logoFLOTENK

Официальный партнер-дилер

завода композитных изделий

Flotenk г.Санкт-Петербург

8 977 959 43 11

8 966 123 88 38

contheader

Классификация природных вод

1. Дисперсные системы

Природная вода – сложная дисперсная система, содержащая множество разнообразных минеральных и органических примесей. Дисперсная система состоит из мелких частиц вещества, распределенного в другом веществе (среде). Система называется гомогенной, если внутри нее нет поверхностей раздела, отделяющих друг от друга части системы, различающиеся по свойствам. Гетерогенные системы – системы, внутри которых есть такие поверхности раздела. Гомогенная система – однофазная, гетерогенная – состоит из не менее двух фаз. При размере частиц примесей воды меньше 10-3 мкм – это гомогенная система (однофазная из двух или более индивидуальных веществ). Если размер частиц ≥10-3 мкм, то примеси образуют с водой гетерогенную (неоднородную многофазную) систему.Истинные растворы, где примеси находятся в молекулярно-растворенном виде или в виде ионов, – это гомогенные системы. Гетерогенные системы – коллоиды (размер частиц: 10-2–10-1 мкм) или суспензии (частицы >10-1 мкм). Суспензии могут быть представлены взвесями, эмульсиями, пенами (частный случай эмульсий).

2. Системы классификации

Вода – один из лучших растворителей. Изначально в Мировом океане были – в той или иной степени – растворены все вещества Земли. И это растворение продолжается: количество поровых вод илов и горных пород составляет около 19% всей гидросферы.Уже несколько столетий разрабатываются системы классификации природных вод и способы как можно более краткой характеристики качества воды (индекс качества воды). Выделено 625 и даже более классов, групп, типов и разновидностей вод. В.И. Вернадский считал, что число видов природных вод больше 1500 единиц. Однако чем более детально разрабатывалась классификация вод, тем больше исследователи удалялись от желаемой краткости и ясности в определении качества воды. Оказалось невозможным оценить пригодность воды для питьевых, технических, других целей только на основе предложенных универсальных индексов воды. По-прежнему качество воды, пригодность ее для использования оценивается по комплексу показателей, и нужно признать, что такой подход дает лишь приблизительное знание о качестве воды. Этим, в частности, можно объяснить большое (до нескольких десятков) количество нормируемых показателей для каждого из возможных применений. Говорить о качестве воды имеет смысл лишь в связи с конкретной областью ее дальнейшего использования. К настоящему времени создано несколько десятков классификационных систем, рассматривающих большей частью подземные воды и служащих основой для понимания взглядов авторов на генезис подземных вод, на то, какие составляющие подземных вод и вообще природных вод главные или более важные. Почти все они создавались гидрогеологами и отражают их пристрастия. Для водоподготовки эти системы имеют опосредованное значение – для сравнительного анализа разных вод в основном в учебных и статистических целях. Сегодня наиболее употребительны классификационные системы С.А. Щукарева, О.А. Алёкина и Л.А. Кульского. Ниже рассмотрены также системы А.И. Перельмана и фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас», США).

Классификация С.А. Щукарева

Классификация основана на принципе преобладания одного или нескольких из трех главных катионов (Na+, Ca2+, Mg2+) и трех главных анионов (Cl-, SО42-, HCO3-). Вода относится к тому или другому классу в зависимости от содержания упомянутых ионов в количестве, превышающем 25%-экв. (суммы процент-эквивалентов анионов и катионов в отдельности принимают за 100). Комбинируя типы вод по содержанию катионов, получают 49 классов вод. Например, вода может называться гидрокарбонатной натриево-кальциевой или сульфатно-гидрокарбонатной кальциевой.По общей минерализации каждый класс разделен на группы: А – менее 1,5 г/л; В – от 1,5 до 10 г/л; С – от 10 до 40 г/л и D – более 40 г/л. Классификация Щукарева очень проста и удобна для сопоставления различных по химическому составу вод, но громоздка (49 классов, 4 группы). Кроме того, деление на классы носит формальный характер, вследствие чего часть классов – не-реальная.

Классификация Л.А. Кульского

Практический интерес представляет фазово-дисперсная классификация примесей воды, разработанная Л.А. Кульским. Для задач, связанных с очисткой воды, эта классификация полезна тем, что, определив фазово-дисперсное состояние примесей в воде и установив ее принадлежность к какой-то группе, можно предварительно выбрать комплекс методов и стадий очистки воды. При этом фазово-дисперсное состояние примесей должно устанавливаться после каждой стадии обработки воды и учитываться при проектировании всей схемы водоподготовки. Методы обработки воды, определенные Л.А. Кульским на основе фазово-дисперсного анализа примесей воды, описаны ниже (предложения Кульского дополнены А. Ашировым – V и VI группы). Часть перечисленных методов применяется в специальных промышленных системах и не применяется в коммунальном и энергетическом водоснабжении.

Группа I. Воздействие на взвеси (например, седиментация, осветление во взвешенном слое, осадительное центрифугирование, центробежная сепарация в гидроциклонах, флотация, фильтрование на медленных фильтрах и на скорых фильтрах по безнапорной схеме и др.).

Группа II. Воздействие на коллоидные примеси, в том числе высокомолекулярные соединения и вирусы: коагуляция, флокуляция, электрокоагуляция, электроискровой (разрядный) метод, биохимический распад, адсорбция на высокодисперсных материалах, в том числе глинистых минералах, ионитах, окисление (хлорирование, озонирование), воздействие ультрафиолетовым, γ- и β-излучением, потоками нейтронов и др., ультразвуковая обработка, обработка ионами тяжелых металлов (меди, серебра и др.).

Группа III. Воздействие на растворенные органические вещества и газы: десорбция газов и легколетучих органических соединений путем аэрирования, термической и вакуумной отгонки, адсорбция на активных углях, природных и синтетических ионитах и других высокопористых материалах, экстракция не смешивающимися с водой органическими растворителями, эвапорация (азеотропная отгонка, пароциркуляция), пенная флотация, ректификация, окисление (жидкофазное, радиационное, электрохимическое, биологическое, парофазное, хлором, озоном, диоксидом хлора и др.).

Группа IV. Воздействие на примеси ионогенных неорганических веществ: ионный обмен, электродиализ, реагентная обработка, кристаллизация.

Группа V. Воздействие на воду: дистилляция, вымораживание, экстракция кристаллогидратами или смешивающимися с водой органическими растворителями, магнитная обработка, обратный осмос, напорная фильтрация.

Группа VI. Воздействие на водную систему в целом: закачка в подземные горизонты, в глубины морей, захоронение, сжигание. Эти методы применяются только в том случае, если методы первых пяти групп экономически неприемлемы.

Классификация фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас»), США

Классификация вод по материалам фирмы Rohm & Haas подобна классификации Кульского, но дополнительно содержит полезные сведения.

Классификация О.А. Алёкина

Классификация О.А. Алёкина с поправкой Е.В. Посохова и Ж.С. Сыдыкова сочетает принципы деления вод по преобладающим ионам и по соотношению между ними. Все воды делятся на три класса по преобладающему аниону: гидрокарбонатные (карбонатные), сульфатные и хлоридные. Внутри каждого класса выделяют три группы по преобладанию одного из катионов: кальций, магний, натрий (или натрий + калий).

Классификация А.И. Перельмана

Определенный интерес представляет классификация А.И. Перельмана, выделившего шесть главных таксонов, каждый из которых определяется на основе особого критерия:

группа – температура;
тип – окислительно-восстановительные условия;
класс – щелочно-кислотные условия;
семейство – общая минерализация;
род – растворенное органическое вещество;
вид – ведущие катионы и анионы (кроме Н+ и ОН-).

В этой классификации, в отличие от многих других, в том числе описанных классификаций Щукарева и Алёкина, учитываются температура, органические вещества, газы. А.И. Перельман предложил также изображать воду в виде шести-значного числа – по количеству таксонов и разно-видностей, которых в каждом таксоне – не более девяти.

Рекомендации по оптимизации нормативных требований к качеству питьевой воды

Ввиду важности решения задачи по сравнению системы нормирования качества питьевой воды в РФ с различными зарубежными системами нормирования по составу контролируемых показателей в зависимости от факторов, влияющих на деятельность предприятий водоснабжения, в настоящее время проводится работа по индикативному исследованию состояния предприятий водоснабжения и водоотведения РФ.

Полученные в ходе обследования индикаторы, характеризуют уровень обеспеченности услугами водоснабжения и водоотведения, технического и финансового состояния предприятий водоснабжения, экономические и экологические аспекты эффективного водопользования.

Для проекта были отобраны следующие группы индикаторов:

  • технические и технологические индикаторы
  • экономические индикаторы
  • индикаторы качества предоставляемых услуг
  • индикаторы, характеризующие обеспеченность пользователей услугами предприятий
  • индикаторы, характеризующие экологические аспекты деятельности предприятий

(Таблица сравнения количества контролируемых показателей качества питьевой воды в разных странах. Иллюстрация разнообразия подходов к установлению состава нормируемых и контролируемых показателей.)

Показатели Проект ТР РФ Руководство ВОЗ Деректива ЕС Швеция Франция Австралия Япония Китай
Биологические 7 3 5 5 5 2 3 6
Обобщенные физико-химические, органолептические 9 4 8 7 7 6 9 6
Неорганические загрязнения 33 29 23 25 23 24 26 32
Органические загрязнения 25 65 7 11 11 86 18 40
Галогенсодержащие соединения (побочные продукты дезинфекции) 12 10 3 3 2 9 9 10
Радиологические 2 2 2 3 3 2 2 2
Итого 88 113 48 54 51 129 67 96

В сравнении с законодательством о техническом регулировании в России рекомендуется устанавливать российскую систему нормирования не ниже по требованию к качеству питьевой воды европейских стандартов.

Термин "предельно допустимые концентрации" определяется, как доза вредного вещества, которую можно без последствий принимать с водой каждые сутки на протяжении всей жизни. При этом учитывается, что человек выпивает в среднем 2 - 2,5 литра воды в день, а вредные вещества поступают в организм не только с водой. Таким образом можно дать более точное определение питьевой воды высокого качества:

  • вода с соответствующими органолептическими показателями - прозрачная, без запаха, с приятным вкусом
  • вода с рН= 7 - 7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л
  • вода, в которой суммарное количество полезных минералов - не более 1 г/л
  • вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют
  • вода, в которой нет болезнетворных бактерий и вирусов

Нормативы на питьевую воду стран ЕС (Западной Европы) и США, Рекомендации ВОС и отечественные стандарты сведены в таблицу и представлены на слайдах. Представлены ПДК для легких и тяжелых металлов, неорганических и органических соединений.

(Таблица стандартов качества питьевой воды)

<tr">ПараметрПДК, милиграмм на литр (мг/л)

ЕС США ВОЗ Россия
рН (в ед. рН) 6,5-9,5 6,5-8,5 - 6,0-9,0
Акриламид 0,0001 0,5 0,5 0,01
Полиакриламид - - - 2
Алюминий 0,2 0,05 (0,2) 0,1 0,5
Барий - 2 0,7 0,1
Бенз(а)пирен 0,00001 0,0002 0,0007 0,000005
Бензол 0,001 0,005 0,01 0,01
Бериллий - 0,004 - 0,0002
Бор 1 - 0,5 0,5
Бромат 0,01 0,01 0,01 0,01*
Винилхлорид 0,0005 0,002 0,0003 0,05
Дихлорэтан 0,003 0,005 0,03 0,003*
Железо 0,2 0,3 0,3 0,3 (1)
Кадмий 0,005 0,005 0,003 0,001
Калий - - - -
Кальций - - - -
Кремний - - - 10
Магний - - - 50**
Марганец 0,05 0,05 0,1 0,1 (0,5)
Медь 2 1 1 1
Молибден - - 0,7 0,25
Мышьяк 0,01 0,01 0,01 0,05
Натрий 200 - 200 200
Никель 0,02 - 0,07 0,1
Нитраты 50 10 (по N) 50 45
Нитриты 0,5 1 (по N) 3 3
ПАВ - 0,5 - 0,5
Ртуть 0,001 0,002 0,006 0,0005
Свинец 0,01 0,015 0,01 0,03
Селен 0,01 0,05 0,01 0,01
Серебро - 0,1 - 0,05
Стронций - - - 7
Сульфаты 250 250 250 500
Сурьма 0,005 0,006 0,02 0,05
Таллий - 0,002 - 0,0001
Тетра- и три-хлорэтилен 0,01 (сумма концентраций) 0,005 0,04 0,005*
Фтор 1,5 4 1,5 1,2-1,5
Хлориды 250 250 200 350
Хлороформ - - 0,3 0,2
Хром 0,05 0,1 0,05 0,05
Цианид 0,05 0,2 0,07 0,035
Цинк - 5 4 5

* Норматив установлен ГН 2.1.5.2280-70

** Норматив установлен ГН 2.5.1.1315-03

В дополнение к этому целесообразно сравнить ряд показателей ПДК, приведенных в российском и зарубежных стандартах. Например, алюминий ПДК для него одинаков для для большинства зарубежных стран и составляет 0,2 и и0,5 мг/л по российским нормам. По таким показателям, как допустимое содержание железа, - 0,2-0,3 мг/л, меди - 0,1 мг/л, ртути 0,001-0,002 мг/л, свинца - 0,01-0,03 мг/л различия для большинства стран несущественны. Это означает, что для этих веществ выполняется близкое соответствие по ПДК, и допустимы различия не более чем в 2-3 раза. По бензпирену, бензолу, винилхлориду, дихлорэтану, мышьяку и нитритам - разница может составлять минимум 5-6 раз, а по некоторым - 10,20 и даже 100 раз.

Всемирная организация здравоохранения обобщает гиганский объем исследований по вредным веществам и дает рекомендации, которые научно обоснованы и достаточно объективны. Однако ответственность ВОЗ условная, она не имеет прямого отношения к санитарным службам стран мира. А санитарные службы несут юридическую ответственность перед своими гражданами и правительством. Поэтому эти нормативы являются рекомендательными, и различные страны с учетом своих дополнительных научных обоснований, вносят определенные коррективы в национальные системы соответствующих регламентируемых показателей и их нормативов.

Анализ систем нормирования качества питьевой воды в разных странах, таких как Германия, Франция, Япония, ЮАР, Бразилия, Китай, Финляндия, Швеция, Австралия, США, Канада, особенности которых обусловлены различием наработанных научных данных, природных и социально-экономических условий позволяет при реформировании и трансформации аналогичной системы в России учесть сочетание разных факторах в разных регионах, в целях определенной адаптации общих подходов к местным и региональным условиям.

(В этих целях будут приведены иллюстративные материалы по нормативам качества питьевой воды в различных странах в сопоставлении с данными проекта техрегламента (по данным НИИ ЭЧиГОС имени А.Н. Сысина РАМН).)

Данный анализ нормативов качества питьевой воды, открывает возможность определения диапазона приемлемости качественного состояния питьевой воды, посредством установления минимальных и максимальных значений по каждому показателю в целях оптимизации соответствующих показателей в том числе в российских условиях.

Корректное осуществление нормирования качества питьевой воды является одной из главных задач в сфере питьевого водоснабжения, от правильного решения которой зависит эффективность и устойчивость обеспечения населения безопасной питьевой водой.

Выявлены существенные отличия в в принципах нормирования качества питьевой воды в России и других странах мира. Следует обратить внимание на то, что национальные стандарты учитывают не только уровень науки, в первую очередь гигиены и эпидемиологии, но и степень оснащения водообеспечивающих и контролирующих организаций соответствующим лабораторным оборудованием, а так же связанные со сферой ВКХ экономические, социально-политические,национальные и другие факторы.

Результаты исследований и дополнительный анализ соответствия нормативной базы техрегламента "О безопасности питьевой воды" основным критериям выбора высокоприоритетных показателей в качестве обязательных для контроля и декларирования, показали возможность и целесообразность определенной корректировки нормативных требований для части веществ.

Во-первых, отмечено, что в проект технического регламента не включен ряд приоритетных показателей действующего в настоящее время нормативного документа по контролю качества воды СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.", что связано с недостаточно высоким их приоритетным значением. К таким показателям относятся фенольный индекс, ДДТ, полиакриламид, полифосфаты, активированная кремнекислота. При необходимости или по региональной потребности эти показатели отнесены к категории дополнительных и добровольных, имеющих важное, но региональное значение.
Во-вторых, рекомендовано вывести из списка обязательных приоритетных веществ 14 показателей, нормативы которых могут быть отнесены к категории добровольных стандартов для контроля на региональном уровне. К ним относятся - бор, бром, литий, стронций, серебро, уран, крезолы, метилметакрилат, полихлорированные бифинилы, 2-хлорфенол, 1,3-дихлорпропен, 1,2-дибром-3-хлорпропан, фенолы.
В-третьих, вывести из числа приоритетных показателей озон остаточный, заменив его на броматы обеззараживания.
В-четвертых, смягчить нормативные требования по трем приоритетным показателям качества питьевой воды в системах централизованного водоснабжения - - увеличить в два раза регламентирующую величину по тяжелым металлам - кадмию и ртути до 0,002 и 0,001 мг/л соответственно, - увеличить в 5 раз регламентирующую величину по ПАВ анионактивным - до уровня 0,5 мг/л. Нормативы указанных тяжелых металлов скорректированы на основании современных представлений об отсутствии токсического действия кадмия, при концентрациях в питьевой воде , не превышающих 0,002 мг/л, а ртути - 0,001 мг/л.
И, наконец, в-пятых ужесточить нормативы по четырем приоритетным показателям:
- норматив по цианидам понизить с 0,07 до 0,05 мг/л
- норматив по аммиаку и аммонийному азоту понизить с 1,5 до 0,5 мг/л, оставив в скобках 1,5 как временно допускаемое отступление от более жесткого норматива по согласованию с региональной администрацией и органами Роспотребнадзора
- основным нормативом по сульфатам ввести уровень 250 мг/л , оставив в скобках 500 мг/л как временно допускаемое отступление от более жесткого норматива по согласованию с региональной администрацией и органами Роспотребнадзора
- по показателю мутности воды, определяемой на выходе из водопроводных станций, оставить единую величину 1,5 ЕМФ, убрав обозначенную в скобках величину временного отклонения до уровня 3,5 ЕМФ.
Основанием для указанных корректировок проекта техрегламента является почти полное отсутствие ряда показателей в проанализированных зарубежных нормативных базах по безопасности питьевой воды, а так же сведений о случаях нарушения водопользования населения, обусловленных присутствием в воде этих веществ. При необходимости, перечисленные вещества могут контролироваться на региональном уровне, в зависимости от конкретных санитарных ситуаций с учетом местных особенностей формирования качества воды водоисточников и используемых технологий водоподготовки.

biopur1

Расчет расстояний

Курсы валют ЦБ РФ
Дата:00:0000:00
Курс доллара0.000.00
Курс евро0.000.00
Курс фунта0.000.00

Москва, Московская обл., Кировская обл., Нижегородская обл., Оренбургская обл. , Пензенская обл., Самарская обл., Саратовская обл., Ульяновская области обл., Респ. Башкортостан, Респ. Марий-Эл, Респ. Чувашия, Респ. Мордовия, Респ. Татарстан, Респ. Удмуртия, Пермский край