Из воздуха в организм поступает 6-10 мкг. марганца в сутки. Дефицит марганца в организме маловероятен. Избыток этого элемента неблагоприятно сказывается на здоровье человека. Происходящая интоксикация нарушает деятельность центральной нервной системы. Сообщается о прямой зависимости между повышенным содержанием марганца и черным цветом волос и радужкой оболочки глаза.

4.2 Мониторинговые исследования

На базе УЗ “МЗЦГиЭ” проводились наблюдения за состоянием грунтовых вод - определялись в отобранных пробах органолептические показатели (запах, цветность, мутность, вкус), также велся учет наличия в пробах химических веществ: хлора, железа, сульфатов, азотсодержащих веществ, нитратов, нитритов и др.

Исследования показывают, что загрязнения вод колодцев зависит от глубины колодцев и местоположения в рельефе. Менее загрязнены более глубокие колодцы на повышениях, вершинах пологих холмов и в большей степени загрязнены колодцы на пониженных элементах рельефа, где находятся близко к поверхности грунтовые воды. На изучаемой территории, где проводились мониторинговые исследования, не прослеживается четкой закономерности загрязнения вод колодцев.

В целом же экологическая ситуация на территории Могилевского района удовлетворительная. Большая часть территорий относится к зонам экологического баланса и условного экологического баланса и не требует оперативных эколого-ориентированных мероприятий. Положительным аспектом здесь является высокая устойчивость природной среды.

Таблица 2. Содержание химических веществ в водах Полыковичской криницы за 2006 г.

Таблица 3. Содержание химических веществ в водах Полыковичской криницы за 2007 г.

Таблица 4 . Содержание химических веществ в водах Полыковичской криницы за 2009 г.

Таблица 5. Исследование проб по источникам децентрализованного водоснабжения за 2008 г.

Таблица 6. Результаты мониторинговых исследований питьевых вод колодцев за 2009 г.

Результаты показывают, что самая высокая концентрация нитрата наблюдалась весной и летом (с марта до августа), в то время как самая низкая была характерна для зимних и осенних сезонов (с сентября до февраля). Это можно объяснить тем фактом что весна, и лето - теплые сезоны с очень активными процессами обращения органических веществ. Хотя весенние осадки оценены как самые низкие, тающая ключевая вода может легко нести загрязнители к более глубоким слоям земли, это также означает, что такие загрязнители доберутся до колодцев. Положительная температура воздуха имеет иной вид воздействия на концентрацию нитрата, поскольку это создает более благоприятные условия для преобразования азота аммиака к азоту нитрата. Лето, по сравнению с другими сезонами, имеет самый высокий уровень осадков, насыщающих слои земли, которые питают колодцы. Это может объяснить взаимосвязь между уровнем осадков и концентрацией нитрата и температурой воздуха. Уменьшение концентрации нитрата осенью и зимой, однако, может иметь иной характер. Осенью, земля - обычно сухая, поверхностная вода, и вода от верхних слоев не проходит к колодцам. Возможно - это причина, что нет взаимодействия между концентрацией нитрата, осадками и температурой воздуха осенью. Колодцы питаются водой от более глубоких слоев, содержащих меньше веществ органического происхождения. Таким образом, возможность для нитратов просочиться вниз в воду колодцев через процесс нитрификации ниже осенью. Зимой поверхностная вода замерзает, не достигая воды колодцев, таким образом, колодцы питаются только водами более глубоких слоев, которые, в свою очередь, не приводят ни к какой взаимосвязи между концентрацией нитрата и осадками. Кроме того, низкие температуры зимой замедляют химические реакции и процессы проникновения органических веществ вниз, что может объяснить более низкую концентрацию нитрата.

Содержание нитрат-анионов в 2009 г. превышает количество нитрат-анионов за 2008 г Домашний скот, разводимый в деревнях и поселках - может влиять на концентрацию нитрата через удобрение и жидкие экскременты. Было установлено что, чем хуже организация среды колодца, тем выше концентрация нитрата. Неправильное строительство колодца, прохудившееся покрытие, плохой ремонт совка и показывает, что все эти факторы способствуют транспортировке органических веществ к колодцу. Недостаточная санитарная зона или наклонная поверхность вокруг колодца может привести к просачиванию поверхностной воды вниз к колодцу. Плохо организованная среда фермы, домашней птицы и домашнего скота, находящихся поблизости колодца может также иметь воздействие на концентрацию нитрата в воде вырытых колодцев.

Выполненное исследование позволяет сделать заключение, что количество нитратов в воде вырытых колодцев может быть уменьшено надлежащей установкой колодцев и хорошей организации ближайшей окружающей среды.

Заключение

1.Загрязнение подземных вод характерно, в первую очередь, для первого от поверхности водоносного горизонта. По различным данным, от половины до 4/5 колодцев на территории страны отличаются повышенным химическим (главным образом нитратным) и от четверти до трети - микробиологическим загрязнением. Загрязнение более глубоких водоносных горизонтов, из которых осуществляется водоснабжение городского населения, является локальным и прослеживается только для одиночных скважин. Было установлено, что большинство колодцев являются загрязненными нитратом. Средняя концентрация нитрата превысила максимальный допустимый в3-5 раз. По данным мониторинга подземных вод, как и в предыдущий год, наиболее часто наблюдались превышения нормативов качества воды (по установленным и утвержденным критериям качества - ПДК) по органолептическим признакам (запах, привкус, цветность, мутность), pH, железу, жесткости, марганцу. Практически постоянное повышенное содержание в воде железа общего, соединения марганца и в особенности нитратов.

2. По данным полученным в лаборатории можно сказать, что из 706 предоставленных проб (их было 706) только 326 соответствуют нормам, что составляет 53,82%. Из 676 проб, проверенных на органолептику, - 37 (5,47%) не соответствует ПДК. Наиболее часто встречаются превышения по железу (22%), жесткости (8,86%), и в особенности нитраты (53,82%).

3. Качество грунтовых вод и воды вырытых колодцев в сельских районах в значительной степени зависит от хозяйственной деятельности и пути использования и хранения органических и минеральных удобрений внесении минеральных, азотных и калийных удобрений весной до окончания внутрипочвенного стока наблюдается перемещение элементов питания вниз по почвенному профилю и происходит загрязнение вод. Кроме того, внесение удобрений в высоких дозах на почвах легкого гранулометрического состава, обладающих невысокой емкостью поглощения, приводит к вымыванию элементов питания из пределов корнеобитаемой зоны и попаданию в грунтовые воды. Самое сильное воздействие на загрязнение нитратами колодцев связано с расстояниями от колодца до надворной постройки, хлева, навозной кучи и огорода, так же как среда колодца и человеческая хозяйственнаядеятельность

Литература

1. Романов В.С., Романова Т.А., Романовский Ч.А. Охрана окружающей среды Могилевской области: Материалы ТерКСООС.-Мн.:БелНИЦ “Экология”,1998.-213с.-ISBN 985-6542-01-4

2. Состояние природной среды Беларуси: экол. Бюл., 2004г. С66 /под ред. В. Ф. Логинова. - Мн.: Минсктиппроект, 2004.-285с.: ил.

3. Бачила С.С., Зайко С.М., Вашкевич Л.Ф. Мониторинг качества питьевых вод/Обзорная информация. - Мн.: “БЕЛНИЦ ЭКОЛОГИЯ”,2004.-50 с.

4. Экологический бюллетень / [Электронный ресурс].-2007.- Режим доступа: http:// www.minpriroda.by. - Дата доступа: 15.04.2010.

5. Сан ПиН 10-124 РБ99 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества ”.

6. Приложение 2 к Сан ПиН 2.1.4.12-23-2006 “Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников нецентрализованного питьевого водоснабжения населения”

7. СТБ ГОСТ Р 51592-2001 . Вода. Общие требования к отбору проб (дата введения 2002-11-01)

8. СТБ ГОСТ Р 51592-2001 Вода питьевая. Методы отбора проб

9. СТБ ГОСТ Р 51593-2001 Вода питьевая

10. Гигиена сельского водоснабжения: Справочное пособие.--Алма-Ата: Кайнар, 1989.--306 с.

Приложение