Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене (стр. 24 )

Оптическая плотность растворов (по ФЭК)	Содержание нитратов, мг/л	Оптическая плотность растворов (по ФЭК)	Содержание нитратов, мг/л
0,060	5,0	0,215	25,0
0,080	7,5	0,250	27,5
0,110	10,0	0,272	30,0
0,125	12,5	0,294	32,5
0,142	15,0	0,316	35,0
0,163	17,5	0,336	37,5
0,183	20,0	0,358	40,0
0,200	22,5	0,372	42,5

Определение содержания хлоридов (связанного хлора). Принцип метода определения хлоридов (NaCl, KCl, CaCl2 и др) основан на способности азотно-кислого серебра AgNO3 осаждать их с образованием хлористого серебра AgCl белого цвета, не растворимого в воде и азотной кислоте:

NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl

Для того, чтобы в осадок не выпадали одновременно углекислые и фосфорно-кислые соли, последние растворяют прибавлением азотной кислоты.

Для качественного выявления хлоридов в пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, 2 капли концентрированной азотной кислоты и 2-3 капли 10% азотно-кислого серебра. В присутствии хлоридов образуется белый осадок или помутнение раствора.

Количественное определение хлоридов. Для количественного определения хлоридов используется титрованный раствор азотно-кислого серебра, 1 мл которого соответствует 1 мг хлоридов. По количеству раствора, пошедшего на титрование, судят о содержании хлоридов в воде. В качестве индикатора для титрования применяют двухромово-кислый калий (К2Cr2O7). Он вступает в реакцию с азотно-кислым серебром, образуя хромово-кислое серебро, окрашенное в красно-бурый цвет. Появление такой окраски при титровании указывает на завершение осаждения хлоридов азотно-кислым серебром. Реакция протекает по уравнениям:

NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl

2AgNO3 + K2Cr2O7 → Ag2Cr2O7 + 2KNO3

В колбу объемом 250-300 мл наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют 1 мл индикатора К2Cr2O7, осторожно перемешивают круговыми движениями и титруют раствором азотно-кислого серебра до появления неисчезающей очень слабой красной окраски. Отмечают количество миллилитров азотно-кислого серебра, пошедшего на титрование, и ведут расчет по следующей формуле:

X = K ∙ n ∙ 1000 / V,

где Х – содержание хлоридов в воде, мг/л; К – титр раствора азотнокислого серебра, равный 1 мг/мл; n – количество AgNO3, пошедшее на титрование, мл; V – объем исследуемой воды, равный 100 мл; 1000 – коэффициент для пересчета на 1 л.

Определение окисляемости воды основано на том, что раствор марганцево-кислого калия в присутствии серной кислоты выделяет кислород, окисляющий при кипячении органические вещества, загрязняющие воду. По количеству разложившегося КМnО4 вычисляют  количество кислорода (мг), расходуемого на окисление органических веществ, находящихся в 1 л воды.

2КМnО4 + 3H2SO4 → 5O + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

Для определения используется 0,01 н. раствор КМnО4, 1 мл которого выделяет 0,08 мг кислорода.

Поскольку раствор КМnО4 не стоек, перед началом анализа устанавливают его титр по 0,01 н. раствору щавелевой кислоты, для чего в колбу емкостью 250-300 мл наливают 100 мл дистиллированной воды,  5 мл 25% раствора серной кислоты, нагревают до кипения и титруют 0,01 н. раствором КМnО4 до появления розового окрашивания. Затем в этот раствор, не содержащий не окисленных органических веществ, из бюретки приливают 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты и вновь титруют раствором КМnО4 до розового окрашивания. Записывают объем 0,01 н. раствора КМnО4, израсходованный на титрование раствора щавелевой кислоты, и вычисляют коэффициент поправки по формуле: К = 10/ V, где К – коэффициент поправки; V – объем 0,01 н. раствора КМnО4, израсходованный на титрование 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты.

Из колбы, в которой проводилось определение титра КМnО4, выливают жидкость. Не ополаскивая ее, наливают 100 мл исследуемой воды, 5 мл 25% серной кислоты и 10 мл КМnО4, нагревают до кипения и кипятят 10 мин. Сняв колбу, приливают в горячую жидкость 10 мл 0,01 н. раствора щавелевой кислоты и после обесцвечивания содержимое колбы титруют раствором КМnО4 до появления розовой окраски. Вычисляют окисляемость воды по формуле:

Х = (V1 – V) ∙ К ∙ 0,08 ∙ 10,

где Х – окисляемость воды, мг/л; V1 – суммарный объем 0,01 н. раствора КМnО4, пошедший на титрование и прибавленный первоначально (10 мл); V – объем КМnО4, пошедший на окисление 10 мл раствора  щавелевой кислоты при установке титра; К – коэффициент поправки по титру КМnО4; 0,08 – количество кислорода, которое выделяет 1 мл 0,01 н. раствора КМnО4, мг; 10 – коэффициент перерасчета на 1 л воды.

Определение содержания фторидов в воде используют индикаторный ализаринциркониевый кислый реактив, содержащий оксихлорид циркония ZrOCl2∙8H2O, ализаринмоносульфат натрия, концентрированные соляную и серную кислоты. Готовят стандартный раствор NaF (0,221 г/1 л дистиллированной воды) и смешивают с водой в определенном соотношении для получения рабочих эталонных растворов (табл. 40). Прямое определение ориентировочной концентрации фторидов проводят путем визуального сравнения интенсивности окрашивания исследуемой воды с рабочими эталонными растворами разного разведения после добавления индикаторного ализаринциркониевого кислого реактива. Санитарно-гигиеническую оценку питьевой воды по содержанию фторидов дают, сравнивая полученную величину с ПДК.

Таблица 40. Приготовление рабочих эталонных растворов фторида натрия

Объем стандартного раствора (мл)	1	2	3	4	5	6	8	10	12	14	16
Вода (мл)	99	98	97	96	95	94	92	90	88	86	84
Окончательная концентрация фторидов (мг/л)	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6

Пример санитарно-гигиенической оценки качества питьевой воды

При исследовании пробы воды, взятой из... (указать, откуда взята данная проба) установленно, что по органолетическим свойствам вода удовлетворяет (не удовлетворяет) требованиям СанПиН. Если не удовлетворяет, то перечислить показатели, превышающие нормативные величины. Перечислить химические показатели воды, соответствующие требованиям СанПиН. Перечислить химические показатели воды не соответствующие требованиям СанПиН. Химический состав воды указывает на отсутствие загрязнения водоисточника органическими веществами (на наличие (постоянного, свежего, давнего) загрязнения водоисточника органическими веществами, так как в воде обнаружено присутствие солей аммиака, нитритов, нитратов и т. д.).

Вода пригодна (не пригодна) для хозяйственно-питьевого потребления для централизованных (нецентрализованных) систем водоснабжения при условии ее безопасности в эпидемиологическом и радиационном отношении и безвредности по химическому составу (по тем показателям, которые в ходе нашей лабораторной работы не определялись).

Тема 2. Способы очистки, обеззараживания и улучшение качества питьевой воды

Цель занятия: Изучение современных методов очистки и обеззараживания питьевой воды, освоение методик их проведения.

Вопросы теории: способы очистки воды: осветление и обесцвечивание механическими, физическими (отстаивание, фильтрация) и химическими (коагуляция) способами; устройство горизонтального и вертикального отстойников, медленного фильтра, скорого фильтра и его разновидностей (двухслойного, двухстороннего); схемы сооружений по очистке воды в городской и сельской местности; способы обеззараживания воды: физические (безреагентные); химические (реагентные) и их гигиеническая оценка; хлорирование воды; понятие о хлорпотребности, хлорпоглощаемости и остаточном хлоре; способы хлорирования воды: хлорирование нормальными; допереломными и послепереломными дозами хлора; с преаммонизацией; перехлорирование; двойное хлорирование; специальные методы улучшения качества питьевой воды.

Студент должен:

знать: основные методы очистки, обеззараживания и специальные методы улучшения качества питьевой воды;

уметь: пользоваться методиками обработки и обеззараживания воды, оценивать целесообразность и эффективность методов по улучшению качества воды.

Учебный материал для выполнения задания

Гигиеническая оценка методов улучшения качества воды

Очистка воды. Цель очистки воды – устранение механических примесей для улучшения её физических и органолептических свойств. Очистка осуществляется механическим (отстаивание), физическим (фильтрование) и химическим (коагуляция) методами.

Коагуляция позволяет удалить взвешенные частицы, не поддающихся удалению с помощью отстаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении к воде химического вещества (коагулянта), с помощью которого происходит укрупнение коллоидных частиц, образование и осаждение хлопьев, адсорбирующих взвешенные частицы, микроорганизмы, яйца гельминтов. Коагулянты (сернокислый алюминий, диоксид алюминия, сернокислые и хлорные соли железа) в воде гидролизуются и вступают в реакцию с бикарбонатами кальция и магния. Образуется коллоидный раствор гидрата окиси алюминия или железа, который в дальнейшем коагулирует с образованием хлопьев. Процесс коагуляции проходит успешно при температуре воды > 5°С и бикарбонатной жесткости ≥ 4-7°. Доза коагулянта, добавляемая к воде на водопроводах составляет от 30 до 200 мг/л. Для ускорения и облегчения хлопьеобразования в практике водоснабжения одновременно применяются высокомолекулярные флоккулянты (полиакриламид, кремниевая кислота, щелочной крахмал, альгинат натрия и др.). Остаточные количества коагулянтов и флокулянтов гигиенически нормируются: для сернокислого алюминия ПДК=0,5 мг/л, полиакриламида ПДК=2 мг/л.