Дипломная работа: Проблемы водоснабжения России

Необходимыми и достаточными условиями выполнения соотношения D ≤ DМИ является выполнение следующих соотношений:

I. В условиях сходимости результатов параллельных испытаний Х1 и Х2

 

| Х1 - Х2| ≤ d,

где: Х1 и Х2 – результаты параллельных испытаний,

d – норматив сходимости результатов параллельных испытаний.

1.         Определенный контроль сходимости проводят, если методика предусматривает проведение параллельных определений.

2.         Внутренний оперативный контроль (ВОК) сходимости результатов анализа проводят при получении каждого результата предусматривающего проведение параллельных определений [5].

Пример : При определении хлоридов в питьевой воде

Х1 = 36,0 мг/л, Х2 = 37,0 мг/л,  = 36,5 мг/л.

По таблице норматив сходимости результатов параллельных испытаний для данного метода d = 1,4 мг/л. В данном случае соотношение | Х1 - Х2| ≤ d соблюдается, т.е.

| 36,0 – 37,0| ≤ 1,4

1,0мг/л < 1,4мг/л,

таким образом результат испытаний питьевой воды при определении концентрации хлоридов = 36,5мг/л являются в условиях сходимости качественными. В протокол испытаний результат испытаний вносится в следующем виде:

+ D= 36,5мг/л + 1,4мг/л = 37,9 мг/л,

где D- абсолютная погрешность метода.

Если по таблице норматив сходимости результатов параллельных испытаний нет значения для d , то его можно рассчитать по следующей формуле :

d= .

Абсолютную погрешность метода D,т.е. ошибку метода можно рассчитать по формуле:

D = ,

где:- относительная погрешность при P= 0,95 и n = 2 вычисляется следующим образом: .

II. В условиях воспроизводимости результатов испытаний 1 и 2 оперативный контроль воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы, которую делят на две части и выдают двум аналитикам или одному и тому же аналитику, но через определенный промежуток времени, в течение которого условия проведения определения остаются стабильными и соответствующими условиям проведения первого контрольного определения [23]

|1-2| ≤ D

где 1 и 2 результаты испытаний, каждый из которых рассчитан по соотношению = и получено в условиях воспроизводимости; D –норматив воспроизводимости результатов испытаний.

3. В условиях точности результатов испытаний

|Х0 - |≤К,

где Х0 – значение определяемой величины (массовой концентрации) контролируемого показателя в неизвестной или «шифрованной» пробе, при исследовании в двух разных лабораториях,

К – показатель точности результатов испытаний .

К = DМИ для случая, когда погрешность «шифрованной» пробы существенно ниже DМИ.

При проведении внутрилабораторного контроля

К = .

При проведении внешнего контроля

К=.

В лаборатории производится полный химический анализ воды на 41 ингредиент в соответствии с Сан Пин 2. 1. 4. 1074 – 01 [20].

Глава 3 Обсуждение результатов

Исследовано качество воды, предназначенной для питьевых целей, в 5 водозаборах из закрытых скважин, снабжающих водой г. Нальчик и некоторые пригородные поселки: Кенже, Белая Речка (2), Кишпек.

Работа проводилась на базе химической лаборатории Нальчикской городской санитарно-эпидемиологической станции.

Исследования проводили по 13 показателям, в том числе органолептическим: запах, цветность, вкус и привкус, мутность, а также по химическому составу: определяли жесткость и общую минерализацию, железо общее, нитраты, сероводород, фтор и йод. Эти показатели выбраны нами из 38 обязательных для мониторинга, поскольку многолетние наблюдения показали их изменчивость во времени и в некоторых случаях превышение нормативов.

Доброкачественная питьевая вода должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным освежающим вкусом. Принято считать, что вода, содержащая много солей (минерализация) - не самая лучшая с позиций ее потребления. Однако и малая минерализация - ниже гигиенических нормативов, также не обеспечивает достаточного поступления в организм необходимых минеральных веществ.

Особое значение имеет присутствие в воде потенциально опасных загрязнений, например тяжелых металлов. Предварительное количественное определение таких токсикантов, как цинк, свинец, кадмий, хром, ртуть, молибден, марганец, никель, мышьяк, показало, что их содержание в исследуемых источниках ниже порога чувствительности метода.

Для определения интересующих компонентов использовали методики, соответствующие ГОСТ, приведенные в экспериментальной части.

Контроль качества питьевой воды осуществлялся в местах водозабора из источников водоснабжения перед поступлением ее в распределительную водопроводную сеть.

Отбор проб воды на Головном водозаборе проводился ежемесячно с февраля по декабрь 2004г. В пос. Белая Речка - раз в квартал, причем пробы отбирались как непосредственно из скважины, так и из верхнего резервуара насосной станции поселка. В пос. Кенже исследовали три скважины: 703, 704, 706 в апреле и мае 2005г. В сел. Кишпек исследовали разовые пробы воды 18.01.05г. в пяти скважинах (№№ 9-13).

Результаты анализа представлены в таблице3.1 и на диаграммах 1-3.

Для начала сравним качество воды в различных местах, а затем проанализируем сезонные изменения.

Головной водозабор (диаграмма 1)

В среднем в течение наблюдаемого периода по всем изученным показателям (за исключением фтора и йода) наблюдается соответствие требуемым нормативам. Однако содержание нитратов очень близко к значениям ПДК. По этому показателю данный объект лидирует среди прочих.

Пос. Кенже (таблица 3.1.)

В основном по всем показателям качество воды сходно с Головным водозабором, хотя в некоторых случаях пробы были мутными.

С. Кишпек (таблица 3.1.)

По органолептическим показателям вода этих источников аналогична водам Головного водозабора (скважина 210). Однако несколько отличается по химическому составу: несколько меньшими значениями жесткости и общей минерализации; почти в два раза меньше нитратов и фторид-ионов.

Пос. Белая Речка (диаграммы 2а-2в, 3а-3в)

Наблюдается несоответствие по 7 показателям: по всем органолептическим; высокое в сравнении с другими источниками содержание железа; особую опасность представляет присутствие сероводорода, который является чрезвычайно вредным загрязнителем и в норме не должен вообще обнаруживаться. Однако можно отметить очень низкие концентрации нитратов.

Качество питьевой воды из скважины поселка Белая Речка со свойственными ей специфическими свойствами, не отвечающими гигиеническим нормативам, связано с природно-географическими факторами.

Ниже гигиенического норматива наблюдается содержание фтора: при норме 0,7 - 1,5 мг/л наибольшая концентрация 0,29 мг/л на Головном водозаборе, а наименьшая - 0,06 мг/л на Кишпекском водозаборе. К сожалению, не обнаруживается гигиенически значимый показатель - йод.

Из диаграммы 1 видно, что в зимний и летний период жесткость, общая минерализация и концентрация фтора повышается, а в это же время концентрация нитратов уменьшается.

В весенний период наблюдается обратная картина: жесткость, общая минерализация и концентрация фтора падает, а концентрация нитратов повышается.

С конца августа по сентябрь наблюдается постепенное уменьшение концентрации определяемых показателей.

В осенний период происходит постепенное увеличение жесткости и общей минерализации и резкое увеличение концентраций нитрат и фторид-ионов NO3- и F-.

Поселок Белая Речка.

Из диаграммы 2а можно заметить, что с середины зимы до середины весны и в летний период происходит улучшение запаха, цвета и вкусовых качеств воды. А в весенний период, наоборот, происходит их ухудшение.

Из диаграммы 3а видно, что с увеличением цветности (с 22 до 70) воды с февраля по апрель происходит улучшение вкусовых качеств и запаха (с 3 до 1,5).

В летний период цветность воды остается неизменным, также происходит ухудшение вкусовых качеств воды с уменьшением запаха (с 2 до 1).

В весенний период продолжается улучшение вкусовых качеств воды (с 2,3 до 2), но появляется запах (1,5-2).

Из диаграммы 2б видно, что происходит падение мутности (с 3,6 до 0,3), содержания сероводорода (с 2 до 1,5) и концентрации железа (с 2,7 до 0,2).

В весенний период продолжается медленное падение железа (с 0,2 до 0,09), но происходит увеличение мутности (с0,3 до 4) и сероводорода (с 1,5 до 2).

В летний период происходит резкие спады мутности (с 4 до 0,55) и сероводорода (с 2 до 0,5) с медленным увеличением концентрации железа (с 0,09 до 0,3).

Из диаграммы 3б заметим, что с падением концентрации железа (с 1,4 до 0,3) и сероводорода (с 3 до 1,5) происходит увеличение мутности (с 0,48 до 2,3) на период с февраля по апрель.

Весной продолжается увеличение мутности (с 2,3 до 5), но здесь сероводород начинает повышаться (с 1,5 до 2). В этот период концентрация железа продолжает падать (с 0,3 до 0,1).

В летний период наблюдается падение мутности (с 5 до 2,6) и сероводорода (с 2 до 1) с увеличением концентрации железа (с 0,1 до 0,59).

Из диаграммы 2в видно, что с февраля происходит резкое увеличение жесткости, минерализации, постепенное увеличение концентрации нитратов, а концентрация фтора падает.

Весной происходит падение жесткости и минерализации, а в летний период повышается жесткость, а минерализация уменьшается. В этот же период происходит увеличение концентрации фтора. Концентрация нитратов увеличивается до лета, а с лета уменьшается.

Из диаграммы 3в видно, что с февраля по апрель наблюдается резкое повышение жесткости и концентрации фтора и постепенное увеличение концентрации нитратов, а в это же время наблюдается понижение общей минерализации.

В период весны происходит резкое уменьшение фтора и жесткости, а концентрация нитратов и общая минерализация повышается.

В летний период происходит резкое понижение общей минерализации и концентрации нитратов, а концентрация фтора повышается. Изменение жесткости происходит незначительно.

Из диаграммы 2а и 3а видно, что в обоих источниках за исследуемый период происходит совпадение значений запаха, а в случаях цветности и вкусовых качеств воды ни какой закономерности не наблюдается.

Из диаграмм 2б и 3б наблюдается закономерное уменьшение концентрации железа в зимне-весенний период, с последующим увеличением концентрации в летний период.

Уменьшение сероводорода происходит в зимне-летний период, с его увеличением в весенний период.

В случае общей минерализации и концентрации фтора никакой закономерности не наблюдается.

Концентрация нитратов возрастает в весенний период, с его уменьшением в летний период.

Таким образом, зависимости химического состава воды во всех скважинах от сезонных изменений не наблюдается.

Выводы

1.   Изучено качество воды в 5 водозаборах в г. Нальчике и пригородных поселков: Кенже, Белая Речка, Кишпек. Исследования проводились по 13 показателям: как органолептическим методом, так и измерением химического состава.

2.   Установлено, что в водозаборах: Головной, пос. Кенже и с. Кишпек в течение наблюдаемого периода почти по всем изученным показателям (за исключением фтора и йода) наблюдается соответствие требуемым нормативам.

3.   Во всех источниках ниже гигиенического норматива находится содержание фтора.

4.   Качество питьевой воды из скважины пос. Б. Речка не соответствует нормативам по 7 показателям: по всем органолептическим; высокое содержание железа, а также присутствие чрезвычайно опасного сероводорода. Это, вероятно, связано с природно-географическими факторами.

5.   Сезонные наблюдения за изменением качества воды показали: благоприятные органолептические показатели остаются постоянными в таких источниках как Головной водозабор, а также с. Кенже и Кишпек. В пос. Б.Речка эти показатели резко различаются: наилучшие наблюдаются в весенне-летний период, а в осенне-зимний - эти показатели ухудшаются.

6.   Не обнаружена зависимость химического состава воды от времени года.

Литература

1.   Самарина В.С. Гидрохимия. Л. ЛГУ, 1977. – 359 с.

2.   Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л. Гидрометиздат. 1970.

3.   Коротков А.И. Гидрохимический анализ при региональных геологических исследованиях. Л. Недра. 1983.

4.   Исследование поверхностного и подземного стока. – Сб.ст. М.Наука. 1967.

5.   Павлов А.Н. Геологический круговорот воды на Земле. Л. Недра. 1977.

6.   Кульский Л.А., Накрочевская В.Ф. Химия воды. Киев. Выша шк.головное издательство. 1983. – 240 с.

7.   Водная И.Ф. Химия воды и микробиология. Изд-во ВШ. М. 1964.

8.   Брусиловский С.А. О миграционных формах элементов в природных водах. М.: Гидрохимия. Т.35. 1963.

9.   Валяшко М.Г. Основы геохимии природных вод. Геохимия. №11. 1967.

10.      Зайцев И.К. Гидрохимия СССР, Л.Недра. 1986. – 238 с.

11.      Перельман А.И. Геохимия природных вод М. Наука. 1982.

12.      Питьева К.Е. Гидрогеология. Формирование химического состава подземных вод. М.Изд-во МГУ. 1978.

13.      Смирнов С.И. Вероятностно-статистические закономерности распределения химических элементов в природных водах. Гидрохимические материалы. М. Недра. 1963.

14.      Воронков П.П. Формирование химического состава поверхностных вод Европейской территории СССР. Гидрометиздат. Л. 1955.

15.      Овчинников А.И. Гидрохимия. М. Недра. 1970.

16.      Казанчев А.И. Гидрохимическая характристика высокогорных подземных вод КБАССР. Автореф. Новочеркасск. 1964.

17.      Маслов Е.П. Керефов К.Н. Экономико-географический очерк Кабардино-Балкарии. Изд. Академии Наук СССР . М. 1957.

18.      Белянкин Д.С. Природные ресурсы КБАССР. М. 1966.

19.      Лурье П.М. Водные ресурсы и водный баланс Кавказа. СПб. Гидрометиздат. 2002.

20.      Санитарно-эпидемиологичексие правила и нормативы СанПИН 2.1.4. 1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

21.      Покровский В.А. Гигиена. М. 1998.

22.      Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде, водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Утв. Постановление Правительства РФ от 24.07.2000 г №554.

23.      Государственный стандарт РФ ГОСТ 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества». М. -15 с.

24.      Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. М. 2002.

25.      Государственный стандарт РФ ГОСТ 51593-2000. Вода питьевая. Отбор проб. М. -5 с.

26.      Вода питьевая. Методы анализа .Сборник стандартов. М. 1998.

27.      Руководящий документ 52.24.450-95.

28.      Государственный стандарт Союза ССР. ГОСТ 4386-89.

29.      Методические указания МУК 4.1.1090-02.

30.      Государственный стандарт РФ ГОСТ РИСО 5725.6-2002. «Точность методов и результатов измерений. Использование значений точности на практике. М. – 42 с.