12 ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ ВОДИ І СПОСОБИ ЇЇ ПОКРАЩЕННЯ

12.1 Властивості природних вод

Якість природної води характеризується фізико-хімічними властивостями і бактеріальними забрудненнями. До фізичних властивостей відносяться: температура води, мутність (або прозорість), кольоровість, смак та запах. Хімічні властивості обумовлюються вмістом у ній розчинених хімічних речовин. Розглянемо основні фізичні властивості природної води.

Суспендовані речовини завжди містяться у воді поверхневих джерел. Вміст суспендованих речовин у воді відкритих джерел коливається у дуже широких межах і виражається у мг/л. У одному і тому ж джерелі у різний час року він різний і особливо великий під час паводків.

Кольоровістю називають забарвлення, яке може мати природна вода. Кольоровість виражають у градусах платиново-кобальтової шкали.

Смак і запах у воді природних джерел може мати різні відтінки та інтенсивність. Так, за смаком вода може бути гіркуватою, солоною, кислою, солодкуватою. Інші види смакових відчуттів (наприклад металевий) називають присмаками. Запах води може бути природного або штучного походження. Природні запахи (болотний, гнилісний, землистий, сірководневий, трав’янистий та ін.) обумовлені живими та відмерлими організмами, продуктами розмиву русел. Запахи штучного походження (фенольний, нафтовий, хлорфенольний, хлорний та ін.) з’являються у результаті скиду у водоймище недостатньо очищених стічних вод та обробки води реагентами.

Запах і смак оцінюються за п’ятибальною шкалою:

1 – дуже слабкий, який визначається тільки досвідченим лабораторним працівником;

2 – слабкий, який визначається споживачем, якщо звернути на це його увагу;

3 – помітний;

4 – ясно виражений;

5 – дуже сильний.

Температура води неоднакова у природних джерелах. У відкритих водоймищах вона залежить, головним чином, від температури повітря і коливається у дуже широких межах. Температура води у поверхневому джерелі неоднакова за глибиною. Вода підземних джерел, особливо артезіанських, має досить постійну температуру (5-12ْ С) протягом року.

Хімічний склад природної води дуже різноманітний. Для оцінки води з точки зору її використання для водопостачання мають значення такі хімічні властивості: сухий залишок, жорсткість, окислюваність, активна реакція, вміст заліза, марганцю, сполук кремнію, хлоридів, сульфатів, фтору, йоду та ін. Сухий залишок виражається у мг/л і характеризує загальний вміст у воді органічних і неорганічних речовин (крім газів). Він визначається як залишок від випаровування відомого об’єму нефільтрованої проби води і висушений при температурі 110°С до постійної маси. Розрізняють також прожарений залишок, який характеризує вміст у воді неорганічних речовин, крім газів.

Жорсткість води, яка виражається у мг-екв/л (див. § 5.4) обумовлена вмістом у ній розчинених солей кальцію та магнію. Розрізняють жорсткість карбонатну і некарбонатну. Суму карбонатної та некарбонатної жорсткості називають загальною жорсткістю. Карбонатною називають жорсткість, обумовлену наявністю двовуглекислих (бікарбонатних) та вуглекислих (карбонатних) солей кальцію та магнію. Некарбонатною називають жорсткість, яка обумовлена наявністю некарбонатних солей кальцію та магнію – сульфатів, хлоридів, нітратів та силікатів.

Лужність води характеризується наявністю в ній бікарбонатів, карбонатів, гідратів та солей інших слабких кислот, тому розрізняють лужність бікарбонатну, карбонатну, гідратну, гуматну, силікатну та ін. Лужність природної води, як правило, дорівнює її карбонатній жорсткості і виражається у мг-екв/л.

Окислюваність показує на вміст у воді розчинених органічних і деяких неорганічних речовин, які швидко окислюються, і виражається у мгО₂/л.

Активна реакція води виражається ступенем лужності та кислотності води і характеризується концентрацією у воді водневих іонів. Концентрацію водневих іонів позначають через рН (потенціал водню) і умовно виражають логарифмом її величини із зворотнім знаком. Інакше кажучи, для нейтральної реакції рН = 7, для кислої – рН менше 7, для лужної реакції рН більше 7.

Залізо (мг/л)  міститься у воді у вигляді двовалентного (закисного) та трьохвалентного (окисного) заліза. У підземних водах воно міститься частіше за все у вигляді розчиненого двовалентного заліза, а у поверхневих водах – у вигляді колоїдних комплексних сполук. У річках з болотним живленням присутнє гумінокисле залізо, яке обумовлює підвищену кольоровість такої води.

Марганець (мг/л) у підземних водах частіше за все супроводжує залізо у вигляді бікарбонатів закису марганцю.

Хлориди і сульфати зустрічаються майже в усіх природних водах частіше за все у вигляді кальцієвих, магнієвих і натрієвих солей.

Кремнєкислота (мг/л) присутня у воді як поверхневих, так і підземних джерел у колоїдній, іонодисперсній та інших формах.

Азотні сполуки присутні у воді у вигляді нітратів, нітритів, аміаку і служать звичайно індикатором забрудненості вододжерела стічними водами.

Йод і фтор (мг/л) частіше за все присутні у природних водах у чистій формі. Вони мають виключно важливе гігієнічне значення для здоров’я людей.

Бактеріальне та вірусне забруднення води характеризується числом бактерій, які містяться в 1 мл води, колі-тестом або його зворотною величиною – колі-титром (об’єм води в кубічних сантиметрах, що припадає на одну бактерію). Небезпечними для здоров’я людей є бактерії, які спричинюють хвороби, що передаються через воду. До них відносяться інфекційний гепатит, черевний тиф, дизентерія, туляремія, поліомієліт та ін. Такі бактерії називають хвороботворними або патогенними. Присутність їх не завжди можна визначити навіть у дуже забрудненій воді. Тому для оцінки якості води у санітарно-епідеміологічному відношенні визначають вміст у воді бактерій, які називають кишковою паличкою (бактерії колі), колі – індекс (кількість кишкових паличок в 1 см кубічний води). Сама по собі вона безпечна, але наявність у воді кишкової палички свідчить про забруднення вод виділеннями людей та тварин і про можливість наявності серед інших і патогенних бактерій.

Розчинені гази (кисень, вуглекислота, сірководень, метан) містяться у природних водах від часток до сотень мг/л. Присутність у воді сірководню надає їй неприємний запах та сприяє, як і присутність кисню та вуглекислоти, корозії металу. У відкритих водоймищах містяться також різноманітні дрібні рослинні та тваринні організми, які знаходяться у завислому стані (планктон) або прикріплені до дна водоймища (бентос). Рослинний планктон називають фітопланктоном, тваринний – зоопланктоном, бентос також називають відповідно фітобентосом та зообентосом.