STRONA 2

Praca na kursie

na temat: METODY ANALIZY BUTELKOWANEJ WODY MINERALNEJ WEDŁUG STANDARDÓW MIĘDZYNARODOWYCH

WSTĘP 1. klasyfikacja 3. Identyfikacja i badanie Przewożenie i przechowywanie Ocena organoleptyczna wskaźniki fizyczne i chemiczne część eksperymentalna 4.2 Oznaczanie udziału masowego rozpuszczonego dwutlenku węgla 4.3 Oznaczanie stężenia masowego jonów głównych, poszczególnych składników, azotanów, azotynów, srebra WNIOSKI Bibliografia

WSTĘP

Naszą planetę można nazwać wodną lub hydroplanetą. Na ogólny bilans wodny skorupy ziemskiej składają się wody Oceanu Światowego, lodowce, jeziora i rzeki, wody atmosfery oraz litosfera (hydrosfera podziemna). To wszystko daje około 1,8 miliarda km3 wody. Znaczna ilość wód słonych i mineralizowanych o różnym składzie. W głębokich strefach skorupy ziemskiej występują wody mineralne, tj. wody o mineralizacji przekraczającej 1 g/l i zawierające szereg składników chemicznych.

Moja praca kursowa poświęcona jest wodzie mineralnej. Celem mojej pracy jest omówienie głównych zagadnień dotyczących wód mineralnych, ich klasyfikacji, charakterystyki składu chemicznego, warunków gazowych i temperaturowych, a także ich zastosowania i wpływu na organizm ludzki. Osobny rozdział mojej pracy zawiera informacje dotyczące metod analizy butelkowanej wody mineralnej.

Wybrałem ten temat, ponieważ zainteresował mnie jego aktualność, zakres i znaczenie. Woda mineralna to rodzaj naturalnego leku stworzonego przez samą naturę. Lecznicze działanie wody mineralnej na organizm człowieka, jej właściwości lecznicze już od czasów starożytnych. Na bazie złóż wód mineralnych powstały kurorty, sanatoria, uzdrowiska i rozlewnie wód mineralnych. Wreszcie w Ostatnio Przypadki fałszowania wód mineralnych stały się częstsze, dlatego istnieją laboratoria, które mogą przeprowadzić badanie i zidentyfikować tę lub inną wodę mineralną. Wszystko to świadczy o wadze, znaczeniu i aktualności tematu moich zajęć.

1. Klasyfikacja

Według GOST 13273-88 do naturalnych mineralnych wód pitnych leczniczych i leczniczych zalicza się wody naturalne, które mają działanie lecznicze na organizm ludzki ze względu na główny skład jonowo-solny i gazowy, zwiększoną zawartość składników biologicznie czynnych i specyficzne właściwości (radioaktywność, temperatura, środowisko reakcji).

Wody mineralne klasyfikuje się według kilku kryteriów.

Ze względu na stopień mineralizacji i przeznaczenie dzielimy je na:

napój mineralny (tabela) o mineralizacji co najmniej 1 g/dm 3 lub mniej, ale zawierające substancje biologicznie czynne w ilościach nie mniejszych niż normy balneologiczne;

Stół leczniczy do picia o mineralizacji od 1 do 10 g/dm 3 lub mniej, zawierające substancje biologicznie czynne;

leczniczy pitny o mineralizacji od 10 do 15 g/dm 3 lub mniej w obecności zwiększonej ilości arsenu, boru, jodu i niektórych innych składników (tabela 1.1).

Tabela 1.1

Woda mineralna	Składnik aktywny biologicznie	Stężenie masowe składnika, mg/dm 3, nie mniej
Dwutlenek węgla Gruczołowy Arsen Bornaja Krzemionkowy Brom Jod	Wolny dwutlenek węgla (rozpuszczony) Żelazo Arsen Kwas ortoborowy Kwas metakrzemowy Brom Jod Materia organiczna (na bazie węgla)	500,0 10,0 35,0 50,0 25,0

Skład chemiczny wód mineralnych jest zwykle przedstawiany jako pseudoułamek: licznikiem są aniony dominujące, mianownikiem są kationy, których stężenie przekracza 20 mEq%. Jony są wymienione w malejących stężeniach, wyrażonych w mEq%. Po lewej stronie frakcji należy wskazać całkowitą mineralizację (w g/dm 3 ), gazy (g/dm 3 ) i biologicznie aktywne mikroelementy (w g/sm 3 ). Nazwa wody zaczyna się od jonu zawartego w mniejszych ilościach, pozwala to na pełne nazwanie jonów dominujących i krótko jonów mniej znaczących.

Przez skład chemiczny Wody mineralne podzielone są na 52 grupy, w ramach których istnieje podział na typy ze względu na mineralizację.

Nazwy grup zestawia się zgodnie z zasadą opisaną powyżej w oparciu o dominujące aniony i kationy. Na przykład woda z kompozycji

zwany siarczanem wodorowęglanu wapnia.

Rodzaje wody zostały nazwane na cześć najważniejszych źródeł.

Istnieje również klasyfikacja technologiczna wód mineralnych, według której określa się schemat uzdatniania wody przed butelkowaniem.

2. Technologia przemysłowego rozlewu naturalnych wód mineralnych

Naturalne wody mineralne stanowią złożony układ wieloskładnikowy. Znaleziono w nich prawie wszystkie znane pierwiastki chemiczne.

W większości wód w różne formy występują kationy: sód, wapń, magnez, potas; aniony chlorki, siarczany, wodorowęglany, węglany itp. Podstawowe mikroelementy jod, brom, fluor, selen, bor, arsen. W wodach mineralnych występują gazy w stanie rozpuszczonym: dwutlenek węgla, metan, siarkowodór, azot. Spośród nich tylko pierwszy ma wartość, pozostałe towarzyszą i są usuwane.

Do substancji organicznych występujących w wodach mineralnych zaliczają się substancje humusowe, bitumy, fenole i kwasy wielkocząsteczkowe. Wszystkie te substancje mają tę czy inną wartość leczniczą.

Wody mineralne w naturalnych źródłach występują na różnych głębokościach. W przypadku rozlewu przemysłowego poddawane są wychwytowi, czyli ekstrakcji. Ujęcia hydrauliczne do ujęcia wody mogą mieć formę odwiertów, studni kopalnianych, sztolni, w zależności od głębokości i sposobu pozyskiwania wody. Woda ze studni do elektrowni transportowana jest rurociągami, samochodami, a na duże odległości cysternami kolejowymi.

W każdym przypadku obowiązkowym warunkiem wychwytywania i transportu jest zachowanie składu chemicznego, cech organoleptycznych i czystości mikrobiologicznej. Przed butelkowaniem woda jest przechowywana w szczelnych pojemnikach pod ciśnieniem CO 2 .

Filtr przez tekturę filtracyjną lub filtry ceramiczne. Te ostatnie stosuje się do wód o mineralizacji do 7-8 g/dm 3 .

Dezynfekcja.O stopniu czystości bakteryjnej wód mineralnych decyduje obecność bakterii E. coli. W wodach mineralnych butelkowanych ich liczba nie powinna przekraczać 3 w 1 dm3 3 (indeks coli). Podczas dezynfekcji należy zniszczyć wszystkie mikroorganizmy, w tym patogenne. Stosuje się leczenie promieniami ultrafioletowymi, solami srebra i podchlorkiem sodu. Woda pochodząca ze zlewni o mianie coli mniejszym niż 2 z reguły nie jest poddawana dezynfekcji.

Chłodzenie prowadzone w celu zwiększenia stopnia nasycenia wody dwutlenkiem węgla. Ochłodzić do temperatury nie niższej niż 4-10°C, aby nie naruszyć stabilności układu solnego wody.

Nasycenie dwutlenkiem węglaprzeprowadzane w celu zachowania soli rozpuszczalnych w wodzie, zwiększenia trwałości, nadania właściwości smakowe. Wszystkie wody mineralne są nasycane CO2, w tym celu stosuje się nasycacze. różne rodzaje. Udział masowy dwutlenku węgla w leczniczych wodach mineralnych wynosi 0,15-0,20%, w leczniczych wodach stołowych - nie mniej niż 0,3%, w wodach żelazistych - do 0,4%.

Rozlany wody mineralne na zautomatyzowanych liniach rozlewniczych, analogicznych do rozlewu piwa i napojów bezalkoholowych.

Wody mineralne mogą zawierać składniki labilne, które zmieniają się pod wpływem czynników zewnętrznych. W zależności od charakteru tych składników, wody mineralne dzieli się na pięć grup technologicznych, dla których, oprócz omówionych, stosuje się specjalne rodzaje obróbki.

I grupa niebędąca dwutlenkiem węgla (niezawierająca CO 2 ) wody niezawierające składników łatwo utleniających się. Schemat leczenia jest zwykły, obejmujący nasycenie dwutlenkiem węgla.

II grupa dwutlenku węgla (zawierająca CO 2 ). Jeżeli nie zawierają składników łatwo utleniających się, obróbkę prowadzi się według zwykłego schematu, ale w warunkach zapewniających minimalną utratę dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie.

III grupa wód zawierających żelazo. Aby uniknąć utleniania żelaza, które ma właściwości lecznicze do wody dodaje się roztwory kwasu askorbinowego lub cytrynowego.

JA grupa wodorosiarczków i wodorosiarczków-siarkowodór zawierająca siarkowodór w ilości do 20 mg/dm 3 i jony wodorosiarczkowe do 30 mg/dm 3 . Te zredukowane formy siarki są podatne na utlenianie, tworząc siarkę koloidalną, która nadaje wodzie trwałą opalescencję. Ponieważ te związki nie mają korzystne właściwości, są one usuwane przez przedmuchanie dwutlenkiem węgla.

Y zaliczają się wody zawierające bakterie redukujące siarczany, które przekształcają jony siarczanowe w siarkę koloidalną. Aktywność życiowa tych bakterii zostaje stłumionawprowadzenie aktywnego chloru. Tego rodzaju woda jest rzadko butelkowana.

3. Identyfikacja i badanie

1. Zasady przyjmowania i pobierania próbek

Wody mineralne pobierane są partiami zgodnie z GOST 23268.0-91. Za partię uważa się ilość wody mineralnej o jednej nazwie, butelkowanej w jednym opakowaniutypu i wielkości lub cystern kolejowych, z jedną datą wydania i wystawionym jednym dokumentem jakości.

Dokument jakości musi zawierać:

nazwa producenta i jego podporządkowanie lub nazwaproducent, jego podporządkowanie i znak towarowy;

nazwa wody mineralnej;

wyniki badań lub potwierdzenie zgodności jakościowej P produkcja zgodnie z wymaganiami dokumentacji regulacyjnej i technicznej;

dla wody mineralnej butelkowanej w cysternach kolejowych:

numer wagonu (cysterny);

numer kolejowego listu przewozowego;

objętość transportowanej wody;

data wypełnienia;

dla butelkowanej wody mineralnej:

nominalna objętość wody;

rodzaj uszczelki korony;

Data wydania;

numer brygady lub numer odrzucającego;

wielkość partii.

W każdej partii oznacza się wskaźniki bakteriologiczne i organoleptyczne, stężenie masowe jednego lub dwóch głównych jonów, dwutlenek węgla, azotyny, azotany oraz utlenienie nadmanganianu. W partii butelkowanej wody mineralnej określa się również objętość wody i wygląd zewnętrzny butelek. W wodach niegazowanych przewożonych w cysternach kolejowych nie oznacza się stężenia masowego dwutlenku węgla.

W celu kontroli jakości wody mineralnej z każdego zbiornika pobierane są próbki do analiz o objętości co najmniej 4 dm3 3 (z czego co najmniej 2 dm 3 w celu kontroli stanu sanitarno-bakteriologicznego).

Aby kontrolować jakość butelkowanej wody mineralnej, z każdej partii wybierana jest próbka jednostek produktu, stosując metodę selekcji „na ślepo” w celu zapewnienia maksymalnej obiektywności zgodnie z GOST 18321. Objętość próbki ustalana jest w zależności od objętości kontrolowanej partii. Pełna objętość próbki jest monitorowana pod kątem zgodności z wymogami dokumentacji regulacyjnej i technicznej dotyczącej wyglądu i konstrukcji butelek.

Partia wody mineralnej zostaje przyjęta (tabela 3.1), jeżeli w próbce znajduje się liczba butelek z wodą wykazujących odkształcenia, pęknięcia, źle ustawione etykiety lub osady soli, jest mniejsza lub równa liczbie akceptacji, w przeciwnym razie zostaje ona odrzucona.

Tabela 3.1

O tym m partii wody, butelek.	Wielkość próbki, butelki	Numer akceptacji
151-500 501-1200 1201-10000 10001-35000 35001-150000

Aby monitorować zgodność objętości wody, udziału masowego dwutlenku węgla, wskaźników chemicznych i bakteriologicznych gotowego produktu z wymaganiami GOST 13273 oraz inną dokumentacją regulacyjną i techniczną, liczbę butelek wybiera się z próbki zgodnie z wymagania podane w tabeli. 3.2.

Tabela 3.2

Wielkość próbki, butelki	Objętość wody w butelce.	Udział masowy dwutlenku węgla	Wskaźniki chemiczne	Wskaźniki biologiczne

Z próbki 14 butelek monitoruje się wskaźniki chemiczne po określeniu objętości wody w butelkach. W celu przeprowadzenia oceny organoleptycznej dobór jednostek produktu do próbki odbywa się zgodnie z tabelą. 3.3.

Tabela 3.3

Objętość partii, butelki	Wielkość próbki, butelka
151-1200 1201-10000 10001-35000 35001-150000

Krótką analizę chemiczną wód mineralnych, obejmującą oznaczenie jonów głównych i mineralizacji, przeprowadza się co najmniej raz na kwartał dla wód o głębokich formacjach (powyżej 100 m) i co miesiąc dla wód o płytkim przepływie (do 100 m) w objętość próbki zgodnie z tabelą. 3.2.

Pełna analiza chemiczna wody mineralnej, w tym oznaczenie składników zgodnie z GOST 13273 i inną dokumentacją regulacyjną i techniczną, przeprowadzana jest co najmniej raz w roku. W tym przypadku próbkę zwiększa się o 10 butelek.

Krótkie i pełne analizy chemiczne przeprowadzane są w instytutach balneologii i fizjoterapii, na stacjach hydrogeologicznych ośrodków związkowych lub w wyspecjalizowanych laboratoriach hydrochemicznych innych organizacji.

Pobieranie próbek wody mineralnej ze zbiornika odbywa się z armatury do spuszczania i napełniania wody lub z kranu do pobierania próbek. Pobieranie próbek do analiz sanitarnych i bakteriologicznych odbywa się zgodnie z wymaganiami GOST 18963 i przepisami sanitarnymi zatwierdzonymi w określony sposób.

Wskaźniki chemiczne monitoruje się na podstawie średniej próbki. Próbkę średnią przygotowuje się w czystej kolbie o pojemności 2000 cm3 3 , wlewając do niego wodę mineralną z co najmniej czterech butelek.

1. . Przewożenie i przechowywanie

Butelki z wodą mineralną przewożone są wszystkimi środkami transportu zgodnie z przepisami dotyczącymi przewozu towarów łatwo psujących się dla poszczególnych środków transportu oraz w pojemnikach uniwersalnych zgodnie z GOST 18477.

Butelki z wodami mineralnymi w urządzeniach kontenerowych przewożone są wszystkimi rodzajami transportu z wyjątkiem transportu kolejowego.

Butelki z woda mineralna, uszczelnione kapturkami koronowymi z uszczelkami wykonanymi z korka litego, przechowywane są w pozycja pozioma w skrzynkach lub stosach bez skrzynek o wysokości nie większej niż 18 rzędów i zamykanych zaślepkami z uszczelkami z plastizolu w pozycji poziomej i pionowej.

Butelki zapieczętowane zakrętkami z korka litego mogą być przechowywane u producenta w pozycji pionowej przez okres nie dłuższy niż 5 dni.

Wody mineralne przechowywać w butelkach w wentylowanych, ciemnych pomieszczeniach w temperaturze od 5 do 20°C.

Podczas przechowywania dopuszcza się pojawienie się pojedynczych plam rdzy na zewnętrznej powierzchni koronek, nie naruszając przy tym szczelności zamknięcia.

Producent gwarantuje, że butelkowane wody mineralne odpowiadają wymaganiom normy, z zastrzeżeniem warunków przechowywania i transportu, przez 4 miesiące dla wód żelazistych, 12 miesięcy dla pozostałych wód od daty ich zabutelkowania.

3.3. Ocena organoleptyczna

Wskaźniki organoleptyczne określa się zgodnie z GOST 23268.1-91. Ocenić przezroczystość, kolor, smak, zapach, nasycenie dwutlenkiem węgla.

Wody mineralne pod względem wskaźników organoleptycznych muszą spełniać wymagania podane w tabeli. 3.4.

Tabela 3.4

Indeks	Charakterystyka
Wygląd Kolor Smak i zapach	Przezroczysta ciecz, bez wtrąceń obcych, z niewielkim naturalnym osadem soli mineralnych Bezbarwna lub żółtawa do zielonkawej ciecz Charakterystyka kompleksu substancji rozpuszczonych w wodzie

Przezroczystość i kolor określa się wizualnie w przechodzącym świetle dziennym lub w świetle fluorescencyjnym w czystym szkle. Przed analizą szkło płucze się wodą testową.

Przed określeniem zapachu wodę butelkowaną przechowuje się w zbiorniku z wodą o temperaturze 20-30 ° C przez godzinę. Następnie natychmiast napełnij szklankę degustacyjną i przeanalizuj zapach. Aby określić smak, wodę mineralną w butelce zanurza się w zbiorniku z wodą i lodem i trzyma przez godzinę w temperaturze 12 ± 1 ° C. Analizę wskaźników organoleptycznych przeprowadza się natychmiast po napełnieniu szklanki lub szklanki wodą.

Ocenę smakową wód mineralnych przeprowadza się analogicznie jak napojów bezalkoholowych. Łączną liczbę punktów podano w tabeli. 3.5.

Tabela 3.5

Indeks	Minimalny wynik
		"Świetnie"	"Cienki"	"Zadowolona."	"Niezadowolony."
Przezroczystość Smak Nasycenie dwutlenkiem węgla Suma punktów Całkowite limity punktów	25-23	22-20	19-16

Woda mineralna, która uzyska wynik poniżej 16 punktów, zostaje usunięta z degustacji.

1. wskaźniki fizyczne i chemiczne

Pod względem wskaźników fizykochemicznych wody mineralne muszą spełniać wymagania GOST 13273-88, zgodnie z którym wody mineralne dzieli się na grupy, które mają określone cechy (zasolenie (g/dm 3 ), jony główne (mg-eq%), obecność określonych składników, według których mają one swoje przeznaczenie i konkretne wskazania do stosowania leczniczego).

Wskazania do leczniczego (wewnętrznego) stosowania wód mineralnych:

1. Przewlekłe zapalenie żołądka.

Z normalną funkcją wydzielniczą żołądka.

Ze zwiększoną funkcją wydzielniczą żołądka

Ze zmniejszoną funkcją wydzielniczą żołądka.

Niepowikłany wrzód trawienny żołądka i dwunastnicy. Choroby operowanego żołądka spowodowane chorobą wrzodową żołądka i dwunastnicy.

Przewlekłe zapalenie jelita grubego i jelit.

Przewlekłe choroby wątroby i dróg żółciowych: zapalenie wątroby, zapalenie pęcherzyka żółciowego, zapalenie naczyń o różnej etiologii bez tendencji do częstych zaostrzeń, kamieniste zapalenie pęcherzyka żółciowego, z wyjątkiem
formy powikłane infekcjami i częstymi zaostrzeniami, a także wymagające interwencji chirurgicznej. Zespół pocholecystektomii.

Przewlekłe zapalenie trzustki.

Choroby metaboliczne: cukrzyca, otyłość, dna moczanowa, skaza moczanowa, oksaluria, fosfaturia.

Przewlekłe choroby dróg moczowych.

Niedokrwistość z niedoboru żelaza.

Podczas uzdatniania wody mineralnej kwasem siarkowymroztwór srebra lub podchlorynu sodu, stężenie masowe srebra w wodzie butelkowanej nie powinno przekraczać 0,2 mg/dm 3 , resztkowy aktywny chlor 0,3 mg/dm 3 . Stężenie masowe poniższych składników nie powinno przekraczać wartości podanych w tabeli. 3.7.

Utlenienie nadmanganianów wód mineralnych powinno mieścić się w przedziale 0,5-5,0 mg/dm 3 zużywanego tlenu, a w wodach wzbogaconych w materię organiczną może wynosić ponad 10 mg/dm 3 .

Rozbieżności pomiędzy wartościami utlenienia w źródłach i w produktach gotowych nie powinny przekraczać 15%.

Tabela 3.7

Nazwa część	Wartość stężenia masowego składnika, mg/dm 3, nie więcej	Metoda badania
Azotany (przez) Azotyny (przez ) Ołów Selen Uran Arsen na metal: W wodach leczniczych W leczniczych wodach stołowych Stront Fluor: W wodach leczniczych W leczniczych wodach stołowych Fenole w wodach leczniczych i leczniczych wodach stołowych Inna materia organiczna (na bazie węgla): W wodach leczniczych W leczniczych wodach stołowych Dla tego	50,0 0,05 1,8 (1,2×10 -9 Ci/dm 3 ) 25,0 15,0 10,0 0,001 15,0 10,0 5×10 -10 Ci/dm 3	Według GOST 23268.9 Według GOST 23268.8 Według GOST 18293 Według GOST 19413 Według dokumentów normatywnych Według GOST 23268.14 Według GOST 23950 Według GOST 23268.18 Według metodologii zatwierdzonej przez Ministerstwo Zdrowia Federacji Rosyjskiej To samo

1. Mikrobiologiczne i inne wskaźniki bezpieczeństwa

Według wskaźników bakteriologicznych wody mineralne muszą spełniać wymagania tabeli. 3.8.

Kontrolę sanitarno-bakteriologiczną wód mineralnych przeprowadza się zgodnie z GOST 18963. Termin kontroli określają przepisy sanitarne zatwierdzone w określony sposób.

Tabela 3.8

Indeks	Wartość, nic więcej	Metoda badania
Całkowita liczba bakterii w 1 cm 3 woda mineralna Liczba bakterii coli w 1 dm 3 woda mineralna		Według GOST 18963 Według GOST 18963

4. Część doświadczalna

Do prac kursowych pobrano trzy rodzaje mineralnej wody butelkowanej: „Borjomi”, „Nabeglavi” i „Essentuki nr 4” o pojemności 0,5 litra każdy. Do każdej butelki dołączone są etykiety wskazujące nazwę leczniczej wody mineralnej, a także jej główne cechy, które przedstawiono w tabeli 4.1.

Tabela 4.1

Główna charakterystyka	Producent	Wskaźniki medyczne do użytku	Skład chemiczny (mg/dm 3 )
Bordżomi
Naturalna lecznicza woda mineralna, wodorowęglan sodu. Wysoko gazowane.	Firma "IDS BORJOMIBEVERAGES Co." N. V .”1200, Gruzja, Borjomi, ul. Tori, 39. Adresy zakładów produkcyjnych: AT Georgian Mineral Waters Borjomi Rozlewnia nr 2. 1209, Gruzja, dystrykt Borjomi. Butelkowana w miejscu wydobycia ze złoża Borjomi wód mineralnych z St. nr 25 głębokość 1500m. wyprodukowany zgodnie ze STG 50, opublikować zgodnie z TU U 15.9-24364528-001	Przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka z prawidłową i zwiększoną funkcją wydzielniczą żołądka; niepowikłany wrzód trawienny żołądka i dwunastnicy; przewlekłe zapalenie okrężnicy i zapalenie jelit; przewlekłe choroby wątroby i dróg żółciowych; przewlekłe zapalenie trzustki; choroby metaboliczne, stosowany jako napój leczniczy na zalecenie lekarza oraz jako napój stołowy w przypadku niesystematycznego stosowania dłużej niż 30 dni w odstępie 3-6 miesięcy. Przechowywać w specjalnych wentylowanych magazynach, chronionych przed wilgocią, w temperaturze +3 0 C do +30 0 C, trzymać z dala od bezpośredniego światła słonecznego.	HCO3 - SO 4 2- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+	3500-5000 250-500 20-150 20-150 1000-2000 15-45
						Zawiera fluor; Sztucznie nasycony CO 2 ; Mineralizacja: 5,0-7,5 g/dm 3 .
Nabeglavi
Mineralna, naturalna lecznicza woda stołowa.	W „Wodzie Helsey”. Gruzja, rejon Chokyazhursky, wieś. Nabeglavi, 4915. Wydobyto ze studni 2zh, 17, 44, 47, 66a	Przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka z prawidłową i zwiększoną funkcją wydzielniczą żołądka; niepowikłany wrzód trawienny żołądka i dwunastnicy; przewlekłe zapalenie okrężnicy i zapalenie jelit; przewlekłe choroby wątroby i dróg żółciowych; przewlekłe zapalenie trzustki, choroby metaboliczne; cukrzyca; zaburzenia metabolizmu tłuszczów. Stosowany jako napój leczniczy na zalecenie lekarza oraz jako napój stołowy w przypadku niesystematycznego stosowania przez okres dłuższy niż 30 dni w odstępie 3-6 miesięcy. Przechowywać w specjalnych wentylowanych magazynach, chronionych przed wilgocią, w temperaturze +5 0 C do +20 0 C	Węglowodany Siarczany Chlorki Wapń Magnez Sód + potas		2400-4400 70-244 42-95 36-112 34-120 930-1270
						Wodorowęglan sodowo-krzemowoborowy, wysokogazowany, sztucznie nasycony CO 2 . Kwas metakrzemowy 55-90 mg/dm 3 ; Kwas ortoborowy >35 mg/dm 3 ; Mineralizacja wody 3,5-5,9 g/dm 3.
Essentuki nr 4
Mineralna woda pitna, naturalna lecznicza woda stołowa.	Z oo „Uniwersalna rozlewnia wody mineralnej „AQUA-VFYT”. Rosja, 357600, Obwód Stawropolski, Essentuki, ul. Nowopiatigorskaja, 1.	Przewlekłe zapalenie błony śluzowej żołądka z prawidłową i zwiększoną funkcją wydzielniczą żołądka; niepowikłany wrzód trawienny żołądka i dwunastnicy; choroby operowanego żołądka i dwunastnicy; przewlekłe zapalenie jelita grubego i jelit, przewlekłe choroby wątroby; drogi moczowe i żółciowe; zapalenie wątroby, zapalenie pęcherzyka żółciowego; przewlekłe zapalenie trzustki; choroby metaboliczne: cukrzyca, otyłość, dna moczanowa, skaza kwasu moczowego, oksaluria, fosfaturia. Zespół pocholecystektomii. W przypadku powyższych chorób wodę spożywa się jedynie poza fazą ostrą. Dopuszczalne jest naturalne wytrącanie soli mineralnych. Przechowywać w pomieszczeniach chronionych przed wilgocią, w temperaturze +5 0 C do +20 0 C.	HCO3 - SO 4 2- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+, K+	3900-4900 1100-1900 <150 <100 2000-3000
						HBO….35-150; CO...500-2000; Mineralizacja: 7,0-10,0 g/dm 3 .

1. Określanie objętości wody butelkowanej

Objętość wody butelkowanej określa się zgodnie z GOST 23268.1-91 poprzez pomiar za pomocą cylindrów miarowych w temperaturze 20 ± 1 °C. Wodę mineralną zamkniętą w butelkach umieszcza się w zbiorniku z wodą i przechowuje przez 1 godzinę. Zawartość butelek ostrożnie wlewa się wzdłuż ścianki do suchych cylindrów, z butelek o pojemności 0,33; 0,5 i 1,0 dm 3 odpowiednio na cylindry o pojemności 250, 500 i 1000 cm 3 , a nadmiar wody do cylindra o pojemności 100 cm3 3 . Objętość wody mineralnej określa dolny menisk z błędem nieprzekraczającym wartości podziału walca.

Za końcowy wynik określenia objętości wody mineralnej w butelkach przyjmuje się średnią arytmetyczną z napełnienia dziesięciu butelek w centymetrach sześciennych. Oblicz wartość odchylenia jako procent nominalnej objętości wody w butelce.

1. Oznaczanie udziału masowego rozpuszczonego dwutlenku węgla

Udział masowy rozpuszczonego dwutlenku węgla określa się zgodnie z GOST 23268.2-91 metodą manometryczną lub miareczkową.

W ramach zajęć prowadzę metodę miareczkową opartą na absorpcji dwutlenku węgla przez zasady z utworzeniem jonów węglanowych, które po zakwaszeniu przekształcają się w jony wodorowęglanowe. Ilość rozpuszczonego dwutlenku węgla określa się na podstawie różnicy pomiędzy całkowitym stężeniem masowym jonów wodorowęglanowych a ich stężeniem masowym w wodzie źródłowej. Metoda pozwala oznaczyć już od 5 mg jonów wodorowęglanowych w próbce.

Przygotowaną próbkę (szybko odkorkować butelkę i wlać 20-40 cm 3 woda mineralna do wsadu alkalicznego 10 cm 3 1 M roztwór wodorotlenku sodu) przenosi się ilościowo do kolby miareczkowej, dodaje 2 krople roztworu fenoloftaleiny i miareczkuje 0,1 M kwasem solnym aż do odbarwienia roztworu. Nie uwzględnia się objętości kwasu zużytego do miareczkowania fenoloftaleiną.

Oznaczanie początkowego stężenia masowego jonów węglowodorowych.

Stężenie masowe jonów wodorowęglanowych określa się zgodnie z GOST 23268.3.

3 wybierz od 25 do 50 cm 3 analizowanej wody, objętość próbki uzupełnia się wodą destylowaną do 100 cm3 3 , dodać 2-3 krople roztworu oranżu metylowego i miareczkować 0,1 M kwasem solnym, aż kolor roztworu zmieni się z żółtego na różowy. Jeżeli woda do badania zawiera więcej niż 300 mg/l jonów wodorowęglanowych, po zakończeniu miareczkowania próbkę wody ogrzewa się pod chłodnicą zwrotną przez 5-7 minut (zastąpiono chłodnicę zwrotną lejkiem odwróconym). Jeżeli barwa roztworu zmieni się na żółtą, próbkę miareczkuje się kwasem solnym.

Stężenie masowe jonów wodorowęglanowych (X), g/dm 3 , obliczone według wzoru

Gdzie V n objętość roztworu kwasu solnego zużytego do miareczkowania, cm 3 ;

n normalność roztworu kwasu solnego;

61 gramów równoważnika jonów wodorowęglanowych;

V objętość wody pobranej do analizy, cm 3 ;

Całkowite stężenie masowe jonów wodorowęglanowych (X 1) g/dm 3 , obliczone według wzoru: X 1 = V 1 × M × 61 / V 2 - V 3,

gdzie V1 - objętość roztworu kwasu solnego zużyta do miareczkowania oranżem metylowym, cm 3 ;

M molarność roztworu kwasu solnego;

61 masa molowa równoważnego jonu wodorowęglanowego;

V 2 całkowita objętość próbki i ładunek alkaliczny, cm 3 ;

V 3 objętość ładowania alkalicznego, cm 3 .

Stężenie masowe rozpuszczonego dwutlenku węgla (X 2 ), g/dm 3 , obliczane według wzoru:

X 2 = (X 1 - X) × 0,72,

gdzie X 1 całkowite stężenie masowe jonów węglowodorowych g/dm 3 ;

Х początkowe stężenie masowe jonów wodorowęglanowych g/dm 3 ;

0,72 współczynnik przeliczeniowy ilości jonów wodorowęglanowych na równoważną ilość dwutlenku węgla g/dm 3 .

Obliczenia przeprowadzane są do 0,001 g/dm 3 a następnie zaokrąglić wynik do 0,01 g/dm 3 .

Wyniki badań przedstawiono w tabeli 4.2.

Tabela 4.2

Nazwa wody		V n					X 1	X2
„Bordżomi”		2,35	33,75			4,75	6,86	1,52
„Nabeghlawi”		0,75	17,15			1,50	3,48	1,43
„Essentuki nr 4”		0,85	13,45			1,71	2,73	1,02

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wszystkie badane wody mineralne zawierają rozpuszczony dwutlenek węgla, którego wskaźniki odpowiadają wskazanym na etykiecie.

1. Oznaczanie stężenia masowego jonów głównych, poszczególnych składników, azotanów, azotynów, srebra

Stężenie masowe głównych jonów, poszczególnych składników, azotanów, azotynów,srebro określa się zgodnie z GOST 23268.3-23268.9, GOST 23268.11, GOST 23268.13-23268.18.

W artykule zostaną zaprezentowane tylko niektóre metody oznaczania azotanów i azotynów.

Do oznaczania jonów azotynowych stosuje się metody kolorymetryczne: wizualną i fotometryczną, polegające na powstaniu czerwonego barwnika azowego podczas reakcji jonów azotynowych z odczynnikiem Griessa.

Badając wodę mineralną metodą wizualną, dodaj 1 cm 3 analizowana woda. Jednocześnie przygotować roztwór wzorcowy o stężeniu 2 mg/dm 3 jony azotynowe, dla których do tej samej probówki dodaje się 1 dm 3 działające standardowe rozwiązanie. Do zawartości probówek dodać 5 cm 3 Roztwór odczynnika Griessa. Objętość roztworów uzupełnia się wodą destylowaną do 20 cm. 3 . Po 20 minutach porównuje się intensywność barwy analizowanego roztworu z intensywnością barwy roztworu referencyjnego w świetle przechodzącym. Produkty spełniają wymagania aktualnej dokumentacji regulacyjnej i technicznej, jeśli intensywność barwy analizowanego roztworu nie przekracza intensywności barwy roztworu referencyjnego w dwóch równoległych oznaczeniach.

Obecność jonów azotanowych w wodzie mineralnej oznacza się metodami kolorymetrycznymi i potencjometrycznymi.

Kolorymetryczna metoda oznaczania difenyloaminą przeznaczona jest do szybkiego określenia maksymalnej dopuszczalnej zawartości jonów azotanowych w wodach mineralnych. Metoda polega na utlenianiu difenyloaminy jonami azotanowymi z wytworzeniem zabarwionej na niebiesko chinoidowej pochodnej difenyloaminy. Metoda pozwala na oznaczenie jonów azotanowych w próbce w ilości od 0,001 do 0,005 mg.

Dodaj 1 cm do suchej probówki 3 przygotowana próbka.Jednocześnie przygotowuje się roztwory wzorcowe o zawartości jonów azotanowych 0,0; 1,0; 2,0; 5,0 mg/dm 3 w tym celu do tych samych probówek dodaje się odpowiednio 1 cm. 3 przygotowane robocze roztwory wzorcowe azotanu potasu (roztwory nr 2, 3, 4).

Do zawartości probówek dodać 0,1 cm z mikrobiurety. 3 10% roztwór chlorku sodu, ostrożnie wlać 2,5 cm 3 odczynnik difenyloaminowy, wymieszać szklanym prętem i umieścić w szklance wody o temperaturze od 18 do 22°C O C. Po 2,5 godzinach porównać intensywność barwy analizowanego roztworu z intensywnością barwy roztworów wzorcowych.

Przygotowanie odczynnika difenyloaminy: inkolba miarowa o pojemności 100 cm 3 wlać 38 cm 3 woda destylowana, dodać 5 cm 3 podstawowym roztworem difenyloaminy, objętość roztworu ostrożnie dobiera się do kreski za pomocą stężonego kwasu siarkowego, miesza i pozostawia na 3 do 5 dni. Odczynnik powinien być bezbarwny.

Przygotowanie roztworu podstawowego difenyloaminy: Odważa się 0,1 g difenyloaminy z błędem nie większym niż ±0,0002 g i umieszcza w kolbie miarowej o pojemności 100 cm3 3 , ostrożnie rozpuść w kwasie siarkowym i dostosuj objętość roztworu tym samym kwasem do kreski.

Stężenie masowe jonów azotanowych (X), mg/dm 3 , obliczone ze wzoru X = C × V 2 / V 1, gdzie

C - stężenie masowe jonów azotanowych, mg/dm 3 ;

V 2 objętość, do której próbka jest rozcieńczona, cm 3 ;

V 1 objętość analizowanej wody pobranej do rozcieńczenia, cm 3 .

W przypadku braku porozumienia w ocenie jakości mineralnej wody pitnej leczniczej, leczniczej stołowej i naturalnej wody stołowej, stosuje się kolorymetryczną metodę oznaczania kwasem fenolodisulfonowym.

4.4. Oznaczanie resztkowego stężenia aktywnego chloru

Wolny (resztkowy) chlor. Jest to kwas podchlorawy, produkty jego rozpuszczania i cząsteczki chloru.

Stężenie masowe resztkowego aktywnego chloru określa się zgodnie z GOST 18190 trzema metodami.

Podczas realizacji zajęć, badania będą prowadzone wyłącznie metodą jodometryczną i miareczkowaniem oranżem metylowym.

Metoda jodometryczna.

Do kolby stożkowej wlać 0,5 g jodku potasu i rozpuścić w odległości 1 – 2 cm 3 wodę destylowaną, następnie dodać roztwór buforowy w ilości w przybliżeniu równej półtorakrotności zasadowości analizowanej wody, po czym dodać 250 - 500 cm3 3 analizowana woda. Uwolniony jod miareczkuje się 0,005 M roztworem tiosiarczanu sodu z mikrobiurety aż do pojawienia się jasnożółtego zabarwienia, po czym dodaje się 1 ml 0,5% roztworu skrobi i roztwór miareczkuje się aż do zaniku niebieskiego zabarwienia.

gdzie w - ilość 0,005 M roztworu tiosiarczanu sodu użytego do miareczkowania, cm 3 ;

K - współczynnik korygujący na normalność roztworu tiosiarczanu sodu oblicza się ze wzoru K = 10/ v(w - ilość siarczanu sodu zastosowana do miareczkowania, ml);

0,177 - zawartość aktywnego chloru odpowiadająca 1 cm 3 0,005 N roztwór tiosiarczanu sodu;

V - objętość próbki wody pobranej do analizy, cm 3 .

Metoda miareczkowania oranżu metylowego polega na utlenianiu oranżu metylowego wolnym chlorem, w przeciwieństwie do chloramin, których potencjał utleniający jest niewystarczający do zniszczenia oranżu metylowego.

Do porcelanowego kubka umieszcza się 100 ml badanej wody, dodaje się 2-3 krople 5 M roztworem kwasu solnego i szybko miareczkować, mieszając, roztworem oranżu metylowego, aż do uzyskania trwałego różowego zabarwienia.

X 1 = (0,04 + (υ 1 ∙ 0,0217) ∙ 1000) / V 1,

gdzie υ 1 - ilość 0,005% roztworu oranżu metylowego zastosowana do miareczkowania, ml;

0,0217 miana roztworu oranżu metylowego;

współczynnik empiryczny 0,04;

V 1 objętość wody pobranej do analizy, ml;

Z różnicy pomiędzy zawartością całkowitego chloru resztkowego, oznaczoną metodą jodometryczną, a zawartością wolnego chloru resztkowego, oznaczoną metodą miareczkową, oranżu metylowego, zawartość chloru chloraminy (X 2 ):

X 2 = X X 1.

Wyniki badań przedstawiono w tabeli 4.3.

Tabela 4.3

Nazwa wody	V, ml	υ, ml	V 1, ml	υ 1, ml	X, mg/l	X 1, mg/l	X2, mg/l
„Bordżomi”		36,50		35,00	0,26	0,01	0,25
„Nabeghlawi”		16,06		48,50	0,12	0,02	0,10
„Essentuki nr 4”		17,54		118,00	1,23	0,03	1,20

4,5. Oznaczanie stężenia utlenienia nadmanganianu

Utlenialność nadmanganianu wody to wielkość charakteryzująca zawartość substancji organicznych i mineralnych w wodzie, które ulegają utlenieniu (w określonych warunkach) przez jeden z silnych utleniaczy chemicznych, w naszym przypadku za pomocą nadmanganianu potasu (nadmanganianu potasu). Wskaźnik ten odzwierciedla całkowite stężenie materii organicznej w wodzie.

Stężenie masowe utleniania nadmanganianu określa się zgodnie z GOST 23268.12.

Metoda polega na utlenianiu substancji organicznych roztworem nadmanganianu potasu w środowisku kwaśnym lub zasadowym podczas gotowania. Metoda pozwala określić ilość materii organicznej, której utlenienie pochłania do 10 mg/dm 3 tlen.

Oznaczenie utlenialności utrudnia obecność w próbce jonów siarczkowych, azotynowych i jonów żelaza ( II).

1 mg H2S - odpowiadają 0,047 mg zużytego tlenu;

1 mg NO2 odpowiada 0,35 mg zużytego tlenu;

1 mg Fe(II ) - odpowiada 0,14 mg zużytego tlenu.

Oznaczanie utlenialności w środowisku kwaśnym (przy stężeniu masowym jonów chlorkowych w wodzie mniejszym niż 300 mg/dm 3 ).

W kolbie stożkowej o pojemności 250 cm 3 wnieś 100 cm 3 3 zużytego tlenu, pobrać do analizy mniejszą objętość wody), umieścić kilka kawałków porowatej porcelany, dodać 5 cm 3 kwas siarkowy (1:2) i 20 cm 3 0,01 M roztwór nadmanganianu potasu. Przykryj kolbę szkiełkiem zegarkowym i gotuj od momentu wrzenia przez 10 minut.

Do gorącego roztworu dodaje się 20 cm 3 0,01 M roztworem kwasu szczawiowego i natychmiast miareczkować 0,01 M roztworem nadmanganianu potasu do uzyskania różowego koloru. Równolegle przeprowadza się ślepe doświadczenie. Aby to zrobić, weź 100 cm 3 wodę destylowaną i traktować ją w taki sam sposób, jak wodę analizowaną.

Oznaczanie utlenialności w środowisku zasadowym (przy stężeniu masowym jonów chlorkowych w wodzie większym niż 300 mg/dm 3 ).

W kolbie stożkowej o pojemności 250 cm 3 wkład 100 cm 3 analizowana woda (o stopniu utlenienia powyżej 10 mg/dm 3 zużytego tlenu, pobrać do analizy mniejszą objętość wody), umieścić kilka kawałków porowatej porcelany, dodać 0,5 cm 3 stężony roztwór wodorotlenku sodu i 20 cm 3 0,01 M roztwór nadmanganianu potasu. Przykryj kolbę szkiełkiem zegarkowym i gotuj od momentu wrzenia przez 10 minut. Dodać 5 ml kwasu siarkowego (1:2), 20 cm 3 0,01 M roztworem kwasu szczawiowego i natychmiast miareczkować 0,01 N roztworem nadmanganianu potasu do uzyskania różowego koloru. Równolegle przeprowadza się ślepe doświadczenie.

Utlenialność (X), mg/dm 3 , zużyty tlen oblicza się ze wzoru: X = (V V 1 )× n× 8× 1000 / V 2, gdzie

V objętość roztworu nadmanganianu potasu zastosowana do miareczkowania analizowanej wody, ml;

V 1 - objętość roztworu nadmanganianu potasu zużyta do miareczkowania ślepej próby, ml;

n jest stężeniem molowym równoważnika roztworu nadmanganianu potasu;

8 masa molowa równoważnika tlenu;

V 2 - objętość próbki wody pobranej do analizy, ml.

Wynik końcowy przyjmuje się jako średnią arytmetyczną z trzech równoległych oznaczeń, a dopuszczalne różnice między nimi nie powinny przekraczać 2%.

Wyniki uzyskane w trakcie badań zestawiono w tabeli 4.4.

Tabela 4.4

Nazwa wody	n, mol/l równ.	V, ml	V 1, ml	V2, ml	X, mg/l
„Bordżomi”	0,01	3,00			2,16
„Nabeghlawi”	0,01	4,20		100	3,0
„Essentuki nr 4”	0,01	5,80	0,5	100	4,0

Wzrost utleniania nadmanganianu o ponad 4,0 mg O2 na 1 litr wskazuje na możliwe zanieczyszczenie źródła wody substancjami pochodzenia organicznego i mineralnego. Minimalne utlenianie (do 2,0 mg O2 na 1 l) charakteryzują się zazwyczaj wodami artezyjskimi.

W pracy ustalono, że utlenienie nadmanganianem badanych wód mineralnych jest normalne i nie przekracza maksymalnej dopuszczalnej wartości utlenienia nadmanganianem 4 mgO2 /l na Ukrainie, a w Rosji liczba ta wynosi 5 mgO2 /l.

WNIOSKI

Podsumowując, możemy stwierdzić: do wód mineralnych (leczniczych) zalicza się wody naturalne, które mogą mieć działanie lecznicze na organizm człowieka, albo ze względu na zwiększoną zawartość przydatnych, biologicznie aktywnych składników składu soli jonowo-gazowej, albo ogólny skład soli jonowo-solnej wody. Wody mineralne nie są specyficznym typem genetycznym wód podziemnych. Należą do nich wody bardzo zróżnicowane pod względem warunków powstawania i różniące się składem chemicznym. Do celów leczniczych wykorzystuje się wodę o mineralizacji od ułamków grama na 1 litr do silnie stężonych solanek, o różnym składzie jonowym, gazowym i mikroskładnikowym oraz o różnej temperaturze. Do wód podziemnych zaliczanych do mineralnych zalicza się wody infiltracyjne i sedymentacyjne oraz wody mniej lub bardziej kojarzone ze współczesną działalnością magmy. Występują powszechnie w różnych strefach hydrodynamicznych i hydrotermalnych skorupy ziemskiej, w różnorodnych warunkach geochemicznych i mogą ograniczać się do warstw wodonośnych rozmieszczonych na rozległych obszarach lub mogą reprezentować ściśle zlokalizowane wody żył szczelinowych.

Aby rozwiązać problem identyfikacji butelkowanej wody mineralnej i przyporządkowania jej do określonej grupy, stosuje się określone metody analityczne, które przeprowadza się zgodnie z wymogami międzynarodowych standardów.W przypadku uzyskania niezadowalających wyników badań przynajmniej dla jednego ze wskaźników, dla których ustalono numery akceptacji i odrzucenia, partia zostaje odrzucona.

Badania te są bardzo ważne, ponieważ Mineralne wody pitne i lecznicze wody stołowe muszą mieć właściwości lecznicze i w żadnym wypadku nie powinny szkodzić człowiekowi.

Bibliografia

1. Oreshko A.V., Beresten N.F. Napoje bezalkoholowe // Przemysł spożywczy, nr 5,2009 , s. 26.
2. Rudolf V.V., Yashkova P.M., Oreshko A.V. Podręcznik mistrza ProiHprodukcja napojów bezalkoholowych. M.: Agropromizdat,200 8. 191 s.
3. Ekspertyza napojów / V.M. Poznyakovsky, V.A. Pomozova, T.F. Kiseleva, L.V. Permyakova, czwarta uzda, poprawna. i dodatkowe Nowosybirsk: Wydawnictwo Uniwersytetu Syberyjskiego; Wydawnictwo Uniwersytetu Nowosybirskiego, 201 1,384 s.

UDC: 613,31: 543,3 (048,8) SKŁAD CHEMICZNY WÓD MINERALNYCH REJONU Biełgorodskiego

Przeprowadzono badania składu chemicznego 12 rodzajów konfekcjonowanych wód mineralnych produkowanych w rejonie Biełgorodu. Oznaczono stężenie czynne wody (pH), jej twardość całkowitą, zawartość wapnia, magnezu, wodorowęglanów, siarczanów, chlorków, fluorków, jonów jodkowych oraz żelaza ogólnego (II i III). Podane wskaźniki jakości wody porównano ze wskaźnikami wody ze scentralizowanych systemów zaopatrzenia w wodę pitną. Dokonano biochemicznej oceny uzyskanych wyników.

Słowa kluczowe: woda mineralna, skład kationowo-anionowy, normy jakości, przydatność fizjologiczna wody pitnej.

L.F. Goldovskaya-Peristaya, I.V. Indina, VA Peristy, M.N. Japrencew

Państwowy Narodowy Uniwersytet Badawczy w Biełgorodzie, Rosja, 308015, Biełgorod, ul. Pobieda, 85

E-mail: [e-mail chroniony]

Wstęp

Do wód mineralnych zalicza się podziemne (czasami powierzchniowe) wody naturalne, które charakteryzują się dużą zawartością składników biologicznie czynnych oraz mają specyficzne właściwości fizykochemiczne (temperatura, skład chemiczny, radioaktywność itp.).

Wody mineralne wykorzystywane są do celów leczniczych i przemysłowych. Do wód leczniczych zalicza się te wody, które ze względu na swoje właściwości fizyczne i chemiczne mają działanie lecznicze na organizm człowieka (dwutlenek węgla, siarkowodór itp.). Do wód cennych przemysłowo zalicza się wody, z których można wydobywać składniki przydatne w gospodarce narodowej (sól kuchenna, brom, jod, bor).

Na przykład wody naturalne Dla wód mineralnych opracowano specjalne kryteria charakteryzujące fizjologiczne, a zatem lecznicze działanie wód. Do takich kryteriów zaliczają się:

Aktywna reakcja wody, charakteryzująca się wartością pH;

Temperatura wody;

Skład jonowy wód mineralnych;

Nasycenie gazem wód;

Radioaktywność wody.

W zależności od jakości wody, ulepszonej w stosunku do wymagań higienicznych stawianych wodzie ze scentralizowanego zaopatrzenia w wodę, a także dodatkowych wymagań medycznych i biologicznych, wodę pakowaną dzieli się na 2 kategorie.

Pierwsza kategoria to woda o jakości pitnej (bez względu na źródło jej otrzymania), bezpieczna dla zdrowia, w pełni spełniająca kryteria korzystnych właściwości organoleptycznych, bezpieczeństwa epidemicznego i radiacyjnego, nieszkodliwości składu chemicznego i stabilnie zachowująca swoje wysokie właściwości pitne .

Najwyższą kategorią jest woda bezpieczna dla zdrowia i optymalnej jakości (pochodząca z niezależnych, najczęściej podziemnych ujęć, najlepiej źródlanych lub artezyjskich, niezawodnie chroniona przed zanieczyszczeniami biologicznymi i chemicznymi).

Przy zachowaniu wszelkich kryteriów dla wody I kategorii woda pitna o optymalnej jakości musi spełniać także kryterium przydatności fizjologicznej pod względem zawartości podstawowych biologicznie niezbędnych makro- i mikroelementów oraz bardziej rygorystyczne normy dotyczące szeregu wskaźników organoleptycznych i sanitarno-toksykologicznych.

O składzie chemicznym wód mineralnych decyduje zawartość trzech anionów – HCO3-, 5042_, C1- oraz trzech kationów – Ca2+, Md2+, Na+. Stosunek tych sześciu pierwiastków określa główne właściwości wód gruntowych - zasadowość, zasolenie i twardość. Ze względu na skład anionowy wody mineralne dzielimy na:

Chlorek (C1-);

Siarczan (5042-);

Wodorowęglan (HCO3-);

Półprodukt (wodorowęglan-siarczan, siarczan-chlorek, chlorek-siarczan i bardziej złożone kompozycje).

Ze względu na skład kationowy wody mineralne mogą być:

Sód (Noa+);

wapń (Ca2+);

Magnez (Md2+);

Mieszany.

Skład chemiczny wód podziemnych, w tym mineralnych, kształtuje się pod wpływem wielu czynników naturalnych i ma swoją specyfikę regionalną w różnych obszarach geograficznych. Rzadko jest ona zbilansowana w korzystnych dla organizmu człowieka proporcjach i zwykle charakteryzuje się nadmiarem lub niedoborem określonych makro- lub mikroelementów.

W rejonie Biełgorodu podczas eksploracji złóż stałych minerałów odkryto podziemne wody mineralne. Wyróżnia się następujące grupy wód mineralnych: balneologiczne, mineralne lecznicze, mineralne pitne lecznicze-stołowe i mineralne stołowe. Do pierwszej grupy (wody balneologiczne) zalicza się wody radonowe, które stosowane są w postaci kąpieli radonowych. Złoża mineralnych wód leczniczych są powszechne w obwodach Biełgorod, Starooskol, Szebekinski i Czerniański. Kawiarnie lecznicze z piciem minerałów są powszechne w obwodach Biełgorod, Szebekinski, Borysowski i Rakitianski. Mineralne wody stołowe zidentyfikowano w obwodach Biełgorod, Jakowlewski, Prochorowski i Szebekiński. Nazywa się je wodami gruntowymi przyjaznymi dla środowiska, ponieważ są dość dobrze chronione przed zanieczyszczeniami. Takie mineralne wody podziemne można stosować do butelkowania bez specjalnego uzdatniania wody odczynnikowej, zarówno w postaci naturalnej, jak i nasyconej dwutlenkiem węgla (woda gazowana), a także do przygotowania napojów bezalkoholowych, soków, żywności dla niemowląt itp.

Celem pracy była ocena jakości mineralnych wód pitnych leczniczych i stołowych obwodu Biełgorodu na podstawie reakcji aktywnej (pH) i składu jonowego.

Metody badawcze

Do badań wzięto 12 rodzajów pakowanych wód mineralnych produkowanych w regionie Biełgorodu: Aqua Futuri, Blagodatny Spring, Krasivo, Epiphany Spring, Mayskaya Khrustalnaya, Path to the Top, Spring of Belogorya, Rozhdestvenskaya, Saninskaya, Standard Belogorya, Khrustal Belogorya , Jasny Cóż.

Twardość całkowitą, zawartość jonów wapnia, magnezu, wodorowęglanów, siarczanów i chlorków oznaczono metodą miareczkową według odpowiednich GOST. Aktywną reakcję wody, charakteryzującą się wartością pH, określono metodą potencjometryczną. Stężenie mikroelementów (jonów jodkowych i fluorkowych) oznaczano standardowymi metodami. Do oznaczenia stężenia jonów jodkowych wykorzystano metodę fotometryczną, opartą na katalitycznym działaniu jonu jodkowego na reakcję utleniania jonu tiocyjanianowego żelaza(III). Stężenie jonów fluorkowych w wodzie oznaczano metodą jonometryczną przy użyciu elektrody B-selektywnej. Stężenie żelaza całkowitego (II i III) oznaczono metodą spektrofotometryczną według odpowiednich GOST.

Wyniki i ich dyskusja

W tabeli 1 przedstawiono ogólną charakterystykę badanych wód mineralnych. Klasę wody deklaruje producent, a wartość pH określa się doświadczalnie.

Wody mineralne regionu Biełgorodu wydobywane są ze studni artezyjskich na głębokościach od 320 do 737 m.

Tabela 1

Ogólna charakterystyka badanych wód mineralnych

Lp. Nazwa wody Głębokość studni artezyjskiej, m Klasa wody według składu anionowo-kationowego pH Producent wody mineralnej

1 Aqua-Futuri 320 pierwsza kategoria 7-34 Valuyki, JSC Valuy Distillery

2 Blagodatny wiosna 737 jadalnia, soda oczyszczona 8,67 rejon Biełgorod, wieś. Veselaya Lopan, destylarnia Veselaya Lopan

3 Krasivo 679 jadalnia, soda oczyszczona, medyczna 8,66 rejon Borysów, sanatorium „Krasivo”

4 Manierka Kreshchensky Rodnik 320, wodorowęglan sodu-chlorek 7,72 Valuyki, JSC Valuysky Distillery Distillery

5 Mayskaya Khrustalnaya 640 stołówka, soda oczyszczona 8,45 Biełgorod, wieś Maysky, OJSC „Białe Góry”

6 Droga do pierwszej 320 najwyższej kategorii 5.21 Valuyki, JSC Value Distillery

7 Manierka Spring Belogorye 500, wodorowęglan sodu 8,58 Korocha, JSC Belogorye i K

8 Rozhdestvenskaya 465 stołówka, siarczan sodowy 8,25 Jakowlewski rejon, Stroitel, Rodnik LLC

9 Saninskaya 385 jadalnia, wodorowęglan wapniowo-sodowy 8,05 rejon Korochansky, wieś. Gremyache, OJSC „Agroproduct”

10 Standard Belogorya - stołówka, siarczan sodowy 8,29 Biełgorod Sp. z oo "Wodny Świat"

11 Khrustal Belogorye 496 jadalnia, wodorowęglan sodu 8,43 Biełgorod, OJSC „Elgaz-Plus”

12 Studnia Yasny - jadalnia, wodorowęglan wapnia 7,83 Korocha, Belogorye i K LLC

Normy jakości dla pakowanej wody pitnej Kategoria pierwsza - 6.58.5 -

Nasze badania wykazały, że pH badanych wód mineralnych wynosi 7,348,67. Wartość pH wody mineralnej „Droga na Szczyt” nie jest brana pod uwagę, ponieważ woda ta sprzedawana jest wyłącznie w formie gazowanej i nie ma porównania z innymi wodami pod względem tego wskaźnika. Większość badanych wód mineralnych spełnia wymagania higieniczne i standardy jakościowe dla wody pitnej, pakowanej w opakowania, której pH powinno wynosić 6,5-8,5. Natomiast wody mineralne „Blagodatny Istochnik” i „Krasivo” nieznacznie przekraczają określoną normę. Badane wody mineralne pod względem właściwości kwasowo-zasadowych zaliczane są do słabo zasadowych, dla których wartość pH wynosi 7,2-8,5.

Wielu autorów zauważa, że ​​bardzo ważne jest picie wody o zasadowym pH, ponieważ większość płynów biologicznych organizmu ludzkiego ma odczyn zasadowy: pH krwi tętniczej 7,35-7,45, krew żylna - 7,26-7,36, limfa - 7,35-7,40 , płyn międzykomórkowy - 7,26-7,38, sok trzustkowy - 7,50-8,0, żółć w przewodach - 7,4-8,5 itd.

W tabeli 2 przedstawiono wyniki badań składu chemicznego 12 wód mineralnych obwodu Biełgorodskiego. Porównajmy je z wymaganiami higienicznymi i normami jakości dotyczącymi wody pitnej pakowanej w pojemniki.

Według wartości twardości całkowitej ponad połowa badanych wód mineralnych należy do grupy bardzo miękkich wód naturalnych, których twardość jest niższa od dolnej wartości normy jakości wody najwyższej kategorii i normy przydatności fizjologicznej

wodzie pitnej, tj. poniżej 1,5 mmol/l. Twardość pozostałych wód spełnia określone normy (1,5-7 mmol/l).

Tabela 2

Skład chemiczny wód mineralnych regionu Biełgorodu

Lp. Nazwa wody F, mmol/l Ca2+, mg/l Mg2+ mg/l HCO3 - mg/l 8042-, mg/l C1-, mg/l B-, mg/l mg/l Be (ogółem) , mg/l

1 Aqua-Futuri 1,40 23,6 2,6 51,7 33,93 18,9 0,44 0,010 0,017

2 Żyzne źródło 0,10 2,0 Nie wykryto 328,5 2,79 30,2 1,67 0,031 0,024

3 Piękna 0,10 2,2 0,8 265,7 38,52 39,5 1,12 0,015 0,066

4 Trzech Króli Wiosna 4,33 56,6 18,0 184,5 44,91 279,5 1,83 0,021 0,006

6 Droga na szczyt 1,97 28,4 6,6 62,7 35,53 34,1 1,04 0,009 0,011

7 Źródło Belogorye 0,20 4,0 Nie wykryto 175,3 104,39 22,0 0,99 0,025 0,002

8 Rozhdestvenskaya 0,37 6,0 0,8 145,8 100,0 0 16,3 0,60 0,025 0,002

9 Sanińska 1,95 27,5 6,9 132,9 56,89 15,6 0,35 0,016 0,003

10 Belogorye Standard 0,50 8,0 1,2 155,0 41,12 37,6 0,69 0,007 0,023

11 Chrustal Belogorye 0,40 6,0 1,2 199,3 24,15 27,0 1,56 0,012 0,038

12 Studnia Jasny 5,57 102,0 5,6 179,0 32,33 27,0 0,12 0,014 0,018

Normy jakości dla pakowanej wody pitnej Pierwsza kategoria 7 130 65 400 250 250 1,5 0,125 0,3

Normy fizjologicznej przydatności wody pitnej, w granicach 1,5-7 25130 5-65 30400 - - 0,51,5 0,010.125 -

Wyniki oznaczeń zawartości jonów wapnia i magnezu w wodach mineralnych wskazują, że ponad połowa badanych wód charakteryzuje się niską zawartością jonów wapnia i magnezu i nie osiąga dolnej wartości fizjologicznej wynoszącej 25-130 mg/l ( dla jonów wapnia) i 5-65 mg/l (dla jonów magnezu). Jedynie wody mineralne „Objawienie Pańskie Rodnik”, „Ścieżka na Szczyt”, „Sanińskaja” i „Jasna Studnia” spełniają normy fizjologicznej przydatności wody pitnej. Pod względem zawartości tych jonów wody „Epiphany Rodnik”, „Droga na szczyt” i „Sanińska” również odpowiadają normom jakości wody najwyższej kategorii (25-80 mg/l (dla wapnia) i 5 -50 mg/l (dla magnezu)).

W wyniku badań wielu autorów ustalono minimalne i maksymalne stężenia jonów wapnia i magnezu w wodzie pitnej, powodujących dysfunkcję narządów i układów organizmu człowieka. Dla wód klasy wodorowęglanowej za optymalne należy uznać następujące stężenia: Ca2+ - 60 mg/l, Md2+ - 26 mg/l. Zawartość wapnia i magnezu w badanych wodach mineralnych nie odpowiada podanemu optymalnemu stosunkowi.

Wcześniej ustaliliśmy, że standardy higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną (CDWS) w obwodzie biełgorodskim zostały przekroczone pod względem twardości całkowitej i stężenia jonów wapnia. Twardość całkowita wody CSPV wynosi 5,8-11,4 mmol/l (w różnych obszarach regionu). Stwierdzono, że woda CSPV nie spełniała wymagań jakościowych w zakresie twardości w 20 z 21 ośrodków regionalnych (95% próbek). Za twardość wody kranowej Biełgorod odpowiadają głównie jony wapnia, których stężenie wynosi 104-174 mg/l. Zawartość jonów magnezu jest znacznie mniejsza (7-58 mg/l) niż jonów

wapń. Natomiast pod względem zawartości jonów magnezu woda we wszystkich ośrodkach regionalnych spełnia wymogi higieniczne.

Porównanie badanych wód mineralnych z wodą CSPV obwodu Biełgorodu pokazuje, że twardość ogólna i zawartość jonów wapnia w wodach mineralnych jest znacznie mniejsza niż w wodzie kranowej, co z jednej strony można uznać za korzystne czynnikiem, ponieważ wysoka twardość wody pitnej jest jedną z przyczyn kamicy moczowej i nadciśnienia. Z drugiej jednak strony ciągłe używanie miękkiej wody o niskiej zawartości jonów wapnia może niekorzystnie wpływać na układ kostny. W odróżnieniu od wody CSPV, ponad połowa badanych rodzajów wód mineralnych nie spełnia standardów jakościowych dla wody pitnej pakowanej pod względem zawartości jonów magnezu. Niska zawartość magnezu w pitnych wodach mineralnych nie pozwala na uznanie ich za kompletną alternatywę dla wody kranowej, gdyż ciągłe spożywanie takich wód mineralnych może niekorzystnie wpływać na układ sercowo-naczyniowy.

Zawartość jonów wodorowęglanowych w badanych wodach mineralnych odpowiada normie przydatności fizjologicznej i normie jakościowej wód najwyższej kategorii. Większe stężenia jonów węglowodorowych charakteryzują wody „Błagodatny Istochnik” (328,5 mg/l), „Majskaja Chrusztalna” (308,5 mg/l), „Krasiwo” (265,7 mg/l). Większość badanych wód mineralnych można zaliczyć do wód wodorowęglanowych. Wody mineralne „Aqua-Futuri” i „Path to the Top” charakteryzują się niskimi stężeniami jonów wodorowęglanowych, wynoszącymi odpowiednio 51,7 i 62,7 mg/l.

Wiadomo, że wody mineralne zawierające jony wodorowęglanowe normalizują funkcje wydzielnicze i motoryczne żołądka i jelit. Pod wpływem wód węglowodorowych w organizmie zmniejsza się zawartość jonów wodorowych, które są materiałem wyjściowym do produkcji kwasu solnego. Obecność jonów HCO3- w wodzie sprzyja lepszemu wchłanianiu w jelitach niektórych mikroelementów, zwłaszcza żelaza.

Zawartość jonów siarczanowych w badanych wodach waha się w szerokim zakresie od 2,8 do 104,4 mg/l, co nie przekracza wartości rozpatrywanych norm dla wód pierwszej i najwyższej kategorii. Woda mineralna „Standard Belogorya” jest deklarowana przez producenta jako siarczanowa, ale stężenie jonów siarczanowych w niej wynosi zaledwie 41,12 mg/l. Jedynie dwie wody mineralne zawierają znaczną ilość jonów siarczanowych: „Belogorya Źródlana” (104,39 mg/l) i „Rozhdestvenskaya” (100 mg/l), co pozwala zaliczyć je do wód siarczanowych.

Z literatury wiadomo, że siarczanowe wody mineralne znacznie zmniejszają aktywność wydzielania żołądkowego, wywierają wyraźny wpływ na jelita i wzmagają procesy metaboliczne w organizmie.

Chociaż stężenie jonów chlorkowych w wodach mineralnych produkowanych w rejonie Biełgorodu znacznie się od siebie różni, prawie wszystkie spełniają standardy jakościowe dla wód najwyższej kategorii. Generalnie zawartość jonów chlorkowych jest w nich niska i dlatego nie można ich zaliczyć do chlorków. Nadmiar jonów chlorkowych obserwuje się jedynie w wodzie mineralnej Kreshchensky Rodnik (279,5 mg/l), co znacznie przekracza normę jakości dla wód najwyższej kategorii (150 mg/l) i normę jakości dla wód pierwszej kategorii ( 250 mg/l). Taka chlorkowa woda mineralna powinna wzmagać procesy metaboliczne, powodować działanie żółciopędne, a przy długotrwałym stosowaniu pomagać zwiększać kwasowość soku żołądkowego. Natomiast w połączeniu z jonami wapnia, których zawartość w wodzie źródlanej Objawienia Pańskiego wynosi 56,6 mg/l, może działać przeciwzapalnie, zmniejszać przepuszczalność błon komórkowych, zmniejszać krwawienie i korzystnie wpływać na wzrost tkanki kostnej i zębów.

Badane wody mineralne różnią się między sobą pod względem stężenia jonów fluorkowych (0,12-1,83 mg/l). Prawie połowa z nich spełnia normę przydatności fizjologicznej i normę jakości dla wód najwyższej kategorii. Brak jonów fluorkowych stwierdzono w wodach mineralnych „Aqua-Futuri” (0,44 mg/l), „Saninskaja” (0,35 mg/l) i „Jasna Studnia” (0,12 mg/l). Znaczące przekroczenie maksymalnie dopuszczalnego stężenia zawartości jonów fluorkowych odnotowano w wodach mineralnych „Kreszczenski Rodnik” (1,83 mg/l), „Blagodatny istochnik” (1,67 mg/l), „Majskaja Chrustalnaja” (1,63 mg/l). l), co nie pozwala na zaliczenie ich do wód pierwszej i najwyższej kategorii pod względem tego wskaźnika.

Jak wiadomo z literatury, objawami niedoboru fluoru są osteoporoza i próchnica, a konsekwencją nadmiaru fluoru jest fluoroza, wyrażająca się zewnętrznie w plamach zębów.

Nasze poprzednie badania wykazały niedobór jonów fluorkowych w wodzie wodociągowej na prawie wszystkich obszarach obwodu Biełgorodu. Dlatego, aby uniknąć negatywnych konsekwencji zdrowotnych, można go stosować zamiast wody.

woda kranowa, woda pitna, woda mineralna spełniająca normy jakościowe pod względem zawartości jonów fluorkowych (patrz tabela 2).

Badane wody mineralne charakteryzują się niską zawartością jonów jodkowych, których stężenie wynosi około 0,01-0,03 mg/l, co jest bliższe dolnej granicy fizjologicznej przydatności wody pitnej i nie spełnia standardów jakościowych dla wód pakowanych. wody pitne najwyższej kategorii (0,04-0,06 mg/l). Najniższe stężenie jonów jodkowych (0,007 mg/l) występuje w wodzie mineralnej Belogorya Standard.

Stwierdzono również wcześniej niski stopień niedoboru jodu w wodzie CSPV. Konsekwencją niedoboru jodu jest choroba tarczycy (wole endemiczne).

Dla porównania zauważamy, że w wodzie wodociągowej wszystkich ośrodków regionalnych obwodu Biełgorodu występuje przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego stężenia żelaza (0,3 mg/l)

Żelazo to jeden z niezbędnych mikroelementów niezbędnych dla zdrowia człowieka. Rola hemoglobiny zawierającej żelazo(II) w transporcie tlenu jest powszechnie znana. Żelazo jest składnikiem ponad 70 różnych enzymów. Negatywne skutki niedoboru i nadmiaru żelaza na organizm człowieka opisaliśmy szerzej w naszych poprzednich publikacjach.

Badanie 12 rodzajów pakowanych wód mineralnych produkowanych w regionie Biełgorodu pozwala na dokonanie następującej oceny.

Badane wody mineralne należą do grupy wód lekko zasadowych, miękkich, węglowodorowych.

Ponad połowa wód mineralnych charakteryzuje się niedostateczną zawartością jonów wapnia i magnezu, których stosunek stężeń nie jest optymalny dla zdrowia człowieka.

Stężenie jonów siarczanowych i chlorkowych nie przekracza ogólnie przyjętych norm.

50% wód mineralnych pod względem zawartości jonów fluorkowych spełnia normy jakościowe dla wód najwyższej kategorii oraz normy dotyczące fizjologicznej przydatności wody pitnej.

Dla wszystkich badanych wód mineralnych stwierdzono słaby stopień niedoboru jodu.

Stężenie żelaza ogólnego (II i III) nie przekracza wartości maksymalnej dopuszczalnej.

Wodę mineralną „Droga na Szczyt” można uznać za optymalną pod względem składu kationowo-anionowego, której wszystkie wskaźniki, poza niedoborem jodu, spełniają standardy jakościowe dla pakowanej wody pitnej.

Bibliografia

1. Nikanorov A.M. Hydrochemia: podręcznik. - wyd. 2 - St. Petersburg: Gidrometoizdat, 2001. - 444 s.

2. Posokhov E.V., Tolstikhin N.I. Wody mineralne (lecznicze, przemysłowe i energetyczne). - L.: Nedra, 1977. - 240 s.

3. Novikov Yu.V., Sayfutdinov M.M. Woda i życie na Ziemi. - M.: Nauka, 1981. - 184 s.

4. SanPiN 2.1.4. 1116-02 „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody pakowanej w opakowania. Kontrola jakości". - Moskwa, 2002.

5. Plotnikov N.I. Wody gruntowe to nasze bogactwo. - M.: Nedra, 1990. - 206 s.

6. Khrisanov V.A., Petin A.N., Yakovchuk M.M. Budowa geologiczna i minerały regionu Biełgorodu: podręcznik. dodatek. - Biełgorod: Wydawnictwo BelSU, 2000. - 245 s.

7. Atlas „Zasoby naturalne i stan ekologiczny obwodu Biełgorodu”: podręcznik kartograficzny edukacyjny i referencyjny / wyd. F.N. Lisieckiego. - Biełgorod: Wydawnictwo BelSU, 2005. -179 s.

8. Państwowa kontrola jakości wody. - M.: IPK. Wydawnictwo Standardów, 2001. - 698 s.

9. GOST 23268.3-78 „Uzdrawiające mineralne wody pitne, lecznicze wody stołowe i naturalne wody stołowe. Metody oznaczania jonów wodorowęglanowych”, 1978.

10. GOST 4389-72 „Woda pitna. Metody oznaczania zawartości jonów siarczanowych”, 1974.

11. GOST 23268.17-78 „Uzdrawiające mineralne wody pitne, lecznicze wody stołowe i naturalne wody stołowe. Metody oznaczania jonów chlorkowych”, 1978.

12. GOST 4011-72 „Woda pitna. Metody pomiaru stężenia masowego żelaza całkowitego”,

13. Kissin I.G. Woda pod ziemią. - M.: Nauka, 1976. - 230 s.

14. Chemia ogólna. Chemia biofizyczna. Chemia pierwiastków biogennych / wyd. Yu.A. Erszowa. -M.: Szkoła wyższa, 2000. - 560 s.

15. http://bydzdrav.ru/aboutwater/article1

16. Higieniczna standaryzacja minimalnego poziomu magnezu w wodzie pitnej / Yu.V. Nowikow, S.I. Plitman, AI Levin, Yu.A. Noarow // Higiena i warunki sanitarne. - 1983. - nr 9. - s. 7-11.

17. Lugoy G.F. Skład chemiczny wody pitnej a zdrowie publiczne // Higiena i warunki sanitarne. -1992. - Nr 1. - s. 13-15.

18. Goldovskaya-Peristaya L.F., Peristy V.A., Shaposhnikov A.A. Higieniczna ocena jakości wody pitnej w scentralizowanym systemie zaopatrzenia w wodę obwodu Biełgorodu według niektórych wskaźników chemicznych // Biuletyny naukowe BelSU. - 2008. - nr 3 (43). Ser. "Nauki przyrodnicze". Tom. 6. -S. 140-146.

19. Ocena jakości wody pitnej w obwodzie Biełgorodu na podstawie składu chemicznego i właściwości / L.F. Goldovskaya-Peristaya, V.A. Peristy, AA Shaposhnikov, E.A. Denisov // Biuletyny naukowe Bel-GU - 2008. - nr 7 (47). Ser. "Nauki przyrodnicze". Tom. 7. - s. 66-70.

20. SanPiN 2.1.4. 1074-01 „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną. Kontrola jakości". - Moskwa, 2002

21. Mądry I.V. O wpływie składu mineralnego wody pitnej na zdrowie ludności (przegląd) // Higiena i warunki sanitarne. - 1999. - nr 1. - s. 15-18.

22. Mikroelementozy człowieka: etiologia, klasyfikacja, organopatologia / A.P. Avtsyn, AA Zhavoronkov, MA Rish, L.S. Strochkowa. - M.: Medycyna, 1991. - 496 s.

23. Środowisko rosyjskie na przełomie tysiącleci. Popularny raport o stanie środowiska naturalnego w Rosji / I.A. Pankeev, N.G. Rybalsky, A.D. Dumnov i wsp. - M.: REFIA, NIA-Priroda, 2003. - 80 s.

SKŁAD CHEMICZNY WÓD MINERALNYCH REJONU Biełgorodskiego

L.F. Goldovskaya-Peristaya, I.V. Indina, VA Peristy, M.N. Japrencew

Państwowy Narodowy Uniwersytet Badawczy w Biełgorodzie, ul. Pobiedy, 85, Biełgorod, 308015, Rosja

Zbadano skład chemiczny 12 rodzajów konfekcjonowanych wód mineralnych produkowanych w rejonie Biełgorodu. Określono aktywność solwatowanych jonów wodorowych, twardość całkowitą, zawartość jonów wapnia, magnezu, wodorowęglanów, siarczanów, chlorków, fluorków, jodków oraz żelaza całkowitego (II i III). Porównano wskaźniki jakości wody mineralnej z wodą ze scentralizowanego systemu wodociągowego. Podano biochemiczną ocenę wyników.

E-mail: [e-mail chroniony]

Słowa kluczowe: woda mineralna, skład kationowo-anionowy, docelowa jakość wody, przydatność fizjologiczna wody pitnej.

1. Zbiorniki i wskaźniki jakości wody

1.2. Wskaźniki stanu ekologicznego zbiorników i jakości wód powierzchniowych

1.2.4. Skład mineralny wody

Mineralizacja– sumaryczna zawartość wszystkich substancji mineralnych stwierdzona podczas analizy chemicznej wody; zwykle wyrażane w mg/dm 3 (do 1000 mg/dm 3) i ‰ (ppm lub tysięczna dla mineralizacji powyżej 1000 mg/dm 3).

Mineralizacja wód naturalnych, która określa ich przewodność elektryczną, jest bardzo zróżnicowana (tab. 7). Większość rzek ma mineralizację od kilkudziesięciu miligramów na litr do kilkuset. Mineralizacja wód gruntowych i słonych jezior waha się w granicach od 40–50 mg/dm 3 do 650 g/kg (gęstość w tym przypadku już znacznie różni się od jedności). Mineralizacja opadów atmosferycznych waha się od 3 do 60 mg/dm 3 .

Tabela 7

Klasyfikacja wód naturalnych według mineralizacji

Wiele gałęzi przemysłu, rolnictwa i przedsiębiorstw dostarczających wodę pitną ma określone wymagania dotyczące jakości wody, w szczególności jej mineralizacji, ponieważ woda zawierająca duże ilości soli niekorzystnie wpływa na organizmy roślinne i zwierzęce, technologię produkcji i jakość produktu oraz powoduje powstawanie kamienia na powierzchni wody. ściany kotły, korozja, zasolenie gleby.

Zgodnie z wymogami higienicznymi dotyczącymi jakości wody pitnej mineralizacja ogólna nie powinna przekraczać 1000 mg/dm 3. W porozumieniu z organami Inspekcji Sanitarno-Epidemiologicznej, dla sieci wodociągowej dostarczającej wodę bez odpowiedniego uzdatniania (np. ze studni artezyjskich) dopuszcza się zwiększenie mineralizacji do 1500 mg/dm 3.

Skład mineralny wody jest interesujący, ponieważ odzwierciedla wynik interakcji wody jako fazy fizycznej i środowiska życia z innymi fazami (środowiskami): stałymi, tj. podłoże przybrzeżne, a także minerały i skały tworzące glebę; gazowy (z powietrzem) oraz zawarta w nim wilgoć i składniki mineralne. Ponadto o składzie mineralnym wody decyduje szereg procesów fizykochemicznych i fizycznych zachodzących w różnych środowiskach - rozpuszczanie i krystalizacja, peptyzacja i koagulacja, sedymentacja, parowanie i kondensacja itp. Duży wpływ ma skład mineralny wody w zbiornikach powierzchniowych przez te zachodzące w atmosferze i w innych środowiskach, reakcje chemiczne z udziałem związków azotu, węgla, tlenu, siarki itp.

Można wyróżnić dwie grupy soli mineralnych powszechnie występujących w wodach naturalnych (tab. 8).

Tabela 8

Główne składniki składu mineralnego wody

Składnik składu mineralnego wody	Maksymalne dopuszczalne stężenie
Grupa 1
Kationy:
Wapń (Ca 2+)
Sód (Na+)
Magnez (Mg2+)
Aniony
Wodorowęglan (HCO 3)
Siarczan (SO 4 2)
Chlorek (C1)
Węglan (CO 3 2)
Grupa 2
Kationy
Amon (NH 4 +)
Metale ciężkie (ilość)	0,001 mmol/l
Żelazo ogółem (suma Fe 2+ i Fe 4+)
Aniony
Azotan (NO 3)
Ortofosforan (PO 4 3)
Azotyn (NO2 )

Jak widać z tabeli. 8, główny udział w składzie mineralnym mają sole z grupy 1 (tworzą tzw. „Jony główne”), które określa się jako pierwsze. Należą do nich chlorki, węglany, wodorowęglany i siarczany. Odpowiednie kationy dla wymienionych anionów to potas, sód, wapń, magnez. Przy ocenie jakości wody należy również wziąć pod uwagę sole drugiej grupy, ponieważ Każdy z nich ma wartość MPC, choć w niewielkim stopniu przyczyniają się do zasolenia wód naturalnych.

Określa stosunek stężenia głównych jonów w wodzie (w mEq/l). rodzaje chemii wody. W zależności od dominującego rodzaju anionów (>25% ekwiwalentu, przy założeniu, że sumy mEq anionów i kationów są równe 50% każdy) wyróżnia się wody klasy węglowodorowej (stężenie HCO 3 >25% ekwiwalentu aniony), siarczan (SO 4 > 25% równ.), chlorek (C1 > 25% , równ.). Czasami wyodrębnia się także wody typu mieszanego lub pośredniego. Odpowiednio wśród kationów wyróżnia się grupy wód wapniowych, magnezowych, sodowych czy potasowych.

Mineralizacja wody ma ogromne znaczenie w charakteryzowaniu składu chemicznego wody. Jednocześnie bada się wodę pod kątem zawartości składników mineralnych w różnych okresach: dla wód powierzchniowych - w okresie niskim, wiosennym (szczytowym), letnio-jesiennym, letnio-jesiennym, wysokim; dla wód terenów podmokłych – w okresie zimowym niski poziom wody; powódź wiosenna, dla wód glebowych – w okresie zimowym niżówka, wiosenna wezbrana i letnio-jesienna niżówka.

Stężenia soli mineralnych rozpuszczonych w wodzie oznacza się z reguły metodami chemicznymi - miareczkową, kolorymetryczną. Stężenia niektórych składników (np. kationów sodu, potasu) w wodzie można oszacować metodami obliczeniowymi, mając dane dotyczące stężeń innych kationów i anionów.

Sztywność. Twardość wody to właściwość wody naturalnej, która zależy od obecności w niej głównie rozpuszczonych soli wapnia i magnezu. Spośród wszystkich soli zaliczanych do soli twardościowych wyróżnia się węglowodory, siarczany i chlorki. Nazywa się całkowitą zawartość rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu ogólna twardość. Ogólna twardość jest podzielona na węglan, określony na podstawie stężenia węglowodorów (i węglanów przy pH 8,3) wapnia i magnezu oraz niewęglanowy– stężenie soli wapniowo-magnezowych mocnych kwasów w wodzie. Ponieważ gdy woda wrze (dokładniej w temperaturze powyżej 60 0 C), węglowodory zamieniają się w węglany, które wytrącają się, nazywa się twardością węglanową czasowy Lub usuwany. Nazywa się twardość pozostałą po gotowaniu (z powodu chlorków lub siarczanów). stały.

Twardość wody to jedna z najważniejszych właściwości, która ma ogromne znaczenie w użytkowaniu wody. Jeśli w wodzie znajdują się jony metali, tworzące z mydłem nierozpuszczalne sole kwasów tłuszczowych, to powstawanie piany w takiej wodzie podczas prania odzieży lub mycia rąk jest utrudnione, co skutkuje uczuciem twardości. Twardość wody ma szkodliwy wpływ na rurociągi podczas korzystania z wody w sieciach ciepłowniczych i prowadzi do tworzenia się kamienia. Z tego powodu do wody należy dodać specjalne środki „zmiękczające”.

W warunkach naturalnych jony wapnia, magnezu i innych metali ziem alkalicznych powodujące twardość dostają się do wody w wyniku oddziaływania rozpuszczonego dwutlenku węgla z minerałami węglanowymi oraz innych procesów rozpuszczania i chemicznego wietrzenia skał. Źródłem tych jonów są także procesy mikrobiologiczne zachodzące w glebach zlewni, w osadach dennych, a także ściekach z różnych przedsiębiorstw.

Twardość wody jest bardzo zróżnicowana. Ze względu na to, że sole twardościowe są solami różnych kationów o różnej masie cząsteczkowej, stężenie soli twardościowych, czyli twardości wody, mierzy się w jednostkach równoważnego stężenia - liczbie g-eq/l lub mg-eq/l. Wodę o twardości poniżej 4 mEq/dm 3 uważa się za miękką, od 4 do 8 mEq/dm 3 – za średnią, od 8 do 12 mEq/dm 3 – za twardą, a powyżej 12 mEq/dm 3 – za bardzo twardą. Twardość całkowita waha się od jednostek do dziesiątek, a czasem setek mEq/dm 3, przy czym twardość węglanowa stanowi do 70–80% twardości całkowitej.

Zazwyczaj dominuje twardość spowodowana jonami wapnia (do 70%); jednak w niektórych przypadkach twardość magnezu może osiągnąć 50–60%. Twardość wody morskiej i oceanów jest znacznie wyższa (dziesiątki i setki mg-eq/dm 3). Twardość wód powierzchniowych podlega zauważalnym wahaniom sezonowym, zwykle sięgającym najwyższa wartość pod koniec zimy i najmniej w okresie powodzi.

Wysoka twardość pogarsza właściwości organoleptyczne wody, nadając jej gorzki smak i niekorzystnie wpływając na narządy trawienne.

Dopuszczalna wartość całkowitej twardości wody pitnej i scentralizowanych źródeł zaopatrzenia w wodę wynosi nie więcej niż
7 mEq/l (w niektórych przypadkach nawet do 10 mEq/l), granicznym wskaźnikiem szkodliwości są właściwości organoleptyczne.

Proponowana metoda oznaczania twardości całkowitej jako całkowitego stężenia masowego kationów wapnia i magnezu opiera się na reakcji soli wapnia i magnezu z odczynnikiem Trilon B (sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego):

gdzie R oznacza rodnik kwasu etylenodiaminotetraoctowego.

Analizę przeprowadza się w roztworze buforu amoniakalnego o pH 10,0-10,5 metodą miareczkową w obecności ciemnoniebieskiego kwaśnego wskaźnika chromu.

Twardość całkowitą (C cool) w mEq/l oblicza się ze wzoru:

gdzie: V TP – objętość roztworu Trilon B zużyta do miareczkowania, ml;

N – stężenie miareczkowanego roztworu Trilonu B z uwzględnieniem współczynnika korygującego, g-eq/l;

VA – objętość wody pobranej do analizy, ml;

1000 – przelicznik jednostek miary z g-eq/l na mg-eq/l.

Oznaczanie twardości całkowitej wody

Sprzęt i odczynniki

Kąpiel wodna; nożyce; bagietka laboratoryjna; Pipeta 2 ml lub
5 ml z gumową gruszką (strzykawką medyczną) i rurką łączącą; pipeta z zakraplaczem; butelka oznaczona „10 ml”.

Woda destylowana; roztwór buforowy amoniaku; ciemnoniebieski roztwór wskaźnika kwaśnego chromu; Roztwór Trilon B (0,05 g-eq/l).

Wykonywanie analizy

1. Do butelki wlać 10 ml wody przeznaczonej do analizy.

2. Do butelki z pipetami dodaj 6-7 kropli roztworu buforowego amoniaku i 4-5 kropli ciemnoniebieskiego kwaśnego roztworu wskaźnika chromu.

3. Butelkę szczelnie zamknąć korkiem i wstrząsnąć w celu wymieszania.

4. Stopniowo miareczkować zawartość kolby roztworem Trilon B, aż kolor w punkcie równoważności zmieni się z winnoczerwonego na jasnoniebieski. Okresowo potrząsaj butelką w celu wymieszania próbki. Określ objętość roztworu użytego do miareczkowania całkowitej twardości (V cieczy, ml).

5. Oblicz wartość twardości całkowitej (C cool) w mEq/l korzystając ze wzoru: C cool = V cool × 5.

Notatka. Po zmianie koloru próbkę należy przechowywać przez kolejne 0,5 minuty. aby reakcja przebiegła całkowicie, a następnie podjąć decyzję o zakończeniu miareczkowania (kolor roztworu może zostać nieco przywrócony. W takim przypadku konieczne jest dodanie większej ilości roztworu Trilonu B).

Wapń. Głównymi źródłami przedostawania się wapnia do wód powierzchniowych są procesy wietrzenia chemicznego i rozpuszczania minerałów, przede wszystkim wapieni, dolomitów, gipsu, krzemianów zawierających wapń oraz innych skał osadowych i metamorficznych.
rasy

Rozpuszczaniu sprzyjają mikrobiologiczne procesy rozkładu substancji organicznych, którym towarzyszy spadek pH.

Z organizmu usuwane są duże ilości wapnia ścieki przemyśle krzemianowym, metalurgicznym, szklarskim, chemicznym oraz przy spływie z gruntów rolnych, szczególnie przy stosowaniu nawozów mineralnych zawierających wapń.

Charakterystyczną cechą wapnia jest jego tendencja do tworzenia w wodach powierzchniowych dość stabilnych przesyconych roztworów CaCO 3 . Forma jonowa (Ca 2+) jest charakterystyczna tylko dla niskozmineralizowanych wód naturalnych. Znane są dość trwałe złożone związki wapnia z substancjami organicznymi zawartymi w wodzie. W niektórych niskozmineralizowanych wodach kolorowych do
Kwasy huminowe mogą wiązać 90-100% jonów wapnia.

W wodach rzek zawartość wapnia rzadko przekracza 1 g/dm3. Zwykle jego stężenia są znacznie niższe.

Stężenia wapnia w wodach powierzchniowych podlegają wyraźnym wahaniom sezonowym. W okresie obniżonej mineralizacji (wiosna) dominującą rolę odgrywają jony wapnia, co wiąże się z łatwością wymywania rozpuszczalnych soli wapnia z powierzchniowej warstwy gleb i skał.

Maksymalne dopuszczalne stężenie wapnia wynosi 180 mg/dm 3 .

Wodom zasilającym elektrownie parowe stawiane są dość rygorystyczne wymagania dotyczące zawartości wapnia, gdyż w obecności węglanów, siarczanów i szeregu innych anionów wapń tworzy silny kamień. Dane dotyczące zawartości wapnia w wodach są również niezbędne przy rozstrzyganiu zagadnień związanych z kształtowaniem się składu chemicznego wód naturalnych, ich pochodzeniem, a także przy badaniu równowagi wapniowo-węglanowej.

Metoda oznaczania stężenia masowego kationów wapnia (GOST 1030) jest podobna do metody oznaczania twardości całkowitej odczynnikiem Trilon B, z tą różnicą, że analizę przeprowadza się w środowisku silnie zasadowym (pH 12-13) w obecność wskaźnika mureksydu.

Stężenie masowe wapnia oblicza się z wyników miareczkowania, stosując ten sam wzór. W oznaczaniu wapnia przeszkadzają węglany i dwutlenek węgla, które są usuwane z próbki podczas zakwaszania.

Oznaczanie wapnia

Sprzęt i odczynniki

Kąpiel wodna; nożyce; bagietka laboratoryjna; Pipeta 2 ml lub
5 ml ze strzykawką i rurką łączącą; pipeta z zakraplaczem
(0,5 ml); butelka oznaczona „10 ml”.

Uniwersalny papier wskaźnikowy; woda destylowana; wskaźnik mureksydu w kapsułkach (po 0,03 g); roztwór buforowy amoniaku; roztwór wodorotlenku sodu (10%); roztwór kwasu solnego (1:100); Roztwór Trilon B (0,05 g-eq/l).

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Wykonywanie analizy

1. Wlać badaną wodę do butelki oznaczonej „10 ml” do kreski.

2. Następnie z roztworu usuwa się anion wodorowęglanowy. W tym celu do kolby wkrapla się roztwór kwasu solnego (1:100) energicznie mieszając szklaną laską, aż pH roztworu osiągnie wartość 4-5 (mieszanie usuwa również większość dwutlenku węgla, który zakłóca oznaczenie ).

Kontroluj wartość pH za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego. 3. Za pomocą pipety z zakraplaczem dodać do próbki 13-14 kropli (około 0,5 mg) roztworu wodorotlenku sodu i zawartość jednej kapsułki (0,02-0,03 g) wskaźnika mureksydowego. Wymieszać roztwór szklanym prętem. 4. Następnie miareczkować roztworem Trilon B z 5 ml pipety na czarne tło aż kolor w punkcie równoważności zmieni się z pomarańczowego na niebiesko-fioletowy. Oznaczyć objętość roztworu Trilon B zużytą do miareczkowania wapnia (V KA, ml). 5. Oblicz stężenie masowe wapnia (CCA) w mEq/L korzystając ze wzoru: C KA = V KA × 5.

Notatka. Po zmianie koloru próbkę należy przechowywać przez kolejne 0,5 minuty. aby reakcja przebiegła całkowicie, a następnie podjąć decyzję o zakończeniu miareczkowania (kolor roztworu może zostać nieco przywrócony. W takim przypadku konieczne jest dodanie większej ilości roztworu Trilonu B).

Magnez. Magnez przedostaje się do wód powierzchniowych głównie w wyniku procesów wietrzenia chemicznego oraz rozpuszczania dolomitów, margli i innych minerałów. Znaczne ilości magnezu mogą przedostawać się do zbiorników wodnych ze ściekami z przedsiębiorstw metalurgicznych, krzemianowych, tekstylnych i innych.

Maksymalne dopuszczalne stężenie jonów Mg 2+ wynosi 40 mg/dm 3.

Do określenia zawartości magnezu w niezanieczyszczonych naturalnych wodach powierzchniowych i gruntowych, podobnie jak w większości wód rzecznych, można zastosować metodę obliczeniową opartą na różnicy wyników oznaczania twardości całkowitej i stężenia kationu wapnia. Aby przeprowadzić analizę zawartości magnezu w wodach zanieczyszczonych, należy zastosować bezpośrednie oznaczenie magnezu.

Oznaczanie magnezu

Stężenie masowe kationu magnezu (C mg) w mg/l wyznacza się metodą obliczeniową, dokonując obliczeń ze wzoru:

gdzie C Coolant i C CA są wynikami oznaczenia, odpowiednio, twardości całkowitej (mg-równoważnik/l) i stężenia masowego kationu wapnia (mg/l); 0,05 – współczynnik przeliczeniowy stężenia kationów wapnia na postać równoważnika miligramowego; 12,16 – równoważna masa magnezu.

Otrzymany wynik zaokrąglij do liczb całkowitych (mg/l).

Węglany i wodorowęglany. Głównym źródłem jonów wodorowęglanowych i węglanowych w wodach powierzchniowych są procesy wietrzenia chemicznego i rozpuszczania skał węglanowych takich jak wapienie, margle, dolomity, np.:

Część jonów węglowodorowych pochodzi z opadów atmosferycznych i wód gruntowych. Jony wodorowęglanowe i węglanowe przenoszone są do zbiorników ze ściekami z przemysłu chemicznego, krzemianowego, sodowego itp.

W miarę gromadzenia się jonów węglowodorowych, a zwłaszcza węglanowych, te ostatnie mogą wytrącać się:

Jak wspomniano powyżej (w części „Zasadowość i kwasowość”), węglany i wodorowęglany są składnikami określającymi naturalną zasadowość wody. O ich zawartości w wodzie decydują procesy rozpuszczania atmosferycznego CO 2, oddziaływanie wody z wapieniem znajdującym się w sąsiednich glebach i, oczywiście, istotne procesy oddychania wszystkich organizmów wodnych.

Oznaczanie anionów węglanowych i wodorowęglanowych ma charakter miareczkowy i polega na ich reakcji z jonami wodorowymi w obecności fenoloftaleiny (do oznaczania anionów węglanowych) lub oranżu metylowego (do oznaczania anionów wodorowęglanowych) jako wskaźników. Korzystając z tych dwóch wskaźników, można zaobserwować dwa punkty równoważności: w pierwszym punkcie (pH 8,0-8,2) w obecności fenoloftaleiny miareczkowanie anionów węglanowych jest całkowicie zakończone, a w drugim (pH 4,1-4,5) - wodorowęglany -aniony. Na podstawie wyników miareczkowania możliwe jest określenie w analizowanym roztworze stężeń głównych form jonowych decydujących o zużyciu kwasów (aniony hydroksylowe, węglanowe i wodorowęglanowe ), a także wartości wolnej i całkowitej zasadowości wody, ponieważ są one stechiometrycznie zależne od zawartości anionów hydroksylowych, węglanowych i wodorowęglanowych. Do miareczkowania stosuje się zwykle miareczkowane roztwory kwasu solnego o dokładnie znanej wartości stężenia 0,05 g-eq/l lub 0,1 g-eq/l.

Oznaczanie anionów wodorowęglanowych opiera się na reakcji:

CO 3 2- + H + =HCO 3.

Obecność anionu węglanowego w stężeniach określonych analitycznie możliwa jest jedynie w wodach o pH większym niż 8,0-8,2. Jeżeli w analizowanej wodzie obecne są aniony hydroksylowe, przy oznaczaniu węglanów zachodzi także reakcja neutralizacji:

OH - +H + =H2O.

Oznaczanie anionów wodorowęglanowych opiera się na reakcji:

HCO3 - +H + =CO2 +H2O.

Zatem podczas miareczkowania fenoloftaleiną aniony OH - i CO 3 2- biorą udział w reakcji z kwasem, a podczas miareczkowania oranżem metylowym - OH -, CO 3 2 - i HCO 3 - .

Wartość twardości węglanowej oblicza się biorąc pod uwagę równoważne masy anionów węglanowych i wodorowęglanowych biorących udział w reakcjach.

Analizując wody naturalne węglanowe, dokładność uzyskanych wyników zależy od ilości kwasu zużytego do miareczkowania fenoloftaleiną i oranżem metylowym. Jeśli miareczkowanie w obecności fenoloftaleiny zwykle nie sprawia trudności, ponieważ następuje zmiana barwy z różowej na bezbarwną, następnie w obecności oranżu metylowego, gdy barwa zmienia się z żółtej na pomarańczową, czasami dość trudno określić koniec miareczkowania. Może to prowadzić do znacznego błędu w określeniu objętości kwasu użytego do miareczkowania. W takich przypadkach, aby lepiej określić moment zakończenia miareczkowania, przydatne jest przeprowadzenie oznaczenia w obecności próbki kontrolnej, w tym celu obok miareczkowanej próbki umieszcza się tę samą porcję analizowanej wody (w drugą butelkę), dodając taką samą ilość wskaźnika.

W wyniku miareczkowania węglanów i wodorowęglanów, które można przeprowadzić równolegle w różnych próbkach lub sekwencyjnie w tej samej próbce, do obliczenia wartości stężeń konieczne jest określenie całkowitej ilości kwasu (V 0) w mililitry wydane na miareczkowanie węglanów (V K) i wodorowęglanów (V HA). Należy pamiętać, że przy określaniu zużycia kwasu do miareczkowania oranżem metylowym (Vmo) następuje miareczkowanie sekwencyjne zarówno węglanów, jak i wodorowęglanów. Z tego powodu otrzymana objętość kwasu Vmo zawiera odpowiednią proporcję wynikającą z obecności w początkowej próbce węglanów, które po reakcji z kationem wodorowym uległy przekształceniu w wodorowęglany i nie charakteryzuje w pełni stężenia wodorowęglanów w początkowej próbce próbka. Dlatego przy obliczaniu stężeń głównych form jonowych, które decydują o zużyciu kwasu, należy wziąć pod uwagę względne zużycie kwasu podczas miareczkowania fenoloftaleiną (V f) i oranżem metylowym (V mo). Rozważmy kilka możliwych opcji, porównując wartości Vf i Vmo.

1. V f = 0. W próbce nie ma węglanów ani hydroksyanionów, a zużycie kwasu podczas miareczkowania oranżem metylowym może wynikać jedynie z obecności węglowodorów.

2. V f ¹ 0 i 2 V f< V мо. В исходной пробе отсутствуют гидроксо-анионы, но присутствуют и гидрокарбонаты, и карбонаты, причем доля последних эквивалентно оценивается как V К = 2V Ф, а гидрокарбонатов – как V ГК = V МО – 2V Ф.

3. 2 V Ф = V mo. W próbce wyjściowej nie ma węglowodorów, a zużycie kwasu określa się na podstawie zawartości prawie wyłącznie
węglany, które ilościowo przekształcają się w wodorowęglany. To właśnie wyjaśnia podwójne zużycie kwasu Vmo w porównaniu z Uf.

4. 2 V Ф > V mo. W tym przypadku w próbce wyjściowej nie ma węglowodorów, są natomiast obecne nie tylko węglany, ale także inne aniony pochłaniające kwasy, czyli hydroksyaniony. W tym przypadku zawartość tego ostatniego jest równa V it = 2 V f – V mo. Zawartość węglanów można obliczyć, układając i rozwiązując układ równań:

5. V Ф = V mo. W próbce wyjściowej nie ma zarówno węglanów, jak i wodorowęglanów, a zużycie kwasu wynika z obecności mocnych zasad zawierających aniony hydroksylowe.

Obecność wolnych anionów hydroksylowych w zauważalnych ilościach (przypadki 4 i 5) jest możliwa tylko w ściekach.

Stężenia masowe anionów (nie soli!) oblicza się na podstawie równań reakcji zużycia kwasu przez węglany (C do) i wodorowęglany (C ha) w mg/l według wzorów:

gdzie V k i V gk to objętość roztworu kwasu solnego zużytego do miareczkowania odpowiednio węglanu i wodorowęglanu, ml; N – dokładne stężenie miareczkowanego roztworu kwasu solnego (normalność), g-eq/l; V A – objętość próbki wody pobranej do analizy, ml; 60 i 61 – równoważna masa odpowiednio anionów węglanowych i wodorowęglanowych w odpowiednich reakcjach; 1000 – współczynnik przeliczeniowy jednostek miar.

Wyniki miareczkowania fenoloftaleiną i oranżem metylowym pozwalają obliczyć zasadowość wody, która jest liczbowo równa liczbie równoważników kwasowych użytych do miareczkowania 1-litrowej próbki. Jednocześnie zużycie kwasu podczas miareczkowania fenoloftaleiną charakteryzuje się zasadowością wolną, a oranżem metylowym - zasadowością całkowitą, mierzoną w mEq/l. Wskaźnik zasadowości jest z reguły stosowany w Rosji podczas badania ścieków. W niektórych innych krajach (USA, Kanada, Szwecja itp.) podczas oceny jakości wód naturalnych określa się zasadowość i wyraża się ją poprzez stężenie masowe w ekwiwalencie CaCO3.

Należy mieć na uwadze, że analizując ścieki i zanieczyszczone wody naturalne, uzyskane wyniki nie zawsze prawidłowo odzwierciedlają wartości zasadowości wolnej i całkowitej, gdyż w wodzie oprócz węglanów i wodorowęglanów mogą występować związki z innych grup (patrz „Zasadowość i kwasowość”).

Sprzęt i odczynniki

Pipeta 2 ml lub 5 ml z gruszką gumową (strzykawka medyczna) i rurką łączącą; pipeta z zakraplaczem, butelka oznaczona „10 ml”.

Roztwór wskaźnika oranżu metylowego 0,1%; roztwór wskaźnika fenoloftaleiny; miareczkowany roztwór kwasu solnego (0,05 g-eq/l).

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Wykonywanie analizy

1. Miareczkowanie anionu węglanowego

1. Wlać badaną wodę do butelki do kreski (10 ml). 2. Dodaj pipetą 3-4 krople roztworu fenoloftaleiny. Notatka. Jeżeli roztwór nie jest zabarwiony lub ma lekko różowy kolor, uznaje się, że w próbce nie ma anionu węglanowego (pH próbki jest mniejsze niż 8,0-8,2). 3. Stopniowo miareczkować próbkę za pomocą strzykawki miarowej z końcówką lub pipety miarowej z roztworem kwasu solnego (0,05 g-eq/l) do momentu zmiany barwy na bladoróżową i oznaczyć objętość roztworu kwasu solnego użytego do miareczkowania według fenoloftaleiny (U f, ml). 2. Miareczkowanie anionu wodorowęglanowego 4. Do kolby wlać badaną wodę do kreski (10 ml) lub użyć roztworu po oznaczeniu anionu węglanowego.

5. Za pomocą pipety dodaj 1 kroplę roztworu oranżu metylowego.

Notatka. Aby dokładniej określić moment zakończenia miareczkowania, warto przeprowadzić oznaczenie w obecności próbki kontrolnej, dla której obok miareczkowanej próbki umieszcza się tę samą porcję analizowanej wody (w drugiej butelce), dodanie tej samej ilości wskaźnika.

6. Stopniowo miareczkować próbkę za pomocą strzykawki miarowej zakończonej końcówką z roztworem kwasu solnego (0,05 g-eq/l) mieszając aż do zmiany barwy z żółtej na różową, określając całkowitą objętość roztworu użytego do miareczkowania za pomocą oranżu metylowego
(V mo, ml). W przypadku stosowania roztworu, po określeniu anionu węglanowego, konieczne jest określenie całkowitej objętości wydanej na miareczkowanie węglanów i wodorowęglanów.

Koniecznie mieszać rozwiązanie do miareczkowania!

Oznaczyć koniec miareczkowania na podstawie próbki kontrolnej.

3. Wyznaczanie form jonowych decydujących o zużyciu kwasu do miareczkowania

W zależności od stosunku ilości kwasu zużytego na miareczkowanie fenoloftaleiną (V f) i oranżem metylowym (V mo), zgodnie z tabelą. 9 wybierz odpowiednią opcję, aby obliczyć rodzaje jonów, które decydują o zużyciu kwasu podczas miareczkowania. Po zmiareczkowaniu anionu węglanowego roztwór pozostawić do dalszego oznaczenia stężenia masowego anionu wodorowęglanowego w nim.

Tabela 9

Oznaczanie form jonowych decydujących o zużyciukwasy
do miareczkowania

Stosunek pomiędzy V f i V mo	Udział form jonowych w zużyciu
2V f< V мо
2 V f > V mo	2V f – Vmo

Przybliżona procedura korzystania z tabeli. 9. Postępuj zgodnie z instrukcjami i odpowiedz na poniższe pytania.

1. Czy roztwór ma zerową zasadowość wolną? (tj. po dodaniu fenoloftaleiny roztwór nie nabiera koloru lub staje się lekko różowy). Jeśli tak, to zużycie kwasu wynika z obecności wyłącznie wodorowęglanów – patrz kolumna 1 tabeli 9.

2. Czy zużycie kwasu podczas miareczkowania fenoloftaleiną jest równe całkowitemu zużyciu kwasu podczas miareczkowania? Jeśli tak, to zużycie kwasu wynika z obecności wyłącznie anionów hydroksylowych - patrz kolumna 5 tabeli. 9.

3. Pomnóż powstałe zużycie kwasu podczas miareczkowania fenoloftaleiną przez 2 i porównaj produkt z całkowitym zużyciem kwasu dla kolumn 2-4 tabeli. 9. W każdym przypadku określ udział obecnych form jonowych w zużyciu kwasu.

Przykład obliczeń. W pierwszej próbce oznaczono ilość roztworu kwasu zużytego do miareczkowania fenoloftaleiną
(V = 0,10 ml). W drugiej próbce oznaczono ilość kwasu zużytego do miareczkowania oranżem metylowym: Vmo = 0,25 ml. Porównajmy wartości. W związku z tym w próbce obecne są zarówno aniony węglanowe, jak i wodorowęglanowe, a zużycie kwasu przez węglany wynosi , a przez wodorowęglany – V gc =V mo -2V f =0,25-0,20=0,05 ml.

4. Sprawdź wyniki obliczeń: suma zużycia kwasu dla wszystkich trzech form powinna być równa całkowitemu zużyciu kwasu.

4. Obliczanie stężenia masowego anionów węglanowych i wodorowęglanowych

1. Ustal z tabeli. 9 udział różnych form jonowych w zużyciu kwasu podczas miareczkowania (V c, V gc).

2. Oblicz stężenie masowe anionu węglanowego (C to) w mg/l korzystając ze wzoru: C to = V do 300.

Zaokrąglij wynik do liczb całkowitych.

3. Oblicz stężenie masowe anionu wodorowęglanowego (C gc) w mg/l korzystając ze wzoru: C gc = V gc 305. Wynik zaokrąglij do liczb całkowitych.

5. Obliczanie twardości węglanowej

Określ twardość węglanową (LC) w mEq/l korzystając ze wzoru:

F k = C k 0,0333 + C gk 0,0164.

6. Obliczanie zasadowości

Oznaczający bezpłatny Zasadowość (Ab) w mg-eq/l oblicza się ze wzoru:

Шв = V fa 5.

Oznaczający całkowita zasadowość(SH O) w mg-eq/l, obliczyć za pomocą równania:

Sh o = V mo 5

Ogrom twardość węglanowa dla wód powierzchniowych przyjmuje się, że jest ona równa wartości zasadowości całkowitej (mg-ekwiwal./l).

Elementy biogenne. Elementy biogenne (biogeny) tradycyjnie uważa się za pierwiastki, które występują w znacznych ilościach w składzie organizmów żywych. Zakres pierwiastków zaliczanych do biogennych jest dość szeroki: azot, fosfor, siarka, żelazo, wapń, magnez, potas itp.

Zagadnienia kontroli jakości wody i oceny środowiskowej zbiorników wodnych nadały pojęciu składników pokarmowych szersze znaczenie: obejmują one związki (a dokładniej składniki wody), które są po pierwsze produktami życiowej działalności różnych organizmów, a po drugie Czy " materiał budowlany„dla organizmów żywych. Należą do nich przede wszystkim związki azotu (azotany, azotyny, organiczne i nieorganiczne związki amonowe), a także fosfor (ortofosforany, polifosforany, organiczne estry kwasu fosforowego itp.).

Azotany. Obecność jonów azotanowych w wodach naturalnych wiąże się z:

· z wewnątrzzbiornikowymi procesami nitryfikacji jonów amonowych w obecności tlenu pod wpływem bakterii nitryfikacyjnych;

· Opady atmosferyczne, które pochłaniają tlenki azotu powstające podczas atmosferycznych wyładowań elektrycznych (stężenie azotanów w opadzie sięga 0,9 – 1 mg/dm 3);

· ścieki przemysłowe i bytowe, zwłaszcza po oczyszczaniu biologicznym, gdy stężenie osiąga 50 mg/dm 3 ;

· ze spływem z gruntów rolnych i ściekami z pól nawadnianych, na których stosuje się nawozy azotowe.

Głównymi procesami mającymi na celu zmniejszenie stężenia azotanów jest ich zużycie przez fitoplankton i bakterie denitryfikacyjne, które przy braku tlenu wykorzystują tlen azotanowy do utlenienia substancji organicznych.

W wodach powierzchniowych azotany występują w postaci rozpuszczonej. Stężenie azotanów w wodach powierzchniowych podlega zauważalnym wahaniom sezonowym: jest minimalne w okresie wegetacyjnym, wzrasta jesienią i osiąga maksimum zimą, kiedy przy minimalnym zużyciu azotu następuje rozkład substancji organicznych i przejście następuje przejście azotu z form organicznych do form mineralnych. Amplituda wahań sezonowych może służyć jako jeden ze wskaźników eutrofizacji zbiornika wodnego.

Przy długotrwałym stosowaniu wody pitnej i produkty żywieniowe zawierające znaczne ilości azotanów (od 25 do 100 mg/dm 3 azotu), stężenie methemoglobiny we krwi gwałtownie wzrasta. Methemoglobinemia jest szczególnie ciężka u niemowląt (głównie karmionych sztucznie preparatami mlecznymi przygotowanymi w wodzie o wysokiej zawartości azotanów około 200 mg/dm 3) oraz u osób cierpiących na choroby układu krążenia. Szczególnie w tym przypadku wody gruntowe i zasilane przez nie studnie są niebezpieczne, ponieważ w otwartych zbiornikach azotany są częściowo zużywane przez rośliny wodne.

Obecność azotanu amonu w stężeniach rzędu 2 mg/dm 3 nie powoduje zakłócenia procesów biochemicznych w zbiorniku; podprogowe stężenie tej substancji nie mające wpływu na reżim sanitarny zbiornika wynosi 10 mg/dm 3. Szkodliwe stężenia związków azotu (głównie amonu) dla różne rodzaje w rybach jest rzędu setek miligramów na 1 dm 3 wody.

W działaniu na ludzi wyróżnia się pierwotną toksyczność samego jonu azotanowego; wtórny, związany z powstawaniem jonu azotynowego, i trzeciorzędowy, w wyniku tworzenia nitrozoamin z azotynów i amin. Dawka śmiertelna azotany dla ludzi
8-15 g; dopuszczalne dzienne spożycie według zaleceń FAO/WHO wynosi 5 mg/kg masy ciała.

Oprócz opisanych efektów ważną rolę odgrywa fakt, że azot jest jednym z podstawowych pierwiastków biogennych (niezbędnych do życia). To właśnie determinuje wykorzystanie związków azotu jako nawozów, ale z drugiej strony wiąże się to z udziałem azotu usuwanego z gruntów rolnych w rozwoju procesów eutrofizacji (niekontrolowanego wzrostu biomasy) zbiorników wodnych. Zatem z jednego hektara nawadnianej ziemi do systemów wodnych trafia 8-10 kg azotu.

Azotany są solami kwasu azotowego i zwykle występują w wodzie. Anion azotanowy zawiera atom azotu na maksymalnym stopniu utlenienia „+5”. Bakterie tworzące azotany (wiążące azotany) przekształcają azotyny w azotany w warunkach tlenowych. Pod wpływem promieniowania słonecznego azot atmosferyczny (N 2) również przekształca się głównie w azotany poprzez tworzenie tlenków azotu. Wiele nawozów mineralnych zawiera azotany, które stosowane w nadmiernej lub nieracjonalnej formie do gleby prowadzą do zanieczyszczenia zbiorników wodnych. Źródłami zanieczyszczeń azotanami są także spływy powierzchniowe z pastwisk, obory dla zwierząt, gospodarstw mlecznych itp.

Zwiększona zawartość azotanów w wodzie może być wskaźnikiem zanieczyszczenia zbiornika na skutek rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń odchodowych lub chemicznych (rolniczych, przemysłowych). Rowy bogate w wodę azotanową pogarszają jakość wody w zbiorniku, stymulując masowy rozwój roślinności wodnej (głównie sinic) i przyspieszając eutrofizacja zbiorniki. Woda pitna i żywność zawierająca duże ilości azotanów (tab. 10) również mogą powodować choroby, zwłaszcza u niemowląt (tzw. methemoglobinemię). W wyniku tego zaburzenia transport tlenu z krwinkami ulega pogorszeniu i pojawia się zespół „niebieskiego dziecka” (niedotlenienie). Jednocześnie rośliny nie są tak wrażliwe na wzrost zawartości azotu w wodzie jak fosfor.

Tabela 10

Wartości maksymalnych dopuszczalnych stężeń azotanów
do warzyw i owoców, mg/kg

Kultura			Kultura
Warzywa liściaste			Ziemniak
Słodka papryka			Wczesna kapusta
Winogrona stołowe			Burak
			Cebula cebulowa

Proponowana metoda oznaczania azotanów opiera się na zdolności kwasu salicylowego (ortohydroksybenzoesowego) w obecności stężonego kwasu siarkowego do wchodzenia w reakcję nitrowania z wytworzeniem kwasu nitrozalicylowego, który w środowisku zasadowym tworzy barwny żółty sól.

Oznaczenie zakłóca anion chlorkowy w stężeniu masowym większym niż 500 mg/l oraz związki żelaza w stężeniu masowym większym niż
0,5 mg/l. Uwalnia się je od wpływu związków żelaza poprzez dodanie soli Rochelle (sól kwasu winowego, winian potasowo-sodowy KNaC 4 H 4 O 6 4H 2 O); gdy stężenie chlorków jest większe niż 500 mg/l, analizowaną wodę rozcieńcza się i powtarza oznaczenie.

Maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów w zbiornikach wodnych i wodzie pitnej wynosi 45 mg/l (lub 10 mg/l dla azotu), graniczny wskaźnik szkodliwości jest sanitarno-toksykologiczny.

Sprzęt i odczynniki

Kąpiel wodna; nożyce; bagietka laboratoryjna; Pipeta 2 ml lub 5 ml z gruszką gumową (strzykawka medyczna) i rurką łączącą; pipeta z zakraplaczem; butelka oznaczona „10ml”; 25-50 ml szklanka do odparowania. Okulary ochronne; gumowe rękawiczki.

Woda destylowana; stężony kwas siarkowy; wodny roztwór wodorotlenku sodu (20%); roztwór kwasu salicylowego (10%) alkohol; Sól Rochelle (winian potasowo-sodowy) w kapsułkach 0,1 g.

Skala kontrolna próbek barwnych do oznaczania anionu azotanowego (0,0; 5,0; 15; 30; 50 mg/l) z zestawu testowego lub przygotowanego samodzielnie.

Uwaga! W tę definicję stosuje się substancje żrące - stężony kwas siarkowy i mocny roztwór wodorotlenku sód! Należy je transportować na gumowej palecie rękawice i okulary ochronne, zachowując ostrożność. Unikać kontaktu roztworów z oczami, skórą, odzieżą i meblami.

Wykonywanie analizy

1. Za pomocą pipety umieścić 1,0 ml wody przeznaczonej do analizy w zlewce do odparowania. Jeżeli woda zawiera związki żelaza w stężeniu większym niż 0,5 mg/l, do szklanki dodaje się także zawartość jednej kapsułki (0,1 g) soli Rochelle.

2. Zawartość szklanki odparować do sucha we wrzącej łaźni wodnej przez 10-15 minut.

3. Ochłodź filiżankę do temperatury pokojowej
5-10 minut

4. Dodaj do szklanki 4-5 kropli roztworu kwasu salicylowego za pomocą pipety z zakraplaczem, tak aby zwilżyć całą suchą pozostałość.

5. Drugą pipetą dodać 26-27 kropli stężonego kwasu siarkowego (około 0,5 ml).

Zachowaj ostrożność podczas dodawania stężonej siarki wysepki! Należy pracować w okularach ochronnych i gumowych rękawiczkach. splot!

6. Suchą pozostałość wymieszać patyczkiem szklanym z kwasem i natrzeć nim spód i ścianki szklanki.

7. Nie wyjmując sztyftu z kubka, pozostawić jego zawartość na 5 minut.

8. Dodaj pipetą 3-4 ml wody destylowanej tak, aby umyć wnętrze szklanych ścianek.

9. Do zawartości szklanki dodać 4-5 ml 20% roztworu wodorotlenku sodu. (Do dozowania roztworu wodorotlenku sodu wygodnie jest użyć probówki oznaczonej „5 ml”). Jeśli w analizowanej wodzie znajdują się aniony azotanowe, roztwór w szkle natychmiast zmienia kolor na żółty.

Zachowaj ostrożność podczas dodawania roztworu hydroksylowego tak, sód! Podczas pracy należy nosić okulary ochronne i rękawice gumowe!

10. Zawartość szklanki wlać wzdłuż szklanej laski do butelki oznaczonej „10 ml”, przepłukać szklankę i zalać małymi porcjami wody destylowanej, doprowadzając objętość roztworu w butelce do 10 ml.

Notatka. Jeżeli wytrącił się osad (zasadowe sole magnezu), pozostawić roztwór na kilka minut do osadzenia.

11. Porównaj barwę roztworu w butelce ze skalą kontrolną próbek barw na białym tle. Za wynik analizy należy przyjąć wartość stężenia anionów azotanowych w mg/l próbki wagowej, która najbardziej odpowiada barwie powstałego roztworu.

Jeżeli barwa zawartości kolby kolorymetrycznej okaże się bardziej intensywna od próbki skrajnej (50 mg/l), badaną wodę rozcieńcza się 5-krotnie wodą destylowaną i oznaczanie powtarza. Przy obliczaniu wyników uwzględnia się stopień rozcieńczenia próbki.

Monitorowanie dokładności analiz

Kontrolę dokładności przy oznaczaniu azotanów przeprowadza się za pomocą roztworów kontrolnych (patrz załącznik 1) lub za pomocą certyfikowanego (modelowego) miernika azotanów.

Amon. Zawartość jonów amonowych w wodach naturalnych waha się od 10 do 200 μg/dm 3 w przeliczeniu na azot. Obecność jonów amonowych w niezanieczyszczonych wodach powierzchniowych wiąże się głównie z procesami biochemicznego rozkładu substancji białkowych, deaminacji aminokwasów i rozkładu mocznika pod działaniem ureazy. Głównymi źródłami przedostawania się jonów amonowych do zbiorników wodnych są hodowle hodowlane, ścieki bytowe, spływy powierzchniowe z gruntów rolnych w przypadku stosowania nawozów amonowych, a także ścieki z przemysłu spożywczego, koksowniczego, chemicznego, drzewnego i chemicznego. Ścieki przemysłowe zawierają do
1 mg/dm3 amonu, w ściekach bytowych – 2-7 mg/dm3; W przypadku ścieków bytowych do kanalizacji trafia dziennie do 10 g azotu amonowego (w przeliczeniu na mieszkańca).

W okresie przejścia od zbiorników oligotroficznych do mezo- i eutroficznych wzrasta zarówno bezwzględne stężenie jonów amonowych, jak i ich udział w całkowitym bilansie związanego azotu.

Obecność amonu w stężeniach rzędu 1 mg/dm 3 zmniejsza zdolność hemoglobiny rybiej do wiązania tlenu. Oznakami zatrucia są pobudzenie, drgawki, ryby pędzące po wodzie i wyskakujące na powierzchnię. Mechanizm działania toksycznego polega na pobudzeniu centralnego układu nerwowego, uszkodzeniu nabłonka skrzeli, hemolizie (pęknięciu) czerwonych krwinek. Toksyczność amonu wzrasta wraz ze wzrostem pH środowiska. Zawartość amoniaku w zbiornikach wodnych o różnym stopniu zanieczyszczenia podano w tabeli. jedenaście.

Tabela 11

Stopień zanieczyszczenia (klasy jednolitych części wód)	Azot amonowy, mg/dm3
Bardzo czysto
Umiarkowanie zanieczyszczony
Zanieczyszczone
Bardzo brudny

Podwyższone stężenie jonów amonowych może być wskaźnikiem świadczącym o pogorszeniu się stanu sanitarnego zbiornika wodnego, procesie zanieczyszczenia wód powierzchniowych i podziemnych, przede wszystkim ściekami bytowymi i rolniczymi.

Związki amonowe zawierają atom azotu na minimalnym stopniu utlenienia -3. Kationy amonowe są produktem mikrobiologicznego rozkładu białek pochodzenia zwierzęcego i roślinnego. Powstały w ten sposób amoniak ponownie bierze udział w procesie syntezy białek, uczestnicząc tym samym w biologicznym obiegu substancji (cykl azotowy). Z tego powodu amon i jego związki występują zwykle w małych stężeniach w wodach naturalnych.

Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczenia środowiska związkami amonowymi. Związki amonowe występują w dużych ilościach w nawozach mineralnych i organicznych, których nadmiar i niewłaściwe stosowanie prowadzi do zanieczyszczenia zbiorników wodnych. Ponadto w ściekach (kale) w znacznych ilościach występują związki amonowe. Ścieki, które nie zostaną prawidłowo usunięte, mogą przedostać się do wód gruntowych lub zostać wypłukane przez spływ powierzchniowy do zbiorników wodnych. Ścieki z pastwisk i terenów inwentarskich, ścieki z kompleksów hodowlanych, a także ścieki bytowe i odchodowe zawsze zawierają duże ilości związków amonowych. W przypadku braku ciśnienia w kanalizacji dochodzi do niebezpiecznego skażenia wód gruntowych odchodami bytowymi i ściekami bytowymi. Z tych powodów podwyższony poziom azotu amonowego w wodach powierzchniowych jest zwykle oznaką zanieczyszczenia odchodami z gospodarstw domowych.

Proponowana metoda oznaczania stężenia masowego kationu amonowego (podanego w GOST 1030) opiera się na jego reakcji z odczynnikiem Nesslera, w wyniku której w środowisku zasadowym powstaje związek zabarwiony na żółto:

Zakłócający wpływ żelaza eliminuje się dodając do próbki sól Rochelle: KSOO(CHOH)COONa.

Stężenie kationów amonowych oznacza się wizualną metodą kolorymetryczną, porównując barwę roztworu ze skalą kontrolną próbek barw.

Maksymalne dopuszczalne stężenie amoniaku i jonów amonowych w zbiornikach wodnych wynosi 2,6 mg/l (lub 2,0 mg/l azotu amonowego). Ograniczającym wskaźnikiem szkodliwości są ogólne warunki sanitarne.

Sprzęt i odczynniki

Nożyczki, pipeta 2 ml, probówka kolorymetryczna z etykietą
„5 ml”, strzykawka medyczna z rurką łączącą.

Odczynnik Nesslera, sól Rochelle w kapsułkach 0,1 g.

Skala kontrolna próbek barwnych do oznaczania kationu amonowego (0; 0,2; 0,7; 2,0; 3,0 mg/l) z zestawu testowego lub przygotowanego samodzielnie.

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Przeprowadzenie analizy

1. Do probówki kolorymetrycznej wlać wodę przeznaczoną do analizy do kreski „5 ml”.

2. Do wody dodać zawartość jednej kapsułki (ok. 0,1 g) soli Rochelle i za pomocą pipety dodać 1,0 ml odczynnika Nesslera. Wymieszać zawartość probówki poprzez wstrząsanie.

3. Pozostaw mieszaninę na 1-2 minuty. aby zakończyć reakcję.

4. Porównaj kolor roztworu w butelce na białym tle ze skalą kontrolną próbek kolorów.

Monitorowanie dokładności analiz

Monitorowanie dokładności analizy przy oznaczaniu amonu odbywa się za pomocą roztworów kontrolnych o znanej zawartości kationów amonowych (patrz załącznik 1) lub zweryfikowanego (modelowego) urządzenia do pomiaru stężenia amonu metodą potencjometryczną.

Azotyny. Azotyny stanowią pośredni etap w łańcuchu bakteryjnych procesów utleniania amonu do azotanów (nitryfikacja – tylko w warunkach tlenowych) i odwrotnie, redukcji azotanów do azotu i amoniaku (denitryfikacja – przy braku tlenu). Podobne reakcje redoks są typowe dla stacji napowietrzania, systemów wodociągowych i samych wód naturalnych. Ponadto azotyny są stosowane jako inhibitory korozji w procesach uzdatniania wody technologicznej i dlatego mogą przedostawać się również do domowych systemów zaopatrzenia w wodę pitną. Powszechnie znane jest również zastosowanie azotynów do konserwacji żywności.

W wodach powierzchniowych azotyny występują w postaci rozpuszczonej. Wody kwaśne mogą zawierać niewielkie stężenia kwasu azotawego (HNO2) (nierozdzielonego na jony). Podwyższona zawartość azotynów wskazuje na wzmożenie procesów rozkładu substancji organicznych w warunkach wolniejszego utleniania NO 2 – do NO 3 – co świadczy o zanieczyszczeniu jednolitej części wód, tj. jest ważnym wskaźnikiem sanitarnym.

Sezonowe wahania zawartości azotynów charakteryzują się ich brakiem zimą i pojawianiem się wiosną podczas rozkładu nieożywionej materii organicznej. Najwyższe stężenie azotynów obserwuje się pod koniec lata, ich obecność wiąże się z aktywnością fitoplanktonu (stwierdzono zdolność okrzemek i zielonych alg do redukcji azotanów do azotynów). Jesienią zawartość azotynów maleje.

Jedną z cech rozkładu azotynów na głębokości zbiornika wodnego są dobrze określone maksima, zwykle w pobliżu dolnej granicy termokliny oraz w hipolimnionie, gdzie stężenie tlenu spada najbardziej gwałtownie.

Zgodnie z wymogami Globalnego Systemu Monitorowania Środowiska (GEMS) jony azotynowe i azotanowe objęte są obowiązkowymi programami monitorowania składu wody pitnej i są ważnymi wskaźnikami stopnia zanieczyszczenia i stanu troficznego naturalnych zbiorników wodnych.

Azotyny, ze względu na zdolność przekształcania się w azotany, na ogół nie występują w wodach powierzchniowych. Zatem obecność podwyższonej zawartości azotynów w badanej wodzie wskazuje na zanieczyszczenie wody, biorąc pod uwagę częściową przemianę związków azotowych z jednej formy do drugiej.

Zaproponowana metoda oznaczania stężenia masowego anionu azotynowego odpowiada metodzie podanej w GOST 1030. Metoda polega na reakcji anionu azotanowego w kwasie azotawym z odczynnikiem Griessa (mieszaniną kwasu sulfanilowego i 1-naftyloaminy). W tym przypadku zachodzą reakcje diazowania i sprzęgania azowego, w wyniku których powstaje związek azowy (barwnik azowy) o fioletowej barwie.

Stężenie anionów azotynowych oznacza się wizualną metodą kolorymetryczną, porównując barwę roztworu ze skalą kontrolną próbek barw.

Odczynniki i sprzęt

Nożyczki, probówka kolorymetryczna oznaczona „5 ml”. Odczynnik Griessa w kapsułkach 0,05 g.

Skala kontrolna próbek barwnych do oznaczania anionu azotynowego (0; 0,02; 0,10; 0,50; 1,0 mg/l) z zestawu testowego lub przygotowanego samodzielnie.

Informacje na temat przygotowania odczynnika Griessa znajdują się w Załączniku 3.

Wykonywanie analizy

1. Do probówki kolorymetrycznej wlać wodę przeznaczoną do analizy do kreski „5 ml”.

2. Do probówki dodać zawartość jednej kapsułki (ok. 0,05 g) odczynnika Griessa. Wymieszać zawartość probówki potrząsając, aż mieszanina się rozpuści.

3. Pozostaw probówkę na 20 minut. aby zakończyć reakcję.

4. Wykonaj kolorymetrię wizualną próbki. Porównaj kolor roztworu w probówce na białym tle ze skalą kontrolną próbek kolorów.

Monitorowanie dokładności analiz

Monitorowanie dokładności analizy przy oznaczaniu azotynów odbywa się za pomocą roztworów kontrolnych o znanej zawartości anionu azotynowego (patrz załącznik 1) lub za pomocą zweryfikowanego (modelowego) miernika azotynów metodą potencjometryczną.

Całkowity azot. Azot całkowity odnosi się do sumy azotu mineralnego i organicznego w wodach naturalnych.

Całkowity azot mineralny. Suma azotu mineralnego to suma azotu amonowego, azotanowego i azotynowego.

Wzrost stężenia jonów amonowych i azotynowych zwykle wskazuje na niedawne zanieczyszczenie, natomiast wzrost poziomu azotanów wskazuje na wcześniejsze zanieczyszczenie. Wszystkie formy azotu, w tym także gazowe, są zdolne do wzajemnych przemian.

Amoniak. W wodzie naturalnej amoniak powstaje podczas rozkładu substancji organicznych zawierających azot. Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, tworząc wodorotlenek amonu.

Fosforany i fosfor ogólny. Fosfor całkowity to suma fosforu mineralnego i organicznego. Podobnie jak w przypadku azotu, głównym czynnikiem determinującym jego stężenie jest wymiana fosforu pomiędzy jego formami mineralnymi i organicznymi z jednej strony a organizmami żywymi z drugiej. W wodach naturalnych i ściekach fosfor może występować m.in różne rodzaje. W stanie rozpuszczonym (czasami mówią - w fazie ciekłej analizowanej wody) może występować w postaci kwasu ortofosforowego (H 3 PO 4) i jego anionów (H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, PO 4 3-), w postaci meta-, piro- i polifosforanów (substancje te stosowane są w celu zapobiegania tworzeniu się kamienia kotłowego, wchodzą także w skład detergentów). Ponadto istnieje wiele związków fosforoorganicznych - kwasów nukleinowych, nukleoprotein, fosfolipidów itp., które mogą również występować w wodzie, będąc produktami aktywności życiowej lub rozkładu organizmów. Do związków fosforoorganicznych zalicza się także niektóre pestycydy.

Fosfor może występować także w stanie nierozpuszczonym (w fazie stałej wody), występując w postaci trudno rozpuszczalnych fosforanów zawieszonych w wodzie, w tym naturalnych minerałów, białek, organicznych związków zawierających fosfor, pozostałości martwych organizmów itp. Fosfor w fazie stałej w zbiornikach naturalnych występuje zwykle w osadach dennych, ale może również występować w dużych ilościach w ściekach i zanieczyszczonych wodach naturalnych. Formy fosforu w wodach naturalnych przedstawiono w tabeli. 12.

Stężenie całkowitego rozpuszczonego fosforu (mineralnego i organicznego) w niezanieczyszczonych wodach naturalnych waha się od 5 do
200 µg/dm3.

Tabela 12

Formy fosforu w wodach naturalnych

Formy chemiczne P		Filtrowalne (rozpuszczony)
		Całkowity rozpuszczony fosfor	Fosfor całkowity w cząstkach
Ortofosforany	Fosfor całkowity rozpuszczony i zawieszony	Rozpuszczone ortofosforany	Ortofosforany w cząstkach
Fosforany hydrolizowane kwasem	Całkowite rozpuszczone i zawieszone fosforany ulegające hydrolizie kwasowej	Rozpuszczone fosforany ulegające hydrolizie kwasowej	Fosforany ulegające hydrolizie kwasowej w cząstkach
Fosfor organiczny	Całkowity rozpuszczony i zawieszony fosfor organiczny	Rozpuszczony fosfor organiczny	Fosfor organiczny w cząsteczkach

Fosfor jest najważniejszym pierwiastkiem pokarmowym, najczęściej ograniczającym rozwój produktywności zbiorników wodnych. Dlatego też dostarczanie nadmiaru związków fosforu z działu wodnego w postaci nawozów mineralnych poprzez spływ powierzchniowy z pól (0,4-0,6 kg fosforu na hektar nawadnianej ziemi), poprzez odpływ z gospodarstw rolnych (0,01-0,05 kg/dobę) na zwierzę), z nieoczyszczonymi lub nieoczyszczonymi ściekami bytowymi (0,003-0,006 kg/dzień na mieszkańca), a także z niektórymi ściekami przemysłowymi, prowadzi do gwałtownego, niekontrolowanego wzrostu biomasy roślinnej zbiornika wodnego (jest to szczególnie typowe dla stagnacji i zbiorniki niskoprzepływowe). Następuje tak zwana zmiana stanu troficznego zbiornika, której towarzyszy restrukturyzacja całego zbiorowiska wodnego i prowadząca do dominacji procesów gnilnych (i odpowiednio do wzrostu zmętnienia, zasolenia i koncentracji bakterii).

Jednym z prawdopodobnych aspektów procesu eutrofizacji jest rozwój sinic (cyjanobakterii), z których wiele jest toksycznych. Substancje wydzielane przez te organizmy należą do grupy związków organicznych zawierających fosfor i siarkę (trucizny nerwowe). Działanie toksyn sinic może objawiać się występowaniem dermatoz i chorób przewodu pokarmowego; w szczególnie ciężkich przypadkach - gdy do organizmu dostanie się duża masa glonów - może rozwinąć się paraliż.

Zgodnie z wymogami Światowego Systemu Monitorowania Środowiska (GEMS) obowiązkowe programy obserwacji składu wód naturalnych obejmują oznaczanie zawartości fosforu ogólnego (rozpuszczonego i zawieszonego, w postaci związków organicznych i mineralnych). Fosfor jest najważniejszym wskaźnikiem stanu troficznego naturalnych zbiorników wodnych. Główną formą nieorganicznego fosforu przy wartościach pH zbiornika większych niż 6,5 jest jon HPO 4 2 - (około 90%). W wodach kwaśnych fosfor nieorganiczny występuje głównie w postaci H 2 PO 4 - .

Zawartość związków fosforu podlega znacznym wahaniom sezonowym, gdyż zależy od stosunku intensywności procesów fotosyntezy i biochemicznego utleniania substancji organicznych. Minimalne stężenia fosforanów w wodach powierzchniowych obserwuje się zwykle wiosną i latem, maksymalne jesienią i zimą, w wody morskie– odpowiednio wiosną i jesienią, latem i zimą.

Ogólne działanie toksyczne soli kwasu fosforowego jest możliwe tylko przy bardzo dużych dawkach i najczęściej jest spowodowane zanieczyszczeniami fluorem.

Bez wstępnego przygotowania próbki nieorganiczne fosforany rozpuszczone i zawieszone oznaczane są kolorymetrycznie.

Polifosforany. Polifosforany można opisać następującymi wzorami chemicznymi:

Mężczyźni (PO 3) n, Mężczyźni+2 P n O 3n+1, Mężczyźni H 2 P n O 3n+1.

Polifosforany stosowane są do zmiękczania wody, odtłuszczania włókien, jako składnik proszków i mydeł do prania, inhibitor korozji, katalizator oraz w przemyśle spożywczym.

Polifosforany są mało toksyczne. Toksyczność polifosforanów tłumaczy się ich zdolnością do tworzenia kompleksów z biologicznie ważnymi jonami, zwłaszcza wapniem.

Fosforany oznacza się z reguły metodą kolorymetryczną (GOST 18309, ISO 6878) w reakcji z molibdenianem amonu w środowisku kwaśnym:

Powstały kompleks, produkt o barwie żółtej, pod wpływem środka redukującego – chlorku cyny(II) ulega przemianie w intensywnie zabarwiony niebieski barwnik o złożonym składzie – „błękit molibdenowy”. Stężenie ortofosforanów w badanej wodzie określa się na podstawie barwy próbki, porównując ją wizualnie z barwą próbek na skali kontrolnej lub mierząc gęstość optyczną próbek za pomocą fotokolorymetru.

Ze wszystkich fosforanów obecnych w wodzie tylko ortofosforany biorą bezpośrednio udział w tej reakcji. Aby oznaczyć polifosforany, należy je najpierw przekształcić w ortofosforany w drodze hydrolizy kwasowej w obecności kwasu siarkowego. Wiele estrów kwasu fosforowego można również oznaczyć po ich hydrolizie kwasowej w takich samych warunkach jak polifosforany. Reakcja hydrolizy kwasowej na przykładzie pirofosforanu przebiega w następujący sposób:

Na 4 P 2 O 7 +2H 2 SO 4 +H 2 O=2H 3 PO 4 +4Na + +2SO 4 2-.

Niektóre związki organiczne zawierające fosfor można oznaczyć dopiero po ich mineralizacji, zwanej czasem także „spalaniem na mokro”. Mineralizację związków organicznych zawierających fosfor przeprowadza się poprzez gotowanie próbki z dodatkiem kwasu i silnego środka utleniającego - nadsiarczanu lub nadtlenku wodoru. Jeżeli stosuje się do tego celu nadsiarczan potasu, reakcja przebiega według równania:

gdzie R i R1 oznaczają fragmenty organiczne.

Mineralizacja prowadzi do przemiany wszystkich, nawet trudno rozpuszczalnych, form fosforanów w wodzie w ortofosforany. To determinuje treść fosfor całkowity w dowolnej wodzie (wskaźnik ten można określić zarówno dla rozpuszczonych fosforanów, jak i nierozpuszczalnych związków fosforu). Jednakże w przypadku wód naturalnych, które nie zawierają lub zawierają znikomą ilość trudnych do hydrolizy fosforanów w fazie stałej, mineralizacja zwykle nie jest wymagana, a wynik uzyskany z analizy zhydrolizowanej próbki można przyjąć jako dobre przybliżenie na zawartość fosforu ogólnego.

Wpływ niektórych zanieczyszczeń mogących występować w ściekach – krzemianów (powyżej 50 mg/l), związków żelaza(III) (powyżej
1 mg/l), siarczki i siarkowodór (powyżej 3 mg/l), zmniejszają dokładność analizy, co można wyeliminować dodając do próbki specjalne odczynniki znajdujące się w zestawie testowym lub zmieniając sposób obróbki próbki .

Ewentualny wpływ azotynów (do 25 mg/l) eliminuje się poprzez dodanie roztworu wiążącego je (roztwór kwasu amidosulfonowego) z próbką. Duże ilości chlorków, azotynów, chromianów, arsenianów i garbników zakłócają analizę.

Analizując fosforany w zhydrolizowanej próbce, bezpośrednio określa się sumę ortofosforanów i polifosforanów; stężenie polifosforanów oblicza się jako różnicę pomiędzy wynikami analizy próbek zhydrolizowanych i niezhydrolizowanych. Hydroliza polifosforanów zachodzi również podczas mineralizacji, ponieważ przeprowadza się go w środowisku silnie kwaśnym.

Maksymalne dopuszczalne stężenie polifosforanów (tripolifosforanu i heksametafosforanu) w zbiornikach wodnych wynosi 3,5 mg/l w przeliczeniu na anion ortofosforanowy PO 4 3-, ograniczającym wskaźnikiem szkodliwości są właściwości organoleptyczne.

Zakres oznaczanych stężeń ortofosforanów w wodzie do oznaczeń wizualno-kolorymetrycznych wynosi od 0,2 do 7,0 mg/l, do oznaczeń fotometrycznych - 0,001 - 0,04 mg/l. Oznaczenie wizualną metodą kolorymetryczną możliwe jest także przy stężeniach ortofosforanów większych niż 7,0 mg/l, po odpowiednim rozcieńczeniu próbki czysta woda.

Sprzęt i odczynniki

Kolba stożkowa żaroodporna (Erlenmeyera) 150 ml ze szlifem, kolba miarowa z podziałką (5, 10, 20 ml) z korkiem, chłodnica zwrotna ze szlifem, butle do gotowania (kapilary szklane, ziarna żelu krzemionkowego) , kolbę miarową o pojemności 50 ml, elektryczną płytę grzejną z zamkniętą grzałką, pipetę z zakraplaczem, porcelanowy kubek na
200-500 ml, dozownik strzykawki lekarskiej 1 ml z rurką łączącą.

Woda destylowana, krystaliczny nadmanganian potasu, roztwór środka redukującego, roztwór wiążący azotynów, roztwór molibdenianu, wodny roztwór kwasu siarkowego (10%), wodny roztwór kwasu siarkowego (1:3), nadsiarczan amonu w kapsułkach 0,5 g.

Skala kontrolna próbek barwnych dla stężeń ortofosforanów (0; 0,2; 1,0; 3,5; 7,0 mg/l) z zestawu testowego lub przygotowanych samodzielnie.

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Wykonywanie analizy

A. Oznaczanie ortofosforanów w wodzie pitnej i naturalnej

1. Do kolby miarowej pobrać 20 ml przefiltrowanej lub osiadłej badanej wody (próbki), przepłukać ją 2-3 razy tą samą wodą.

Notatka. Jeżeli oczekiwane stężenie ortofosforanów jest większe niż 5 mg/l, zaleca się pobrać próbkę 5 ml (butelką) lub 1 ml (strzykawką dozującą), doprowadzając objętość roztworu w butelce do 20 ml czystą wodą niezawierającą ortofosforanów.

2. Do próbki dodać za pomocą pipety z zakraplaczem 10 kropli roztworu wiążącego azotyny, a następnie za pomocą strzykawki dozującej 1 ml roztworu molibdenianu. Zamknąć butelkę korkiem i wstrząsnąć w celu wymieszania roztworu.

Roztwór molibdenianu zawiera kwas siarkowy. Zachowaj ostrożność podczas wykonywania tej operacji!

3. Pozostaw próbkę na 5 minut. aby reakcja przebiegła całkowicie.

4. Dodaj 2-3 krople roztworu środka redukującego do próbki za pomocą pipety z zakraplaczem. Zamknąć butelkę korkiem i wstrząsnąć w celu wymieszania roztworu. Gdy ortofosforany są obecne w wodzie, roztwór staje się niebieski.

Roztwór środka redukującego zawiera kwas solny. Przestrzegać Zachowaj ostrożność podczas wykonywania tej operacji!

5. Pozostaw próbkę na 5 minut. aby reakcja przebiegła całkowicie.

6. Wykonaj wizualną kolorymetrię próbki. W tym celu należy umieścić kolbę miarową na białym polu skali kontrolnej i oświetlając kolbę rozproszonym światłem białym o odpowiednim natężeniu, określić pole skali kontrolnej najbardziej zbliżone barwą i odpowiadającą mu wartość stężenia ortofosforanów w mg/l.

Otrzymując wynik analizy należy uwzględnić rozcieńczenie próbki czystą wodą wpisując współczynnik korygujący (np. przy 4-krotnym rozcieńczaniu próbki, czyli pobraniu 5 ml badanej wody należy pomnożyć wartość stężenia uzyskaną na skaluj przez 4).

B. Dodatkowe operacje oznaczania ortofosforanów w zanieczyszczonych powierzchniach i ściekach

Analizując ścieki, przeprowadza się działania mające na celu wyeliminowanie zakłócającego działania krzemianów, związków żelaza (III), siarczków i siarkowodoru, a także garbników.

Aby to zrobić, wykonaj następujące operacje:

1. Oznaczyć pH badanej wody za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego. W obecności środowisko silnie zasadowe próbkę należy zobojętnić roztworem kwasu siarkowego do wartości pH 4-8.

2. Jeżeli obecność siła koty (ponad 50 mg/l) i związki żelazo ( III ) (więcej niż 1 mg/l), rozcieńczyć próbkę przed analizą lub pobrać 5 ml wody i uzupełnić objętość próbki do 20 ml czystą wodą.

3. Jeżeli obecność siarczki i siarkowodór (powyżej 3 mg/l), przygotować rozcieńczony (lekko różowy) roztwór nadmanganianu potasu i dodać do próbki kilka kropli. W takim przypadku próbka powinna nabrać lekko różowej barwy (jeżeli roztwór jest mocno zabarwiony, próbkę można rozcieńczyć analizowaną wodą).

4. Jeżeli w analizowanej wodzie spodziewana jest obecność chromianów (powyżej 3 mg/l), należy zmienić kolejność dodawania roztworów: najpierw do próbki dodać roztwór środka redukującego, następnie roztwór wiążący azotynów i roztwór molibdenianu .

5. Jeżeli obecność To Nina, można go usunąć przez filtrację przez kolumnę z węglem aktywnym.

C. Oznaczanie hydrolizujących polifosforanów i estrów fosforanowych

1. Próbkę wody przeznaczonej do analizy o objętości 50 ml (można pobrać za pomocą kolby miarowej lub cylindra) do kolby stożkowej.

2. Za pomocą strzykawki dozującej dodać do próbki 1 ml roztworu kwasu siarkowego (10%) i kilka temperatur wrzenia.

3. Zamocować chłodnicę zwrotną do kolby. Umieścić kolbę na kuchence elektrycznej i gotować mieszaninę przy minimalnej mocy grzewczej przez 30 minut.

4. Po ochłodzeniu mieszaninę przenieść ilościowo do kolby miarowej. Podczas procesu wrzenia traci się rozpuszczalnik – wodę (ok
5-10ml). Ubytek wody uzupełnić dodając do kolby miarowej wodę destylowaną do kreski (50 ml), którą najpierw przepłukuje się kolbę stożkową.

5. Z powstałego roztworu pobrać próbkę (20 ml) do kolby miarowej i zbadać ją na zawartość ortofosforanów. Otrzymany wynik będzie stanowił sumę stężeń ortofosforanów i polifosforanów (Cc) w ​​przeliczeniu na anion ortofosforanowy (PO 4 3-).

6. W oddzielnej próbce analizowanej wody, nie poddając jej hydrolizie kwasowej, oznaczyć stężenie ortofosforanów C0ph w sposób opisany powyżej.

7. Oblicz stężenie zhydrolizowanych fosforanów (Cpf) w mg/l korzystając ze wzoru: Cpf = Cs – Cof,

gdzie: С с – całkowite stężenie polifosforanów, zhydrolizowanych fosforanów organicznych i ortofosforanów, oznaczone w warunkach hydrolizy, mg/l;

Сof – stężenie ortofosforanów, mg/l.

D. Mineralizacja i oznaczanie fosforu ogólnego

1. Do porcelanowego kubka wlać 50 ml wody przeznaczonej do analizy (lub mniejszą objętość rozcieńczoną do 50 ml).

2. Do kubka wsyp zawartość jednej kapsułki (0,5 g) nadsiarczanu amonu i do tego samego kubka dodaj 1 ml roztworu kwasu siarkowego (1:3). 3. Odparuj mieszaninę do sucha, stawiając kubek na elemencie grzejnym kuchenki elektrycznej. 4. Umieść filiżankę w suszarce i pozostaw ją tam na 6 godzin. w temperaturze 160°C, następnie schłodzić filiżankę do temperatury pokojowej (około 0,5 godziny). 5. Po ostudzeniu do suchej pozostałości w kubku ostrożnie dodać 30 ml wody destylowanej, mieszając aż do rozpuszczenia soli. Notatki 1. Jeżeli roztwór okaże się zabarwiony, należy powtórzyć mineralizację lub pobrać mniejszą objętość badanej wody. 2. Pojawienie się białego zmętnienia na skutek wytrącania się soli wapnia nie zakłóca oznaczeń w przyszłości.

Monitorowanie dokładności analiz

Kontrolę dokładności analizy fosforanów i fosforu ogólnego można przeprowadzić poprzez badanie specjalnie przygotowanego roztworu ortofosforanu o stężeniach równych wartościom podanym dla próbek na skali kontrolnej. W tym celu zaleca się stosowanie monopodstawionego fosforanu potasu KN 2 PO 4, przetwarzanego zgodnie z GOST 4212. Roztwory kontrolne sporządza się metodą grawimetryczną w warunkach laboratoryjnych.

Związki siarki.

Siarczany. Siarczany występują niemal we wszystkich wodach powierzchniowych i są jednymi z najważniejszych anionów. Głównym źródłem siarczanów w wodach powierzchniowych są procesy wietrzenia chemicznego i rozpuszczania minerałów zawierających siarkę, głównie gipsu, a także utlenianie siarczków i siarki:

2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O = 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4;

2S + 3O 2 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4.

Znaczne ilości siarczanów dostają się do zbiorników wodnych w procesie obumierania organizmów, utleniania lądowych i wodnych substancji pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz wraz ze spływem podziemnym. Siarczany występują w dużych ilościach w wodach kopalnianych i ściekach przemysłowych z gałęzi przemysłu wykorzystujących kwas siarkowy, na przykład przy utlenianiu pirytu. Siarczany przeprowadza się także ze ściekami z usług komunalnych i produkcji rolnej.

Forma jonowa SO 4 2- jest charakterystyczna tylko dla wód niskozmineralizowanych. Wraz ze wzrostem mineralizacji jony siarczanowe mają tendencję do tworzenia stabilnych powiązanych par obojętnych, takich jak CaSO 4, MgSO 4.

Siarczany aktywnie uczestniczą w złożonym cyklu siarkowym. W przypadku braku tlenu, pod działaniem bakterii redukujących siarczany, ulegają one redukcji do siarkowodoru i siarczków, które, gdy w naturalnej wodzie pojawi się tlen, ponownie utleniają się do siarczanów. Rośliny i inne organizmy autotroficzne pobierają rozpuszczone w wodzie siarczany w celu budowy substancji białkowych. Po śmierci żywych komórek bakterie heterotroficzne uwalniają siarkę białkową w postaci siarkowodoru, który w obecności tlenu łatwo utlenia się do siarczanów.

Stężenie siarczanów w wodach powierzchniowych podlega wyraźnym wahaniom sezonowym i zwykle koreluje ze zmianami ogólnego zasolenia wody. Najważniejszym czynnikiem determinującym reżim siarczanowy jest zmieniający się stosunek spływu powierzchniowego do podziemnego. Zauważalny wpływ mają procesy redoks, sytuacja biologiczna w zbiornik wodny i działalność gospodarcza człowieka.

Maksymalne dopuszczalne stężenie siarczanów w wodzie zbiorników wody pitnej wynosi 500 mg/dm 3, granicznym wskaźnikiem szkodliwości są właściwości organoleptyczne.

Nie zaobserwowano, aby siarczany w wodzie pitnej wpływały na procesy korozyjne, jednak w przypadku stosowania rur ołowianych stężenie siarczanów powyżej 200 mg/dm 3 może prowadzić do wymywania ołowiu do wody.

Siarczany są powszechnymi składnikami wód naturalnych. Ich obecność w wodzie wynika z rozpuszczania niektórych minerałów - naturalnych siarczanów (gipsu), a także przenoszenia siarczanów zawartych w powietrzu wraz z deszczem. Te ostatnie powstają podczas reakcji utleniania w atmosferze tlenku siarki (IV) do tlenku siarki (VI), powstawania kwasu siarkowego i jego neutralizacji (całkowitej lub częściowej):

2SO2 + O2 = 2SO3,

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

Obecność siarczanów w ściekach przemysłowych jest najczęściej spowodowana procesami technologicznymi z wykorzystaniem kwasu siarkowego (produkcja nawozów mineralnych, produkcja chemikaliów). Siarczany w wodzie pitnej nie mają działania toksycznego na człowieka, jednak pogarszają smak wody: wrażenie smaku siarczanów występuje już przy ich stężeniu 250-400 mg/l. Siarczany mogą powodować sedymentację w rurociągach podczas mieszania dwóch wód o różnym składzie mineralnym, na przykład siarczanu i wapnia, wytrąca się CaSO4.

Metoda oznaczania stężenia masowego anionu siarczanowego opiera się na reakcji anionów siarczanowych z kationami baru, w wyniku której powstaje nierozpuszczalna zawiesina siarczanu baru zgodnie z reakcją:

Ba 2 + SO 4 2- = BaSO 4.

Stężenie anionów siarczanowych ocenia się na podstawie ilości oznaczonej zawiesiny siarczanu baru turbidymetrycznytą metodą. Proponowana, najprostsza wersja metody turbidymetrycznej opiera się na pomiarze wysokości kolumny zawiesiny na podstawie jej przezroczystości i ma zastosowanie przy stężeniu anionów siarczanowych co najmniej 30 mg/l.

Analizę przeprowadza się w czystej wodzie (w razie potrzeby woda jest filtrowana). Do pracy potrzebny jest miernik mętności - proste urządzenie, które można wykonać niezależnie (patrz rysunek).

Sprzęt i odczynniki

Mętnościomierz, pipeta 2 ml lub 5 ml z gruszką gumową (strzykawka medyczna) i rurką łączącą, pipeta z zakraplaczem, probówki do badania mętności z kropkowym wzorem na dnie i gumowym pierścieniem ustalającym, korek do probówki do pomiaru mętności.

Roztwór azotanu baru (nasycony), roztwór kwasu solnego (20%).

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Przygotowanie do analizy

Ekran miernika mętności instaluje się pod kątem około 45° w stosunku do stojaka. Prace prowadzone są przy rozproszonym, ale dość mocnym (200-500 Lux) oświetleniu ekranu miernika mętności światłem dziennym (sztucznym, kombinowanym).

Do każdego otworu mętnościomierza wprowadza się probówkę do badania mętności z założonym gumowym pierścieniem w pozycji unieruchamiającej probówkę tak, aby jej dolna część sięgała do wycięcia mętnościomierza na odległość około 1 cm ( w tym przypadku dno probówki będzie znajdować się w wymaganej odległości - około 2 cm od ekranu).

Wykonywanie analizy

1. W otwory mętnościomierza włóż dwie probówki z wzorem na dnie. Do jednej z probówek wlej wodę przeznaczoną do analizy do odpowiedniej wysokości
100 mm (20–30 ml).

2. Do zawartości probówki za pomocą pipet dodać 2 krople roztworu kwasu solnego i 14–15 kropli roztworu azotanu baru. Uważaj: azotan baru jest toksyczny!

3. Tubkę szczelnie zamknąć korkiem i wstrząsnąć w celu wymieszania zawartości.

4. Pozostaw probówkę z roztworem na 5–7 minut. z utworzeniem białego osadu (zawiesiny).

5. Ponownie wstrząśnij zamkniętą tubą w celu wymieszania zawartości.

6. Za pomocą pipety przenieść powstałą zawiesinę do drugiej (pustej) probówki, aż na dnie pierwszej probówki pojawi się obraz wzoru. Zmierz wysokość kolumny zawieszenia w pierwszej probówce (H p mm). Dokonuj obserwacji kierując światło na obrotowy ekran miernika mętności, zainstalowany pod kątem 45°.

7. Kontynuuj przenoszenie zawieszenia, aż obraz wzoru ukryje się w nim. Zmierz wysokość kolumny zawieszenia w drugiej probówce.

8. Oblicz średnią arytmetyczną pomiarów wysokości kolumny zawieszenia (h) korzystając ze wzoru:

9. Według tabeli. 13 oznaczyć stężenie anionu siarczanowego w mg/l.

Tabela 13

Oznaczanie stężenia anionów siarczanowych

		Wysokość kolumny zawieszenia (h), mm	Stężenie masowe anionu siarczanowego, mg/l

Chlor. W naturze chlor jest szeroko rozpowszechniony - 0,017% (wagowo) w skorupie ziemskiej. Jej najbardziej rozpowszechnionymi minerałami są halit NaCl (sól kuchenna, sól kamienna), sylwin KCl, karnalit KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O itd. Światowe zasoby soli kamiennej w jelitach Ziemi wynoszą 3,5∙10 15 ton. jest dużo chlorków rozpuszczonych w hydrosferze. Na normalne warunki chlor gazowy jest prawie 2,5 razy cięższy od powietrza (1 litr Cl 2 waży 3,24 g). Chlor rozpuszcza się w wodzie, tworząc żółtawą wodę chlorową. Jedna objętość wody w temperaturze pokojowej pochłania około dwóch objętości chloru. Chlor jest bardzo toksyczny, podrażnia błony śluzowe już w bardzo małych stężeniach (0,001 mg na 1 litr powietrza). Chlor reaguje z większością metali i niemetali z wyjątkiem tlenu, węgla, azotu i gazów szlachetnych.

Chlorki. W wodach rzek i słodkich wodach jezior zawartość chlorków waha się od ułamków miligrama do dziesiątek, setek, a czasem tysięcy miligramów na litr. W wodach morskich i podziemnych zawartość chlorków jest znacznie wyższa – aż do roztworów przesyconych i solanek.

Chlorki są dominującym anionem w wodach silnie zmineralizowanych. Stężenie chlorków w wodach powierzchniowych podlega zauważalnym wahaniom sezonowym, skorelowanym ze zmianami ogólnego zasolenia wód.

Podstawowymi źródłami chlorków są skały magmowe, do których zaliczają się minerały zawierające chlor (sodalit, chlorapatyt itp.), złoża solne, głównie halit. Znaczne ilości chlorków dostają się do wód w wyniku wymiany z oceanem poprzez atmosferę, oddziaływania opadów atmosferycznych z glebami, szczególnie zasolonymi, a także podczas emisji wulkanicznych. Wody przemysłowe i ściekowe zyskują coraz większe znaczenie.

W przeciwieństwie do jonów siarczanowych i węglanowych, chlorki nie mają tendencji do tworzenia powiązanych par jonowych. Ze wszystkich anionów największą zdolność migracyjną mają chlorki, co tłumaczy się ich dobrą rozpuszczalnością, słabą zdolnością do sorpcji przez substancje zawieszone i wchłanianiem przez organizmy wodne. Podwyższona zawartość chlorków pogarsza smak wody, powoduje, że nie nadaje się ona do zaopatrzenia w wodę pitną oraz ogranicza jej wykorzystanie do wielu celów technicznych i gospodarczych, a także do nawadniania gruntów rolnych. Jeśli w wodzie pitnej znajdują się jony sodu, to stężenie chlorków powyżej 250 mg/dm 3 nadaje wodzie słony smak, w przypadku chlorków wapnia i magnezu obserwuje się to przy stężeniach powyżej 1000 mg/dm 3. Stężenia chlorków i ich wahania, w tym wahania dobowe, mogą służyć jako jedno z kryteriów zanieczyszczenia zbiornika ściekami bytowymi.

Proponowana metoda oznaczania stężenia masowego anionu chlorkowego polega na miareczkowaniu anionów chlorkowych roztworem azotanu srebra, w wyniku czego powstaje zawiesina praktycznie nierozpuszczalnego chlorku srebra. Równanie reakcji chemicznej zapisuje się w następujący sposób:

Ag + +C1 = AgCl.

Jako wskaźnik stosuje się chromian potasu, który reaguje z nadmiarem azotanu srebra tworząc wyraźnie widoczny pomarańczowo-brązowy osad chromianu srebra według równania:

Ag + + CrO 4 = Ag 2 CrO 4,

Pomarańczowo-brązowy

Ta metoda nazywa się metodą Argentometriamiareczkowanie chemiczne. Miareczkowanie można wykonać dla wód o pH 5,0-8,0.

Stężenie masowe anionu chlorkowego (C chl) w mg/l oblicza się za pomocą równania:

gdzie V chl to objętość roztworu azotanu srebra zużytego do miareczkowania, ml;

N – stężenie miareczkowanego roztworu azotanu srebra z uwzględnieniem współczynnika korygującego, g-eq/l;

VA – objętość wody pobranej do analizy, ml;

35,5 – równoważna masa chloru;

1000 – przelicznik jednostek miar z g/l na mg/l.

Sprzęt i odczynniki

Pipeta 2 ml lub 5 ml z gruszką gumową (strzykawka medyczna) i rurką łączącą; pipeta z zakraplaczem, butelka oznaczona „10 ml” z korkiem.

Roztwór azotanu srebra (0,05 g-eq/l) miareczkowany, roztwór chromianu potasu (10%).

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Wykonywanie analizy

1. Do butelki wlać 10 ml wody przeznaczonej do analizy.

2. Dodaj 3 krople roztworu chromianu potasu do butelki za pomocą pipety z zakraplaczem.

3. Butelkę szczelnie zamknąć korkiem i wstrząsnąć w celu wymieszania zawartości.

4. Stopniowo miareczkować zawartość kolby roztworem azotanu srebra, mieszając, aż do pojawienia się trwałego brązowego zabarwienia. Oznaczyć objętość roztworu użytego do miareczkowania (V chl, ml).

5. Oblicz stężenie masowe anionu chlorkowego (C chl, mg/l) korzystając ze wzoru: C chl = V chl 178. Wynik zaokrąglij do liczb całkowitych.

Aktywny chlor. Chlor występujący w wodzie powszechnie nazywany jest kwasem podchlorawym lub jonem podchlorynowym darmowy chlor. Chlor występujący w postaci chloramin (mono- i di-), a także w postaci trójchlorku azotu, nazywany jest związany chlor. Całkowity chlor jest sumą wolnego i związanego chloru.

W zależności od warunków, takich jak pH, temperatura, ilość zanieczyszczeń organicznych i azotu amonowego, chlor może występować w innych postaciach, w tym w postaci jonu podchlorynowego (OCl -) i chloramin.

Aktywny chlor musi być nieobecny w wodzie zbiorników, ograniczającym wskaźnikiem szkodliwości są ogólne warunki sanitarne .

Chlor występuje w wodzie nie tylko w postaci chlorków, ale także jako część innych związków, które mają silne właściwości utleniające. Takie związki chloru obejmują wolny chlor (C12), anion podchlorynowy (ClO -), kwas podchlorawy (HCO), chloraminy (substancje, które po rozpuszczeniu w wodzie tworzą monochloraminę NH2C1, dichloraminę NHC12, trichloraminę NС13). Całkowita zawartość tych związków nazywana jest terminem „aktywny chlor”. Substancje zawierające aktywny chlor dzielimy na dwie grupy: silne utleniacze – chlor, podchloryn i kwas podchlorawy – zawierające tzw. „wolny aktywny chlor” oraz stosunkowo słabsze utleniacze – chloraminy – „związany aktywny chlor”. Związki zawierające aktywny chlor, ze względu na swoje silne właściwości utleniające, stosowane są do dezynfekcji (dezynfekcji) wody pitnej i basenowej, a także do chemicznego oczyszczania niektórych ścieków. Ponadto niektóre związki zawierające aktywny chlor (na przykład wybielacz) są szeroko stosowane w celu wyeliminowania gorących punktów zakaźnych zanieczyszczeń. Wolny chlor jest najczęściej stosowany do dezynfekcji wody pitnej.

Aktywny chlor nie jest dozwolony w wodzie naturalnej; w wodzie pitnej jego zawartość w przeliczeniu na chlor ustala się na poziomie 0,3-0,5 mg/l w postaci wolnej i na poziomie 0,8-1,2 mg/l w formie związanej. Aktywny chlor we wskazanych stężeniach występuje w wodzie pitnej przez krótki czas (nie dłużej niż kilkadziesiąt minut) i jest całkowicie usuwany nawet podczas krótkotrwałego zagotowania wody. Z tego powodu analizawybraną próbkę należy zbadać na zawartość aktywnego chlorunatychmiast jechać.

Zainteresowanie kontrolą zawartości chloru w wodzie, zwłaszcza w wodzie pitnej, wzrosło po uświadomieniu sobie, że chlorowanie wody prowadzi do powstawania zauważalnych ilości chlorowanych węglowodorów, które są szkodliwe dla zdrowia publicznego. Szczególne zagrożenie stwarza chlorowanie wody pitnej zanieczyszczonej fenolem. Maksymalne dopuszczalne stężenie fenoli w wodzie pitnej w przypadku braku chlorowania wody pitnej ustala się na 0,1 mg/l, a w warunkach chlorowania (w tym przypadku powstają chlorofenole, które są znacznie bardziej toksyczne i mają silny charakterystyczny zapach) - 0,001 mg/l. Podobne reakcje chemiczne mogą zachodzić z udziałem związków organicznych pochodzenia naturalnego lub technogennego, w wyniku czego powstają różne toksyczne związki chloroorganiczne – ksenobiotyki.

Proponowana metoda jodometryczna opiera się na właściwości wszystkich związków zawierających aktywny chlor w środowisku kwaśnym do uwalniania wolnego jodu z jodku potasu:

Wolny jod miareczkuje się tiosiarczanem sodu w obecności skrobi, jak opisano dla oznaczania rozpuszczonego tlenu. Reakcję prowadzi się w roztworze buforowym o pH 4,5, wtedy azotyny, ozon i inne związki nie zakłócają oznaczenia. Substancjami zakłócającymi oznaczenie są jednak inne silne utleniacze, które również uwalniają jod z jodku potasu – chromiany, chlorany itp. Stężenia, przy których te utleniacze działają zakłócająco, mogą występować w ściekach, ale ich wystąpienie w wodzie pitnej jest mało prawdopodobne. i naturalną wodę. Metodę można również zastosować do analizy wód mętnych i zabarwionych.

Stężenie aktywnego chloru (CAC) w mg/l oblicza się na podstawie wyników miareczkowania, do którego zwykle stosuje się roztwór tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,005 g-eq/l. Obliczenia przeprowadza się według wzoru:

gdzie V T oznacza ilość roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,005 g równoważnika/l zastosowaną do miareczkowania, ml; K jest współczynnikiem korygującym, który uwzględnia odchylenie dokładnego rzeczywistego stężenia tiosiarczanu od wartości 0,005 g-eq/l (w większości przypadków wartość K przyjmuje się jako 1); 0,177 – zawartość aktywnego chloru w mg, odpowiadająca 1 ml roztworu tiosiarczanu o stężeniu
0,005 g równ./l; V A – objętość próbki wody pobranej do analizy, ml; 1000 to współczynnik konwersji jednostek miary z mililitrów na litry.

Czułość metody wynosi 0,3 mg/l przy objętości próbki 250 ml, jednakże w przypadku stosowania roztworów tiosiarczanów o różnych stężeniach objętość próbki może wynosić w zależności od wymaganej czułości oznaczenia od 500 do 50 ml wody lub mniej. Ograniczającym wskaźnikiem szkodliwości aktywnego chloru są ogólne warunki sanitarne.

Sprzęt i odczynniki

Kolba stożkowa o pojemności 250-500 ml z podziałką objętości (jeżeli kolba nie jest skalowana, wymagany jest również cylinder miarowy), biureta lub pipeta z podziałką 2-5 ml ze strzykawką i rurką łączącą, dozownik strzykawki (pipeta) na 1 ml (2 szt.), nożyczki.

Jodek potasu w kapsułkach 0,5 g, buforowany roztwór octanowy (pH 4,5), miareczkowany roztwór tiosiarczanu sodu (0,005 g-eq/l), roztwór skrobi (0,5%).

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

1. Wlać wodę testową do kolby stożkowej do kreski (np. 50 ml) lub za pomocą cylindra miarowego. Wstępnie przepłukać kolbę wodą przeznaczoną do analizy.

2. Za pomocą strzykawki dozującej lub pipety umieścić w kolbie 1,0 ml roztworu buforu octanowego i wymieszać zawartość kolby.

3. Do kolby stożkowej dodać zawartość jednej kapsułki (około 0,5 g) jodku potasu. Mieszaj zawartość kolby, aż sól się rozpuści.

4. Miareczkować uwolniony jod roztworem tiosiarczanu. W tym celu należy pobrać 2-5 ml roztworu tiosiarczanu do biurety (pipety) zamocowanej na stojaku i połączonej rurką ze strzykawką i miareczkować próbkę do momentu, aż zmieni kolor na lekko żółty.

5. Dodaj inni za pomocą strzykawki dozującej (pipety) dodać 1 ml roztworu skrobi (roztwór w kolbie zmieni kolor na niebieski) i kontynuować miareczkowanie, aż roztwór całkowicie się odbarwi.

Notatka. Po zmianie koloru próbkę należy przechowywać przez kolejne 0,5 minuty. aby reakcja przebiegła całkowicie. Jeśli kolor zostanie przywrócony, konieczne jest dodanie większej ilości roztworu titranta.

6. Określić całkowitą objętość roztworu tiosiarczanu użytego do miareczkowania (zarówno przed jak i po dodaniu roztworu skrobi).

7. Obliczyć stężenie całkowitego resztkowego aktywnego chloru (CAC) w mg/l, korzystając ze wzoru podanego powyżej.

W razie potrzeby powtórzyć analizę, zmniejszając (zwiększając) objętość próbki.

Jako ekspres przenośna modyfikacja terenowa metody przy czułości co najmniej 0,3-0,5 mg/l do oznaczania aktywnego chloru w wodzie pitnej, kranowej i naturalnej, przy pobieraniu 50 ml próbki i miareczkować przy użyciu skalibrowanej pipety z zakraplaczem. W tym przypadku stężenie aktywnego chloru (CAC) w mg/l oblicza się ze wzoru:

gdzie: N to liczba kropli roztworu tiosiarczanu sodu użytych do miareczkowania;

0,1 – ilość resztkowego aktywnego chloru w mg, odpowiadająca zawartości w 1 kropli roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,0025 g-eq/l, biorąc pod uwagę miareczkowanie 50 ml próbki wody;

K jest współczynnikiem korygującym dla danej pipety z zakraplaczem, ustalonym eksperymentalnie i uwzględniającym różnicę w objętości kropelek wydobywających się z różnych pipet (zwykle wartość K jest bliska 1).

Przykład obliczeń . Analizując wodę wodociągową, w wyniku miareczkowania próbki o pojemności 50 ml roztworem tiosiarczanu o stężeniu 0,0025 g równoważ./l przy użyciu skalibrowanej pipety z zakraplaczem (K = 0,92), do miareczkowania użyto 11 kropli roztworu tiosiarczanu. Zatem zawartość aktywnego chloru w wodzie wynosi:

Sód. Sód jest jednym z głównych składników składu chemicznego wód naturalnych, decydującym o ich rodzaju. Głównym źródłem sodu przedostającego się do wód powierzchniowych lądu są skały magmowe i osadowe oraz rodzime rozpuszczalne sole chlorku, siarczanu i dwutlenku węgla sodu. Bardzo ważne W zlewni zachodzą także procesy biologiczne, w wyniku których powstają rozpuszczalne związki sodu. Ponadto sód przedostaje się do wód naturalnych ze ściekami bytowymi i przemysłowymi oraz z wodą odprowadzaną z nawadnianych pól.

Stężenie masowe kationu sodu (SNA) w mg/l wyznacza się metodą obliczeniową, obliczając ze wzoru:

S ON = (chłodziwo A-S) 23,

gdzie: A jest sumą stężeń masowych głównych anionów (określonych na podstawie danych z tabeli 14), mg-eq/l;

Z chłodziwem – wartość twardości całkowitej, mEq/l;

23 – równoważna masa sodu.

Potas. Potas jest jednym z głównych składników składu chemicznego wód naturalnych. Źródłem przedostawania się do wód powierzchniowych są skały geologiczne (skalenie, miki) oraz sole rozpuszczalne. W wyniku procesów biologicznych zachodzących w wietrzejącej skorupie i glebie powstają także różne rozpuszczalne związki potasu. Potas charakteryzuje się tendencją do sorpcji na silnie rozproszonych cząstkach gleby, skał, osadów dennych i zatrzymywania przez rośliny w okresie odżywiania i wzrostu. Prowadzi to do mniejszej mobilności potasu w porównaniu do sodu, dlatego potas występuje w wodach naturalnych, zwłaszcza powierzchniowych, w niższych stężeniach niż sód.

Potas przedostaje się także do wód naturalnych ze ściekami bytowymi i przemysłowymi, z wodami odprowadzanymi z nawadnianych pól oraz ze spływem wód powierzchniowych z gruntów rolnych.

Stężenie w wodzie rzecznej zwykle nie przekracza 18 mg/dm 3, w wodach gruntowych waha się od miligramów do gramów i dziesiątek gramów na 1 dm 3, co jest zdeterminowane składem skał wodonośnych, głębokością wód gruntowych i inne warunki hydrogeologiczne.

Maksymalne dopuszczalne stężenie potasu wynosi 50 mg/dm 3 .

Fluor (fluorki). Fluor przedostaje się do wód rzecznych ze skał i gleby podczas niszczenia minerałów zawierających fluor (apatytu, turmalinu) z glebą i wodami gruntowymi oraz poprzez bezpośrednie wymywanie przez wody powierzchniowe. Źródłem fluoru są także opady atmosferyczne. Podwyższoną zawartość fluoru można znaleźć w niektórych ściekach z przemysłu szklarskiego i chemicznego (produkcja nawozów fosforowych, stali, aluminium), w niektórych rodzajach wód dołowych oraz w ściekach z zakładów przerobu rud.

W wodach naturalnych fluor występuje w postaci jonu fluorkowego F - i jonów złożonych 3-, -, 2-, 3-, 3-, 2- itd.

Zdolność migracyjna fluoru w wodach naturalnych w dużej mierze zależy od zawartości w nich jonów wapnia, które wraz z jonami fluoru tworzą słabo rozpuszczalny związek (iloczyn rozpuszczalności fluorku wapnia L = 4,10 -11). Ważną rolę odgrywa reżim dwutlenku węgla, który rozpuszcza węglan wapnia, przekształcając go w wodorowęglan. Podwyższone wartości pH przyczyniają się do wzrostu mobilności fluoru.

Fluor jest stabilnym składnikiem wód naturalnych. Wahania stężenia fluoru w wodach rzek w ciągu roku są niewielkie (zwykle nie większe niż 2-krotne). Fluor przedostaje się do rzek głównie wraz z wodami gruntowymi. Zawartość fluoru w okresie powodziowym jest zawsze niższa niż w okresie niżowym, gdyż zmniejsza się udział żywienia gleby.

Zwiększona ilość fluoru w wodzie (powyżej 1,5 mg/dm3) ma szkodliwy wpływ na ludzi i zwierzęta, powodując choroby kości (fluorozę). Ponadto nadmiar fluoru w organizmie wytrąca wapń, co prowadzi do zaburzeń metabolizmu wapnia i fosforu. Jednak bardzo niska zawartość fluoru w wodzie pitnej (poniżej 0,01 mg/dm3) ma również szkodliwy wpływ na zdrowie, powodując ryzyko próchnicy. Z tych powodów oznaczanie stężenia fluoru w wodzie pitnej, a także wody gruntowe(na przykład woda ze studni i studni artezyjskich) oraz woda ze zbiorników do celów bytowych i pitnych jest bardzo ważna.

Proponowana metoda oznaczania fluoru w wodzie opiera się na reakcji fluorków z kompleksonem lantanalisaryny. Daje to niebieską trójkę złożony związek fluorek, trójwartościowy lantan i kompleks alizaryny.

Oznaczanie utrudniają związki glinu i żelaza oraz duża zawartość substancji organicznych. Glin wiąże jony fluorkowe tworząc kompleksy A1F 2+ i A1F 2 +. Ze względu na to, że zawartość glinu w wodach pitnych i naturalnych, które zwykle mają pH 6-8, jest zwykle bardzo niska, wpływ glinu jest pomijany.

Na oznaczenie fluoru w tej modyfikacji metody istotny wpływ mają związki żelaza w stężeniu większym niż 2 mg/l. Dlatego też w wodach silnie żelazistych nie wykonuje się tą metodą oznaczania fluoru (w tym celu stosuje się potencjometr
metoda).

Wraz ze zwiększoną zawartością rozpuszczonych substancji organicznych w badanej wodzie, ciecz kolorymetryczna nabiera innej (maskującej) barwy, odmiennej od barwy powodowanej wyłącznie przez fluorki. Aby wyeliminować to zjawisko należy najpierw oczyścić próbkę z substancji organicznych – wstrząsnąć wodą mała ilość sproszkowany węgiel aktywny, następnie odfiltrowany z węgla i dopiero wtedy analizowany pod kątem zawartości fluoru.

Sprzęt i odczynniki

Tubka kolorymetryczna oznaczona „5 ml”, nożyczki.

Mieszanka buforowa kwasu bursztynowo-borowego w kapsułkach 0,1 g, lakier kompleksowy lantanalisaryny.

Skala kontrolna próbek barwnych do oznaczania jonów fluorkowych (0; 0,5-1,2; 1,5-2,0 mg/l) z zestawu testowego lub przygotowana samodzielnie.

Informacje na temat przygotowania roztworów znajdują się w Załączniku 3.

Wykonanie definicji

1. Do probówki kolorymetrycznej wlać badaną wodę do kreski (5 ml).

2. Dodać zawartość jednej kapsułki (ok. 0,1 g) mieszaniny buforowej. Wymieszać probówkę potrząsając aż do rozpuszczenia mieszaniny (do pH 5).

3. Za pomocą strzykawki z końcówką pipety dodać 2,0 ml lakieru kompleksowego lantanalisaryny i ponownie wymieszać.

4. Pozostaw mieszaninę na 20 minut. aby zakończyć reakcję.

5. Porównaj barwę roztworu w butelce na białym tle ze skalą kontrolną próbek barw.

Jeżeli barwa próbki okaże się bardziej intensywna niż próbka
„2,0 mg/l”, rozcieńczyć badaną wodę 2-5 razy wodą destylowaną i powtórzyć oznaczenie. Przy obliczaniu wyniku należy uwzględnić stopień rozcieńczenia próbki.

Monitorowanie dokładności analiz

Monitorowanie dokładności analizy przy oznaczaniu fluorków odbywa się za pomocą roztworów kontrolnych o znanej zawartości anionu fluorkowego (patrz załącznik 1) lub za pomocą zweryfikowanej (modelowej) elektrody jonoselektywnej metodą potencjometryczną.

Całkowita zawartość soli. Aby obliczyć całkowitą zawartość soli z sumy stężeń głównych anionów w odpowiednik miligrama Z ich stężeń masowych, wyznaczonych podczas analizy i wyrażonych w mg/l, pomnożyć przez współczynniki wskazane w tabeli. 14, następnie suma (GOST 1030).

Tabela 14

Współczynniki przeliczeniowe dla stężeń od mg/l do mg-eq/l

Stężenie kationu potasu w tych obliczeniach (dla wód naturalnych) jest tradycyjnie uwzględniane w postaci stężenia kationu sodu. Otrzymany wynik zaokrąglij do liczb całkowitych (mg-eq/l).

Poprzedni

Jak zbadać (analizować) wodę mineralną pod kątem jakości w domu? Rodzaje wód mineralnych, ich charakterystyka i wymagania wobec nich. Dokumenty regulacyjne dotyczące wód mineralnych. Jakie są standardy jakości wody mineralnej? Jak bada się wodę mineralną w warunkach laboratoryjnych, metody analizy. Zanim przeprowadzisz test jakości (analizę) wody mineralnej, musisz zrozumieć rodzaje tej cieczy i wymagania dotyczące jej jakości. Dopiero wtedy można ocenić jakość płynu w butelce na podstawie wyników testu.

Rodzaje wód mineralnych

Woda mineralna może być pochodzenia naturalnego lub sztucznego. Pierwszy wytwarzany jest z cieczy zebranej z głębinowych studni artezyjskich. Do produkcji takiej wody można wykorzystywać wyłącznie zarejestrowane źródła. Zwykle jakość takiego płynu można ocenić na podstawie wiązania i zachowania składników mineralnych. Istnieje kilka rodzajów wód mineralnych:

• Woda do uzdrawiania ludzi. Można go przyjmować wyłącznie na zalecenie lekarza. Stopień mineralizacji takiej cieczy wynosi 8 g/l.
• Stołówka medyczna. Stężenie użytecznych związków mineralnych w tego typu cieczy powinno mieścić się w przedziale 2-8 g/l.
• Woda stołowa. Ten typ można pić regularnie. Jego poziom mineralizacji powinien wynosić 1-2 g/l.
• Woda stołowa o minimalnym stopniu nasycenia minerałami. Ich objętość zwykle nie przekracza 1 g/l.

Zasadnicza różnica pomiędzy wodą sztuczną polega na tym, że jest ona produkowana fabrycznie, jednak pod względem składu i ilości składników mineralnych woda taka nie różni się od wody naturalnej. Jednocześnie na etykiecie musi znajdować się informacja, że ​​woda jest wytwarzana sztucznie.

Ponadto woda mineralna może być gazowana lub niegazowana. W tym przypadku karbonatyzacja może zachodzić naturalnie lub sztucznie. Również na podstawie obecności kationów i anionów w wodzie można ją podzielić na 31 typów, w tym wody chlorkowe, siarczanowe, wodorowęglanowe i mieszane.

Normy jakości wody mineralnej

Jakość wód mineralnych, zarówno stołowych, jak i leczniczych, reguluje GOST R 54316-2011. Standardy jakości takiej wody to:

1. Metoda ekstrakcji. Naturalna woda mineralna wydobywana jest ze studni. Wyekstrahowana woda jest oczyszczana i filtrowana. Istnieją również odrębne standardy dotyczące procesu czyszczenia i filtracji. Według norm ciecz powinna być krystalicznie czysta, dopuszcza się jednak nieznaczny osad związków mineralnych. Smak i zapach muszą odpowiadać składowi płynu.
2. Normy nakładają ograniczenia na określoną listę pierwiastki chemiczne. Zatem w wodach zawierających minerały dopuszczalna jest zawartość amoniaku w ilości nieprzekraczającej 2 mg/l, substancji fenolowych w objętości do 0,001 mg/l, azotanów do 50 mg/l, ołowiu do 0,3 mg/l, azotynów do do 2 mg/l. Określa się także stężenie arsenu: dla wody leczniczej wartość ta nie może przekraczać 3 mg/l, a w stołówkach i wodzie leczniczej nie może przekraczać 1,5 mg/l.
3. Stężenie dwutlenku azotu (gazowania napoju) nie może być mniejsze niż 0,3%. Dozwolona jest także produkcja wody niegazowanej.
4. Wymagania dotyczące wycieków. Woda sprzedawana jest w szczelnie zamkniętych butelkach.

Następnie produkt musi zostać poddany testom potwierdzającym jego jakość. W tym celu poddaje się analizie próbkę, sprawdza jej właściwości organoleptyczne, skład, parametry mikrobiologiczne i przeprowadza kontrolę radiologiczną. Ściśle kontrolowana jest także nieszkodliwość wszystkich składników wody mineralnej oraz sprawdzana jest przydatność fizyczna składników.

Analiza wody mineralnej w domu

Każdy z nas może w przystępny sposób sprawdzić jakość wody butelkowanej. Aby to zrobić, musisz przeprowadzić szereg małych eksperymentów:

• Do pierwszego testu należy wylać wodę z butelki na czystą szybę lub lustro i pozostawić do wyschnięcia. Jeśli po tym na powierzchni nie pozostaną żadne ślady, woda jest czysta. Wysuszona biaława plama będzie wskazywać na obecność nadmiaru chloru, a okrągłe plamy w miejscu kropli będą wskazywać na nadmiar soli.
• Druga analiza wymaga stojącej wody butelkowanej w słoiku. Aby to zrobić, wlej próbkę wody do czystego trzylitrowego słoika i umieść go w ciemnym miejscu na kilka dni. Woda wysokiej jakości powinna pozostać czysta i przezroczysta, bez zapachu i osadów. Jeśli woda zmętnieje, zmieni kolor na zielony, pojawi się osad lub nieprzyjemny zapach, oznacza to, że znajdują się w niej bakterie. Film olejowy na powierzchni wody będzie wskazywał na obecność szkodliwych substancji chemicznych.
• Jeśli do ciemnego rondla wlejemy wodę mineralną bez gazu i gotujemy przez 10-15 minut, to po spuszczeniu płynu można wyciągnąć wnioski na temat jakości wody. Jeśli na ścianach są naczynia biała tablica, osadu czy kamienia, można powiedzieć, że w wodzie jest nadmiar soli, tlenku żelaza i wapnia.

Badanie wody mineralnej

Analiza wysokiej jakości wody mineralnej według wskaźników organoleptycznych powinna dać następujące wyniki: jest to bezbarwna, przezroczysta ciecz o charakterystycznym smaku i zapachu rozpuszczonych minerałów. Podczas przechowywania takiej cieczy może powstać niewielki osad.

Badanie wody mineralnej można wykonać:

• Metoda ekspresowa
• Metoda wagowa

Pierwszą metodę przeprowadza się w ten sposób. Najpierw do czystej szklanki wlewa się 100 ml wody z butelki. Pozwala jej stać przez 10 minut. Następnie bada się ślad pozostawiony przez kroplę tego płynu na szkle. Zwykła woda pitna może stworzyć kontur soli. Woda mineralna będzie miała niewyraźny zarys szlaku. W takim przypadku jego wewnętrzna część zostanie wypełniona białawą powłoką. Ślad kropli w wodach leczniczych stołowych powinien być gęściej wypełniony białym nalotem, natomiast w wodach leczniczych ślad będzie całkowicie biały.

Metoda grawimetryczna pozwala w warunkach laboratoryjnych oznaczyć stężenie soli mineralnych w gramach na decymetr sześcienny.

Jeśli chcesz sprawdzić jakość wody mineralnej, najbardziej wiarygodną analizę możesz zamówić tylko w laboratorium. Żadna ilość testów domowych nie da pełnego obrazu. W celu przeprowadzenia analizy w naszym laboratorium należy skontaktować się z nami pod numerami telefonów podanymi na stronie.