в чем измеряется вкус воды

pH воды, жесткость воды, вкус и цвет

Какой должен быть pH воды?
Что такое жесткость воды?
Органолептические свойства воды.
Цвет, вкус и минерализация воды.
Микробиологические показатели питьевой воды.
Читайте в этой статье.

Вступление

Водородная связь очень прочная, и молекула воды практически не распадается на ионы, поэтому вода имеет постоянную структуру и свойства независимо от состояния, коими являются лед, пар и жидкость.
В воде хорошо растворяются различные вещества (то есть вода- окислитель). Известны три агрегатных состояния воды- твердое, жидкое и газообразное (пар). Пресная вода замерзает при температуре 0 градусов Цельсия. При замораживании вода, в отличие от многих других веществ, расширяется, т.е. твердое состояние воды легче жидкого (лед в воде не тонет, а плавает).
Вода обладает большой теплоемкостью (медленно нагревается и так же медленно остывает), регулируя температуру воздуха и делая климат более мягким. Высокая (в 10 раз больше, чем у железа) теплоемкость воды признана эталоном для сравнения с теплоемкостью других веществ. Ее удельный вес (плотность) также признан эталоном. В разработке метрической системы веса в качестве сравнения использована вода. Например, 1 грамма любого вещества соответствует массе 1 милиметра кубического воды, 1 кг- массе 1 литра воды.

Органолептические свойства воды

Органолептические свойства- это свойства, которые определяются органами чувств человека (осязанием, обонянием, вкусом, зрением) и не имеют числовых показателей.
Запах воды определяется количеством присутствующих в ней органических веществ (остатков растительного и животного происхождения) и бывает гнилостным, травянистым, рыбным, болотным; зависит от растворенных газов (сероводорода, метана, хлора, аммиака и других) и бывает сероводородным, хлорным, аммиачным и иным; обусловливается органическими веществами (фенолом, нефтепродуктами) и бывает фенольным, нефтяным. Насыщенность запаха измеряется по пятибалльной шкале. Вода, интенсивность запаха которой составляет 3-5 баллов, непригодна для питья!
Вкус и привкус вызываются растворенными в воде неорганическими и органическими веществами. Например, большое количество растворенных солей делает воду соленой, присутствие железа придает воде металлический привкус, повышенное содержание углекислого газа (углекислоты) и органических кислот (щавелевой, яблочной, муравьиной и других)- кисловатый привкус, сульфат кальция- вяжущий вкус. Свежесть воде придает растворенный кислород. Измеряется вкус в баллах. Качественная вода должна иметь привкус не более 2 баллов.
Цвет (или цветность) воды зависит от содержащихся примесей (большого количества железа, гумусовых веществ), поверхностного цветения в водоемах и прочего. Чистая вода бесцветна, но иногда имеет легкий голубоватый или изумрудный оттенок. При повышенном содержании различных органических веществ вода приобретает желто-коричневую окраску. Примеси минеральных веществ также изменяют цветность воды в зависимости от преобладания того или иного химического элемента.
Мутность воды обусловлена присутствием большого количества взвешенных частиц. Измеряется мутность в миллиграмах на литр (мг/л) при сравнении исследуемой воды с образцом дистилированной воды при одинаковом освещении и при помощи специальных приборов (мутномера, фотокалориметр и других). Подземные воды практически не имеют мутности. В поверхностных водах мутность представлена большим количеством нерастворенных химических соединений и взвешенных веществ и изменяется в зависимости от скорости течения воды, состава почвы, сезоны. Так, наибольшую мутность имеет паводковые воды.
Температура воды в источниках на поверхности Земли постоянно изменяется и зависит от многочисленных факторов- меняющейся температуры и влажности окружающего воздуха, скорости течения воды, наличия родниковых вод и других. У воды подземных источников температура постоянная (2-6 градусов Цельсия). Для питья используется вода, имеющая температуру 10-12 градусов Цельсия.
Минерализация (плотный сухой остаток)- количество растворенных в воде солей (измеряется в мг/л). Наиболее полезной для эдоровья человека степенью минерализации воды считается 200-400 мг/л. Подземные воды имеют более высокую степень минерализации, чем поверхностные воды. При высокой минерализации у воды появляется солоноватый или горьковатый привкус.

Микробиологические показатели воды

В воде содержится большое количество различных микроорганизмов, которые подразделяются на две большие группы: патогенные (болезнетворные) и непатогенные (сапрофитные). Вода, используемая для питья, подвергается строгому санитарно-бактериологическому контролю.
В чистой питьевой воде не должны содержаться болезнетворные микроорганизмы. Через воду могут передаваться различные опасные инфекционные заболевания, поэтому вопрос бактериологической очистки воды имеет огромное значение для сохранения здоровья населения.
За индикатор бактериальной загрязненности воды принято количество кишечных палочек в единице воды.
Колииндекс- количество кишечных палочек в 1 литре воды (предельно допустимая норма- 3 кишечные палочки в 1 литре воды).
Колитест- количество воды, содержащей одну кишечную палочку.
Этот индикатор выбран вовсе не случайно, так как кишечная палочка, в отличии от других микроорганизмов, обладает достаточной устойчивостью во внешней среде (медленно погибает), присутствует в испражнениях человека и животных (может свидетельствовать о загрязнении воды бытовыми и сельскохозяйственными стоками), определяется простыми лабораторными методами.

Химические свойства воды

Химические свойства воды зависят от многих показателей и обусловлены ее свойством растворять различные вещества (она является универсальным растворителем), тем самым изменяя состав воды.
Растворимость веществ в воде объясняется прежде всего тем, что в воде разноименные электрические заряды намного слабее притягиваются друг к другу чем в воздухе. При нагревании воды скорость растворения увеличивается. Вода как расворитель не изменяет растворенных веществ, т.е. является инертным растворителем, что имеет огромное значение для процессов жизнедеятельности, которые происходят с участием воды. Все необходимые питательные вещества доносятся водой в устойчивом виде.
pH или активная реакция среды показывает количественное содержание ионов водорода (pH), определяющее реакцию, которая бывает нейтральной (pH=7), кислой (pH 7).
Это очень важный показатель, который используется для определения различных свойств жидкости. Изменения pH воды меняют ее качества. Например, pH меньше 7 определяет реакцию воды как кислую, такая вода будет иметь кисловатый привкус; pH больше 10- реакция сильно щелочная, при которой вода становится особо мылкой, раздражает кожу и слизистые оболочки.
В жидкостях организма поддерживается постоянный уровень pH, необходимый для нормальной жизнедеятельности (так, pH крови- 7,2-7,4; желудочного сока- 1,2-1,5 и т.п.).
Окисляемость определяется по наличию растворенных органических веществ в воде и служит индикатором загрязненности. Показатель окисляемости чистой воды составляет 2-3 мг/л.
Жесткость воды является одним из показателей ее качества. Она определяется по количеству содержащихся в ней солей кальция, магния (карбонатов, сульфатов и т.п.) и выражается в миллиграмм-эквиваленте на литр. Жесткость воды может быть постоянной и непостоянной. Постоянная жесткость обусловлена присутствием некарбонатных солей, растворимых в воде. Такая жесткость не устраняется при кипячении. Непостоянная (временная) или карбонатная отличается присутствием большого количества растворимых солей (карбонатов), которые становятся нерастворимыми при кипячении и выпадают в осадок (образуя накипь).
Наибольшей мягкостью отличаются воды поверхностных источников воды, дождевая и талая воды. В подземных источниках жесткость воды зависит от глубины и места залегания, но в большинстве случаев она более высокая.
Вязкость у воды незначительная, что обеспечивает ее текучесть и способность транспортировать различные вещества. При нагревании воды вязкость уменьшается. Соленая вода обладает большей вязкостью по сравнению с пресной.
Изменять свойства воды можно различными способами- отстаиванием, замораживанием и размораживанием, кипячением, намагничиванием, добавлением различных химических веществ (минерализацией) и другими.

Источник

Техническая информация

Мутность и прозрачность

ВОЗ по показаниям влияния на здоровье мутность не нормирует, однако с точки зрения внешнего вида рекомендует, чтобы мутность была не выше 5 NTU (нефелометрическая единица мутности), а для целей обеззараживания – не более 1 NTU.

Мера прозрачности – высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в воду белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (шрифт Снеллена). Результаты выражаются в сантиметрах.

Характеристика вод по прозрачности (мутности)

Цветность

Цветность измеряется в градусах платино-кобальтовой шкалы и колеблется от единиц до тысяч градусов – Таблица 2.

Характеристика вод по цветности

Вкус и привкус

Вкус воды определяется растворенными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т.п.). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °С и оценивают по пятибалльной системе, согласно ГОСТ 3351-74*.

Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений – привкуса – выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чаще всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький – сульфатом магния, кислый – избытком свободного диоксида углерода и т.д. Порог вкусового восприятия соленых растворов характеризуется такими концентрациями (в дистиллированной воде), мг/л: NaCl – 165; CaCl2 – 470; MgCl2 – 135; MnCl2 – 1,8; FeCl2 – 0,35; MgSO4 – 250; CaSO4 – 70; MnSO4 – 15,7; FeSO4 – 1,6; NaHCO3 – 450.

По силе воздействия на органы вкуса ионы некоторых металлов выстраиваются в следующие ряды:

O катионы: NH4+ > Na+ > K+; Fe2+ > Mn2+ > Mg2+ > Ca2+;

Характеристика вод по интенсивности вкуса

Запах

Запах – показатель качества воды, определяемый органолептическим методом с помощью обоняния на основании шкалы силы запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20 °С и 60 °С и измеряют в баллах, согласно требованиям.

Следует также указывать группу запаха по следующей классификации:

По характеру запахи делят на две группы:

Запахи естественного происхождения

Интенсивность запаха по ГОСТ 3351-74* оценивают в шестибальной шкале – см. следующую страницу.

Характеристика вод по интенсивности запаха

Водородный показатель (рН)

Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода (рН>7) по сравнению с ионами ОН-, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН 9,5

Контроль над уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его «уход» в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, способных вступать в реакцию с гидроксид-ионами (ОН-). Кислотность воды определяется эквивалентным количеством гидроксида, необходимого для реакции.

В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4.5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4.5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин 7 выступает в виде иона HS-;

O при pH = 5 : 7 может быть в виде, как H2S, так и HS-.

воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Двуокись углерода (CO2) – в зависимости от реакции pH воды может быть в следующих видах:

Сероводород придает воде неприятный запах, приводит к развитию серобактерий и вызывает коррозию. Сероводород, преимущественно присутствующий в подземных водах, может быть минерального, органического или биологического происхождения, причем в виде растворенного газа или сульфидов. То, под каким видом проявляется сероводород, зависит от реакции pH:

Сульфаты

Сульфаты (SO42-) – наряду с хлоридами являются наиболее распространенными видами загрязнения в воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Двуокись углерода (CO2) – в зависимости от реакции pH воды может быть в следующих видах:

Растворенный кислород

Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями. Содержание растворенного кислорода зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды и др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л. В артезианской воде кислород практически отсутствует.

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации. Вычисляется по формуле: M = (ax0,1308×100)/NxP, где

М – степень насыщения воды кислородом, %;

а – концентрация кислорода, мг/дм3;

Р – атмосферное давление в данной местности, МПа.

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в следующей таблице:

Растворимость кислорода в зависимости от температуры воды

Окисляемость

Окисляемость – это показатель, характеризующий содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых сильным окислителем. Окисляемость выражается в мгO2 необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 исследованной воды.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (1 мг KMnO4 соответствует 0,25 мг O2), бихроматную, иодатную, цериевую. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах – как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК – химическое потребление кислорода). Окисляемость является очень удобным комплексным параметром, позволяющим оценить общее загрязнение воды органическими веществами. Органические вещества, находящиеся в воде весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам. Их состав формируется как под влиянием биохимических процессов протекающих в водоеме, так и за счет поступления поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, а значит в них содержится высокие концентрации органических веществ по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные – 5-12 мг О2/дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.

Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2/дм3 (исключения составляют воды в районах нефтегазовых месторождений, торфяников, в сильно заболоченных местностях, подземных вод северной части РФ).

Электропроводность

Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Благодаря этой зависимости, по величине электропроводности можно с определенной степенью погрешности судить о минерализации воды. Такой принцип измерения используется, в частности, в довольно распространенных приборах оперативного измерения общего солесодержания (так называемых TDS-метрах).

Дело в том, что природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl–), сульфата (SO42–), гидрокарбоната (HCO3–).

Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3–), HPO4–, H2PO4– и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах). Погрешности же измерения возникают из-за неодинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей, а также из-за повышения электропроводимости с увеличением температуры. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности, благодаря заранее рассчитанным и занесенным в память зависимостям.

Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л.

Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал, Eh)

Подземные воды классифицируются:

Источник

Органолептические показатели качества воды: на вкус и цвет.

Введение

Цветность

Показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений; выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами.

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды. Цветность природных вод колеблется от единиц до тысяч градусов.

Различают «истинный цвет», обусловленный только растворенными веществами, и «кажущийся» цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц, соотношения между которыми в значительной мере определяются величиной pH. Удовлетворительная цветность воды устраняет необходимость определения тех загрязнителей, ПДК которых установлены по цветности (лимитирующий показатель – органолептический). К таким загрязнителям относятся многие красители и соединения, образующие интенсивно окрашенные растворы и имеющие высокий коэффициент светопоглощения.

Высокая цветность воды ухудшает ее органолептические свойства и оказывает отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в воде, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых веществ.

Цветность воды определяется визуально или фотометрически, сравнивая окраску пробы с окраской условной 100-градусной шкалы цветности воды, приготавливаемой из смеси бихромата калия K₂Cr₂O₇ и CoSO₄. Предельно допустимая величина цветности в водах, используемых для питьевых целей, составляет 35 градусов по платиново-кобальтовой шкале.

Запах

Свойство воды вызывать у человека и животных специфическое раздражение слизистой оболочки носовых ходов. Запах воды характеризуется интенсивностью, которую оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в табл. 2 (ГОСТ 3351-74). Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Таблица 1. Определение интенсивности запаха воды

Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, при химическом взаимодействии содержащихся в воде компонентов, а также с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

На запах воды оказывают влияние состав содержащихся в ней веществ, температура, значения рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д. Обычно за­пах определяют при нормальной (20 °С) и при повышенной (60 °С) температуре воды.

Запах по характеру подразделяют на две группы, описы­вая его субъективно по своим ощущениям:

Таблица 2. Характер и интенсивность запаха

Вкус и привкус

Оценку вкуса воды проводят только у питьевой природной воды при отсутствии подозрений на ее загрязненность. Различают 4 вкуса: соленый, кислый, горький, сладкий. Остальные вкусовые ощущения считаются привкусами (солоноватый, горьковатый, металлический, хлорный и тому подобное). Интенсивность вкуса и привкуса оценивают по 5-балльной шкале, приведенной в Таблице 3.

Таблица 3. Определение характера и интенсивности вкуса и привкуса

Мутность

Мутность принято определять фотометрически. В этом случае исключается субъективное искажения результатов. Однако в некоторых случая мутность может быть определена визуально по степени мутности столба высотой 10-12 сантиметров в мутномерной пробирке. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная; слабо опалесцирующая; опалесцирующая; слабо мутная; мутная; очень мутная (ГОСТ).

Источник