Отбор проб водопроводной воды для санитарно-химических исследований. Исследование воды для определения органолептических показателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выпускная квалификационная работа

Отбор проб водопроводной воды для санитарно-химических исследований. Исследование воды для определения органолептических показателей



Введение

вода гигиенический контроль

Вода - самое распространенное вещество на Земле. Вода незаменима в нашей жизни, и ей находится применение абсолютно во всех сферах деятельности. Вода играет «космическую» роль в организме человека, т.к. организм на 80% состоит именно из воды. Химический состав воды играет огромную роль в состоянии здоровья населения, и в настоящее время этот вопрос стоит весьма остро. В.И.Вернадский писал о воде так: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества - минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено».

Проблема удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано с обеспечением ее необходимого качества. Развитие промышленности, транспорта, перенаселение регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно - гигиенических норм водоснабжения. [15 с. 1]

Вода играет в организме человека важную роль. Без воды не происходит ни один биохимический, физиологический и физико-химический процесс обмена веществ и энергии. Невозможны:

- пищеварение

- дыхание

- анаболизм (ассимиляция)

- катаболизм (диссимиляция)

- синтез белков, жиров, углеводов

Такая роль воды обусловлена тем, что она является универсальным растворителем, в котором газообразные, жидкие и твердые неорганические вещества создают молекулярные или ионные растворы, а органические вещества находятся преимущественно в молекулярном и коллоидном состоянии. Именно поэтому она принимает непосредственное или косвенное участие практически во всех жизненно важных процессах: всасывании, транспорте, расщеплении, окислении, гидролизе, осмосе, резорбции, фильтрации, выведении и др.

В настоящее время в мире, особенно в промышленных регионах, отмечается дефицит чистой пресной воды. Это обусловлено в основном загрязнением природных вод вредными веществами техногенного происхождения, как правило, в результате сброса в них сточных вод. Потери пресной воды также вызваны сокращением водоносности рек вследствие вырубки лесов, распашки лугов и т.д., при этом сокращаются запасы подземных вод. Это явление называется - истощение вод.

Санитарно-гигиеническое исследование позволяет оценить степень насыщения воды вредными для здоровья человека веществами (галогенсодержащие вещества, соли тяжелых металлов и т.д.) и предотвратить массовое заражение или отравление населения.

Различают патологические состояния и заболевания, вызванные повышенным природным содержанием химических элементов в питьевой воде и обусловленные техногенным загрязнением воды химическими веществами. Но одни и те же вещества, содержащиеся в питьевой воде (нитраты, свинец, хром и другие), могут быть вызваны как природными, так и техногенными причинами. В природных водах в норме содержатся микроэлементы (фтор, йод, молибден, селен и др.) и макроэлементы (натрий, кальций, фосфор и пр.) которые являются жизненно необходимыми. Избыточное или недостаточное поступление их в организм человека так же вызывает физиологические сдвиги или патологические изменения. [14, с. 1]

Цель работы - освоить методику отбора проб воды и определения в них органолептических показателей

Задачи работы:

- изучить теоретические аспекты, нормативные документы по лабораторной оценке качества питьевой воды

- провести практические манипуляции по отбору проб и лабораторному исследованию питьевой воды

- выявить влияние химического состава воды на здоровье человека

- провести статистическую обработку результатов гигиенического мониторинга качества воды системы централизованного водоснабжения городского округа Первоуральск, оценить полученные результаты

Объект исследования - санитарно-гигиеническое исследование качества питьевой воды.

Предмет исследования - качество воды системы централизованного водоснабжения городского округа Первоуральск



1. Физиологическое и гигиеническое значение воды

1.1 Физиологическое и гигиеническое значение воды

Вода играет в организме человека важную роль. Без воды не происходит ни один биохимический, физиологический и физико-химический процесс обмена веществ и энергии. Такая роль воды обусловлена тем, что она является универсальным растворителем, в котором газообразные, жидкие и твердые неорганические вещества создают молекулярные или ионные растворы, а органические вещества находятся преимущественно в молекулярном и коллоидном состоянии. Именно поэтому она принимает непосредственное или косвенное участие практически во всех жизненно важных процессах, таких как: всасывание, транспорт, расщепление, гидролиз, осмос, резорбция, фильтрация, выведение и др.

При помощи воды в клетки организма поступают пластические вещества, биологически активные соединения, энергетические материалы, выводятся продукты обмена. Вода способствует сохранению коллоидального состояния живой плазмы. Вода и растворенные в ней минеральные соли поддерживают важнейшую биологическую константу организма - осмотическое давление крови и тканей. В водной среде создаются необходимые уровни щелочности, кислотности, гидроксильных и водородных ионов. Вода обеспечивает кислотно-основное состояние в организме, а это влияет на скорость и направление биохимических реакций. Принимает участие в процессах гидролиза углеводов, жиров, гидролитического и окислительного дезаминирования аминокислот и в других реакциях. Вода - основной аккумулятор тепла, которое образуется в организме в процессе экзотермических биохимических реакций обмена веществ.

Кроме того, испаряясь с поверхности кожи и слизистых оболочек органов дыхания, вода принимает участие в процессах теплоотдачи, т. е. в поддержании температурного гомеостаза. Во время испарения 1 г влаги организм теряет 2,43 кДж (0,6 ккал) тепла.

Потребность организма в воде удовлетворяется за счет питьевой воды, напитков и продуктов питания, особенно растительного происхождения. Физиологическая суточная потребность взрослого человека в воде (при отсутствии физических нагрузок) в регионах с умеренным климатом ориентировочно составляет 1,5 - 3 л, или 90 л/мес., почти 1000 л/год и 60 000 - 70 000 л за 60 - 70 лет жизни. Это так называемая экзогенная вода.

Определенное количество воды образуется в организме вследствие обмена веществ. Например, при полном окислении 100 г. жиров, 100 г. углеводов и 100 г. белков вырабатывается соответственно 107, 55,5 и 41 г. воды. Это - эндогенная вода, ежедневно образующаяся в количестве 0,3 л.

Физиологическая норма потребления воды может колебаться в зависимости от интенсивности обмена веществ, характера пищи, содержания в ней солей, мышечной работы, метеорологических и других условий. Доказано, что на 1 ккал энергозатрат организму необходимо 1 мл воды. То есть для человека, суточные энергозатраты которого составляют 3000 ккал, физиологическая потребность в воде равна 3 л. С увеличением энергозатрат во время физических нагрузок повышается и потребность человека в воде. Особенно если тяжелый физический труд выполняют в условиях повышенной температуры, например в мартеновских цехах, на доменном производстве, на поле в жару. Тогда потребность в питьевой воде может возрасти до 8 - 10 и даже 12 л/сут. Кроме того, потребность в воде изменяется при определенных патологических состояниях. Например, она возрастает при сахарном и несахарном диабете, гиперпаратиреозе и т. п. В таком случае количество воды, употребляемое человеком в течение месяца, составляет 30 л., в течение года - 3600 л., за 60 - 70 лет - 216 000 л.

Поддержание водного баланса в организме человека предусматривает не только поступление и распределение воды, но и ее выведение. В состоянии покоя вода выводится через почки - с мочой (почти 1,5 л/сут), кишечник - с фекалиями (до 0,2 л), легкие - в парообразном состоянии (приблизительно 0,4 л). Потери воды с поверхности кожи, которые в значительной мере связаны с терморегуляцией, изменяются, но в среднем составляют 0,6 л. Таким образом, из организма человека в состояния покоя ежесуточно в среднем выводится 2,7 л воды (с колебаниями от 2,5 до 3,0 л). При некоторых патологических состояниях и физической нагрузке выделение воды усиливается и соотношение путей выведения, приведенное выше, изменяется. Например, при сахарном диабете усиливается выделение воды через почки - с мочой, при холере - через пищеварительный тракт, во время работы в горячих цехах - через кожу - с потом.

Человек остро реагирует на ограничение или полное прекращение поступления воды в организм. Обезвоживание - чрезвычайно опасное состояние, при котором нарушается большинство физиологических функций организма. Большие потери воды сопровождаются выделением значительного количества микро- и макроэлементов, водорастворимых витаминов, что усугубляет негативные последствия обезвоживания для здоровья и жизни человека.

В случае обезвоживания организма усиливаются процессы распада тканевых белков, жиров и углеводов, изменяются физико-химические константы крови и водно-электролитного обмена. В центральной нервной системе развиваются процессы торможения, нарушается деятельность эндокринной и сердечно - сосудистой систем, ухудшается самочувствие, снижается трудоспособность и т. п. Четкие клинические признаки обезвоживания появляются, если потери воды составляют 5 - 6% массы тела. При этом учащается дыхание, наблюдаются покраснение кожи, сухость слизистых оболочек, снижение артериального давления, тахикардия, мышечная слабость, нарушение координации движения, головная боль, головокружение. Потери воды, равные 10% массы тела, сопровождаются значительным нарушением функций организма: повышается температура тела, заостряются черты лица, ухудшаются зрение и слух, кровообращение, возможен тромбоз сосудов, развивается анурия, нарушается психическое состояние, возникает головокружение, коллапс. Потеря воды на уровне 15 - 20% массы тела смертельна для человека при температуре воздуха 30°С, на уровне 25% - при температуре 20 - 25°С.

Вода является одним из самых ценных даров природы. В то же время в случае употребления некачественной воды создается реальная опасность развития инфекционных и неинфекционных заболеваний. Статистика ВОЗ свидетельствует, что почти 3 млрд. населения планеты пользуются недоброкачественной питьевой водой. Из более 2 тыс. болезней техногенного происхождения 80% возникают вследствие употребления питьевой воды неудовлетворительного качества. По этой причине ежегодно 25% населения мира рискуют заболеть, приблизительно каждый десятый житель планеты болеет, почти 4 млн. детей и 18 млн. взрослых умирают. Считается, что из 100 случаев онкологических заболеваний от 20 до 35 (особенно толстой кишки и мочевого пузыря) обусловлены употреблением хлорированной питьевой воды. Именно поэтому чрезвычайно важны гигиеническая роль воды и ее значение для профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний.

1.2 Причины и условия, определяющие химический состав и органолептические свойства воды

Химический состав воды - это возможная причина заболеваний неинфекционной природы. Индифферентные химические вещества в воде, железо двух- или трехвалентное, содержится во всех естественных водоисточниках. Железо - необходимая составная часть животных организмов. Оно используется для построения жизненно важных дыхательных и окислительных ферментов (гемоглобина, каталазы). Взрослый человек получает в сутки десятки миллиграммов железа, поэтому количество поступающего с водой железа не имеет существенного физиологического значения. В подземных водах чаще находят двухвалентное железо. Если воду качают, то, соединяясь на поверхности с кислородом, железо переходит в трехвалентное, и вода приобретает бурый цвет. Таким образом, содержание железа в питьевой воде лимитируется влиянием на мутность и цветность. Допустимой концентрацией по стандарту является не более 0,3 мг/л, для подземных источников - не более 1,0 мг/л.

Алюминий (Al) содержится в питьевой воде, подвергшейся обработке - осветлению в процессе коагуляции сернокислым алюминием. Избыточные концентрации алюминия придают воде неприятный, вяжущий привкус. Остаточное содержание алюминия в питьевой воде (не более 0,2 мг на л) не вызывает ухудшения органолептических свойств воды (по мутности и привкусу).

Марганец (Mn) в подземных водах содержится в виде бикарбонатов, хорошо растворимых в воде. В присутствии кислорода воздуха превращается в гидроокись марганца и выпадает в осадок, чем усиливает показатель цветности и мутности воды. В практике централизованного водоснабжения необходимость ограничения содержания марганца в питьевой воде связывается с ухудшением органолептических свойств. Нормируется не более 0,1 мг/л.

Кальций (Ca) и его соли обусловливают жесткость воды. Жесткость питьевой воды является существенным критерием, по которому население оценивает качество воды. В жесткой воде овощи и мясо плохо развариваются, так как соли кальция и белки пищевых продуктов образуют нерастворимые соединения, которые плохо усваиваются. Затруднена стирка белья, в нагревательных приборах образуется накипь (нерастворимый осадок). Экспериментальные исследования показали, что при питьевой воде с жесткостью 20 мг-экв/л частота и вес образования камней были значительно больше, чем при употреблении воды с жесткостью 10 мг - экв/л.

Медь (Cu) в малых концентрациях встречается в природных подземных водах и является истинным биомикроэлементом. Потребность в ней (в основном для кроветворения) взрослого человека невелика - 2-3 г в сутки. Она покрывается в основном суточным пищевым рационом. В больших концентрациях (3-5 мг/л) медь оказывает влияние на вкус (вяжущий). Норматив по этому признаку не более 1 мг/л в воде.

Цинк (Zn) в качестве микроэлемента встречается в природных поземных водах. В больших концентрациях он встречается в водоемах, загрязненных промышленными сточными водами. Хронические отравления цинком неизвестны. Соли цинка в больших концентрациях действуют раздражительно на желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), но значение соединений цинка в воде определяется их влиянием на органолептические свойства. При 30 мг/л вода приобретает молочный цвет, а неприятный металлический вкус исчезает при 3 мг/л, поэтому нормируют содержание цинка в воде не более 3 мг/л.

Развитие медицинской науки позволило расширить представления об особенностях химического (солевого и микроэлементного) состава воды, его биологической роли и возможного вредного влияния на здоровье населения.

Минеральные соли (макро- и микроэлементы) принимают участие в минеральном обмене и жизнедеятельности организма, влияют на рост и развитие тела, кроветворение, размножение, входят в состав ферментов, гормонов и витаминов. В организме человека присутствуют: йод (I), фтор (F), медь (Cu), бром (Br), марганец (Mn), алюминий (Al) и др.

Органолептические свойства воды - это те ее признаки, которые воспринимаются органами чувств человека и оцениваются по интенсивности восприятия. Обонятельные, вкусовые, зрительные, тепловые ощущения обусловлены физическими характеристиками воды и наличием в ней определенных химических веществ (органических, минеральных солей, газов). Именно они и придают воде запах, вкус, привкус, цветность, мутность и т.д.

Запах - способность имеющихся в воде химических веществ испарятся и, создавая давление пара над поверхностью воды, раздражать рецепторы слизистых оболочек носа и околоносовых пазух, обусловливая соответствующие ощущения. Существует шкала определения запахов.

Вкус и привкус - способность содержащихся в воде химических веществ после взаимодействия со слюной раздражать вкусовые сосочки, расположенные на поверхности языка, и обусловливать соответствующие ощущения.

По характеру различают соленый, горький, кислый и сладкий вкусы. Остальное - привкусы: щелочной, болотный, металлический, нефтепродуктов и т. д. Но для гигиенической оценки и сравнения качества питьевой воды недостаточно только качественной характеристики вкусов и привкусов. Один и тот же привкус может иметь разную интенсивность. К тому же у разных людей неодинакова чувствительность вкусового анализатора. Поэтому для характеристики интенсивности вкусов и привкусов воды была предложена пятибалльная шкала, аналогичная пятибалльной шкале интенсивности запахов.

Из заболеваний связанных с неблагоприятным химическим составом воды, прежде всего, выделяют эндемический зоб. Данное заболевание широко распространено и на территории Российской Федерации. Причинами заболевания являются абсолютная недостаточность йода во внешней среде и социально-гигиенические условия жизни населения. Суточная потребность в йоде составляет 120-125 мкг.

Цветность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней гуминовых веществ, которые вымываются в воду из почвы. Гуминовые вещества образуются в почве вследствие микробиологического разрушения чужеродных органических соединений и синтеза почвенными микроорганизмами нового органического вещества, присущего почве, которое называется гумусом. Гумус коричневого цвета, и поэтому гуминовые вещества придают воде окраску от желтой до коричневой. На количество этих веществ влияют геологические условия, водоносные горизонты, характер почвы, наличие болот и торфяников в бассейнах рек и т. д. Небольшое количество гуминовых веществ образуется непосредственно в поверхностных водоемах вследствие микробиологического разрушения водных растений (водорослей). Чем больше в воде гуминовых веществ, тем выше окрашивание воды и интенсивнее ее цветность.

Мутность - природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных веществ органического и минерального происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и т. п.).

Противоположная характеристика воды - прозрачность, то есть ее способность пропускать световые лучи. Чем больше в воде взвешенных веществ, тем выше ее мутность, то есть меньше прозрачность.

В местностях, для которых не характерно данное заболевание, поступление йода в организм происходит из растительной пищи (70 мкг. йода), из животной пищи (40 мкг.), из воздуха (5 мкг.) и из воды (5 мкг.). Йоду в питьевой воде принадлежит роль индикатора общего уровня содержания этого элемента во внешней среде. Зоб распространен в сельских районах, где население питается исключительно пищевыми продуктами местного происхождения, и в почве йода мало. [4, с. 1]

1.3 Требования к организации контроля качества питьевого водоснабжения

В соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» за качеством питьевой воды должен осуществляться государственный санитарно - эпидемиологический надзор и производственный контроль. Контроль осуществляется на основании следующих нормативных документов:

- СанПиН 2.1.4.1074-01 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".

- ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества». Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду, производимую и подаваемую централизованными системами питьевого водоснабжения, и устанавливает общие требования к организации и методам контроля качества питьевой воды;

Производственный контроль качества воды проводят в местах водозабора из источника водоснабжения, перед поступлением ее в распределительную водопроводную сеть, а также в точках распределительной сети.

Контроль качества воды на различных стадиях процесса водоподготовки проводят в соответствии с технологическим регламентом.

Производственный контроль качества питьевой воды обеспечивается индивидуальным предпринимателем или юридическим лицом, осуществляющим эксплуатацию системы водоснабжения, по рабочей программе.

Индивидуальный предприниматель или юридическое лицо, осуществляющее эксплуатацию системы водоснабжения, в соответствии с рабочей программой постоянно контролирует качество воды в местах водозабора, перед поступлением в распределительную сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

Количество и периодичность проб воды в местах водозабора, отбираемых для лабораторных исследований, устанавливаются с учетом требований, указанных в таблице 1 [6, c. 5].

Таблица 1 - Количество и периодичность отбора проб воды

Виды показателей	Количество проб в течение одного года, не менее
	Для подземных источников	Для поверхностных источников
Микробиологические	4 (по сезонам года)	12 (ежемесячно)
Паразитологические	не проводятся	12 (ежемесячно)
Органолептические	4 (по сезонам года)	12 (ежемесячно)
Неорганические и органические вещества	1	4 (по сезонам года)
Радиологические	1	1

Контроль качества питьевой воды систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, находящихся в хозяйственном ведении Первоуральского Водоканала, осуществляет производственная лаборатория предприятия.

В соответствии с требованиями нормативных документов производственный лабораторный контроль осуществляется по Рабочим программам, согласованным с Управлением Роспотребнадзора по Свердловской области. Программы регламентируют точки отбора проб, перечень контролируемых показателей и частоту контроля. На постоянном контроле вода поверхностных и подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, питьевая вода, подаваемая потребителю с сооружений водоподготовки и в распределительной сети (непосредственно у потребителя). Кроме того, в ежесуточном режиме осуществляется контроль технологии водоподготовки. В общем, производственный контроль составляет 170 - 200 исследований в сутки по 20 показателям, периодичность которых определена программами контроля качества воды [13, с. 2].

Питьевая вода, выходящая со станции водоподготовки, и в распределительной сети города в объеме проводимых исследований соответствует санитарным нормам и правилам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Ежемесячно осуществляется государственный контроль качества питьевой воды Федеральными Государственными Учреждениями Здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии по Свердловской области» на сооружениях водоподготовки и в распределительной сети городского округа [13, с. 2].



1.4 Гигиенические требования к качеству водопроводной воды

Качество питьевой воды в коммунальных водопроводах в соответствии с государственными стандартами контролируется достаточно строго с целью предупреждения возникновения и развития среди населения заболеваний инфекционной и неинфекционной природы. ГОСТ 2874-82 предусматривает оценку качества питьевой воды по трем группам нормативов, охватывающим органолептические свойства воды (органолептические показатели), безвредность химического состава (санитарно-токсикологические показатели) и эпидемиологическую безопасность воды (бактериологические показатели).

Органолептические показатели питьевой воды включают нормативы для веществ, как присутствовавших в природных водах, так и добавляемых реагентов в процессе водоподготовки.

Таблица 2 - Содержание вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения

Показатели	Единицы измерения	ПДК, не более	Класс опасности
Хлор
-остаточный свободный	мг/л	в пределах 0,3 - 0,5	3
-остаточный свободный	мг/л	в пределах 0,3 - 0,5	3
-остаточный связанный	мг/л	в пределах 0,8 - 1,2	3
Хлороформ (при хлорировании воды)	мг/л	0,2 2	2
Озон остаточный	мг/л	0,3
Формальдегид (при озонировании воды)	мг/л	0,05	2
Полиакримилад	мг/л	2,0	2
Активированная кремнекислота (по Si)	мг/л	10	2
Полифосфаты	мг/л	3,5	3



Примечания:

- при обеззараживании воды свободным хлором время его контакта с водой должно составлять не менее 30 минут, связанным хлором - не менее 60 минут. Контроль за содержанием остаточного хлора производится перед подачей воды в распределительную сеть. При одновременном присутствии в воде свободного и связанного хлора их общая концентрация не должна превышать 1,2 мг/л. В отдельных случаях по согласованию с центром Госсанэпиднадзора может быть допущена повышенная концентрация хлора в питьевой воде;

- контроль за содержанием остаточного озона производится после камеры смешения при обеспечении времени контакта не менее 12 минут

- норматив принят в соответствии с рекомендациями ВОЗ [6, с. 6].

Таблица 3 - Содержание вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека[10, с. 3]

Показатель	Единица измерения	Нормативы (ПДК)
Водородный показатель	единицы рН	в пределах 6-9
Общая минерализация (сухой остаток)	мг/л	1000 (1500)
Жесткость общая	ммоль/л	7,0 (10)
Окисляемость перманганатная	мг/О2/л	5,0
Нефтепродукты, суммарно	мг/л	0,1
Поверхностно-активные в-ва	мг/л	0,5

1.5 Преаналитический этап лабораторного исследования питьевой воды

Правила отбора проб регламентируются ГОСТами:

- ГОСТ 31862-2012 Вода питьевая. Отбор проб.

- ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб.

Настоящий стандарт устанавливает требования к отбору проб питьевой воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водоснабжения и предназначенной для потребления в питьевых и бытовых целях, в том числе используемой для производства пищевых продуктов и напитков (далее - вода), которыми следует руководствоваться при разработке программ и методов отбора проб, подготовке проб к определению состава и свойств и при транспортировании и хранении.

Общие требования к отбору проб

Пробы отбирают с целью получения отдельной пробы отражающей качество исследуемой воды.

Отбор проб проводится для:

- исследования качества воды для принятия корректирующих мер при обнаружении изменений

- идентифицирования источников загрязнения водного объекта

- определения состава и свойств воды по показателям, регламентированным в нормативных документах

Место отбора проб и периодичность отбора устанавливают в соответствии с программой исследования в зависимости от водного объекта.

Объем взятой пробы должен соответствовать установленному количеству в нормативных документах на метод определения конкретного показателя с учетом количества определяемых показателей и возможности проведения повторного исследования.

Метод отбора проб выбирают в зависимости от типа воды, глубины пробоотбора, цели исследований и перечня определяемых показателей с таким расчетом, чтобы исключить (свести к минимуму) возможные изменения определяемого показателя в процессе отбора.

Пробы воды должны быть исследованы в течение установленных сроков с соблюдением условий хранения. Выбранный метод подготовки отобранных проб к хранению должен быть совместим с методом определения конкретного показателя, установленного в нормативных документах. При этом, если в нормативном документе на метод определения указаны условия хранения проб, то следует соблюдать условия хранения проб, регламентированные в нормативных документах.

О длительности хранения пробы воды делают отметку в протоколе испытаний.

При нарушении условий транспортирования или хранения исследование пробы проводить не рекомендуется.

Все процедуры отбора проб должны быть строго документированы. Записи должны быть четкими, осуществлены надежным способом, позволяющим провести идентификацию пробы в лаборатории без затруднений.

При отборе проб должны строго соблюдаться требования безопасности, отвечающие действующим нормам и правилам [1, с. 2].

Требования к оборудованию для отбора проб

Критериями для выбора емкости, используемой для отбора и хранения проб, являются:

- предохранение состава пробы от потерь определяемых показателей или от загрязнения другими веществами;

- устойчивость к экстремальным температурам и разрушению; способность легко и плотно закрываться, необходимые размеры, масса, форма, пригодность к повторному использованию;

- светопроницаемость;

- возможность проведения очистки и обработки стенок, устранения поверхностного загрязнения тяжелыми металлами и радионуклидами.

Можно использовать одноразовые емкости для отбора проб.

Для отбора твердых и полужидких проб используют кружки или бутылки с широким горлом.

Емкости для проб на паразитологические показатели должны быть оснащены плотно закрывающимися пробками. Не допускается отбор проб в открытые емкости типа ведра.

Емкости с закручивающимися крышками, узким и широким горлом должны быть снабжены инертными пластмассовыми или стеклянными пробками. Не допускается применять резиновые прокладки и смазку, если емкость предназначена для отбора проб с целью определения органических и микробиологических показателей.

Для хранения проб, содержащих светочувствительные ингредиенты (включая морские водоросли), применяют емкости из светонепроницаемого или не актиничного стекла с последующим размещением их в светонепроницаемую тару на весь период хранения пробы.

Емкости для проб, предназначенных для определения микробиологических показателей, должны:

- выдерживать высокие температуры при стерилизации (в том числе пробки и защитные колпачки);

- предохранять от внесения загрязнений;

- изготовляться из материалов, не влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов;

- иметь плотно закрывающиеся пробки (силиконовые или из других материалов) и защитные колпачки (из алюминиевой фольги, плотной бумаги).

Пробы отбирают вручную специальными приспособлениями или с применением автоматизированного оборудования [2, с. 3].

Транспортирование проб и приемка проб в лаборатории

Для сведения к минимуму изменений состава проб воды в течение времени, необходимого на отбор, подготовку, упаковку, транспортирование и хранение проб, эти процедуры следует выполнять в возможно короткий промежуток времени.

Если контакта пробы с воздухом следует избегать, то емкость следует заполнить водой полностью и затем немедленно герметично закрыть.

Если пробу требуется энергично перемешать, прежде чем взять порцию для анализов, емкость не следует заполнять полностью.

Если проба подлежит фильтрованию сразу же после ее отбора (чтобы предотвратить любые возможные изменения в составе пробы), используют методы фильтрования, которые должны соответствовать нормативным документам на метод определения показателя. При этом следует избегать загрязнения горловины емкости и пробки.

В случае консервации проб воды в протоколе испытаний делается отметка о способе консервации.

Для доставки в лабораторию емкости с пробами упаковывают в тару, обеспечивающую их сохранность и предохраняющую от резких перепадов температур.

Емкости с пробами упаковывают таким образом, чтобы упаковка не влияла на состав пробы и не приводила к потерям определяемых показателей при транспортировании, а также защищала емкости от возможного внешнего загрязнения и поломки.

При транспортировании емкости размещают внутри тары (контейнера, ящика, футляра и т.п.), препятствующей загрязнению и повреждению емкостей с пробами. Тара должна быть сконструирована так, чтобы препятствовать самопроизвольному открытию пробок емкостей.

Пробы, подлежащие немедленному исследованию, группируют отдельно и отправляют в лабораторию.

Пробы, поступающие в лабораторию для исследования, должны быть зарегистрированы в журнале учета с обязательным указанием числа емкостей для каждой пробы.

Пробы хранят в условиях, исключающих любое загрязнение емкостей для отбора проб и предотвращающих любое изменение в составе проб (например, рефрижераторные камеры, прохладные и темные помещения).

Фильтрование (центрифугирование) проб

Взвешенные вещества, осадки, морские водоросли и микроорганизмы удаляют при взятии пробы или тотчас после этого фильтрованием проб через фильтровальную бумагу или мембранный фильтр, или центрифугированием. Фильтрование применяют также для разделения растворимых и нерастворимых форм, подлежащих определению.

Фильтрование не применяют, если фильтр задерживает один или более ингредиентов, подлежащих определению.

Фильтр должен быть тщательно промыт перед применением, а при необходимости стерилизован, быть совместимым с методом определения показателя и не должен вносить дополнительных загрязнений [2, с. 6].

1.6 Подготовка емкостей для отбора проб, предназначенных для определения химических показателей

Емкости для отбора проб должны быть тщательно промыты, чтобы свести к минимуму возможные загрязнения пробы. Тип применяемого для промывки вещества выбирают в зависимости от определяемых показателей и материала емкости.

Новую стеклянную посуду ополаскивают раствором моющего средства для удаления пыли и следов упаковочного материала с последующей промывкой дистиллированной или деионизированной водой. Посуду заполняют 1 моль/л раствором азотной или соляной кислоты и выдерживают не менее 1 суток, затем тщательно ополаскивают дистиллированной или деионизированной водой.

При определении фосфатов, кремния, бора и поверхностно-активных веществ для промывки емкостей не допускается использовать растворы моющих средств.

Ранее использованные стеклянные емкости моют хромовой смесью, тщательно ополаскивают водой, обрабатывают водяным паром, затем ополаскивают дистиллированной или деионизированной водой и сушат струей осушенного воздуха. Допускается использовать вместо хромовой смеси концентрированную серную кислоту. Не допускается применять хромовую смесь для емкостей, используемых для отбора и хранения проб, предназначенных для определения хрома.

Пластмассовые емкости ополаскивают ацетоном, разбавленной соляной кислотой, тщательно промывают водой, ополаскивают дистиллированной или деионизированной водой и сушат струей воздуха.

1.7 Требования к объему проб, подготовке их к транспортированию и хранению

Объем пробы.

Объем пробы устанавливают в зависимости от числа определяемых показателей и вида анализа в соответствии с НД на метод определения показателя.

Подготовка проб к транспортированию и хранению.

Для сведения к минимуму изменений состава проб воды в течение времени необходимого на отбор, подготовку, упаковку, транспортирование и хранение проб эти процедуры следует выполнять в возможно короткий промежуток времени.

Если контакта пробы с воздухом следует избегать, емкость необходимо заполнить водой полностью и затем немедленно герметично закрыть.

Если пробу требуется энергично перемешать прежде, чем взять порцию для анализов, емкость не следует заполнять полностью.

Если проба подлежит фильтрованию сразу же после ее отбора (чтобы предотвратить любые возможные изменения в составе пробы) используют методы фильтрования, которые должны соответствовать НД на метод определения показателя. При этом следует избегать загрязнения горловины емкости и пробки.

В случае консервации проб воды в протоколе испытаний делается отметка о способе консервации.

Для доставки в лабораторию емкости с пробами упаковывают в чистую тару, обеспечивающую их сохранность и предохраняющую от резких перепадов температур.

Упаковка отобранных проб должна соответствовать условиям транспортирования.

Требования к упаковке пробы воды должны соответствовать ГОСТ 31861 и НД на метод определения показателя состава и свойств пробы воды.

Условия хранения должны исключать воздействие света и повышенных температур на пробы воды. Не допускается совместное хранение проб воды и химических веществ.

Условия и сроки хранения проб должны соответствовать ГОСТ 31861 и НД на метод определения показателя состава и свойств пробы воды.

1.8 Методы лабораторных исследований, применяемые для контроля качества питьевой воды

Существуют различные методы определения химических веществ в питьевой воде (таблица - 4).

Таблица 4 - Методы определения вредных химических веществ, поступающих и образующихся в процессе обработки воды [1, с. 8]

Наименование показателя	Метод определения, обозначение НД
Хлор остаточный свободный	титриметрия (ГОСТ 18190)
Хлор остаточный связанный	титриметрия (ГОСТ 18190)
Хлороформ (при хлорировании воды)	газожидкостная хроматография
Озон остаточный	титриметрия (ГОСТ 18301)
Формальдегид (при озонировании воды)	фотометрия, флуориметрия
Полиакриламид	фотометрия (ГОСТ 19355)
Активированная кремнекислота (по Si)	фотометрия
Полифосфаты (по РО)	фотометрия (ГОСТ 18309)



Методы исследования проб воды на содержание химических веществ:

- Активный хлор. Йодометрический метод. Метод основан на окислении йодида активным хлором до йода, который титруют тиосульфатом натрия. Озон, нитриты, окись железа и другие соединения в кислом растворе выделяют йод из йодистого калия, поэтому пробы воды подкисляют буферным раствором с рН 4,5. Йодометрический метод предназначен для анализа воды с содержанием активного хлора более 0,3 мг/дм при объеме пробы 250 мл. Метод может быть рекомендован также для окрашенных и мутных вод. Так же существует метод определения свободного остаточного хлора титрованием метиловым оранжевым. Метод основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого, в отличие от хлораминов, окислительный потенциал которых недостаточен для разрушения метилового оранжевого [8 с. 2];

- Сульфаты. Метод определения содержания сульфат-ионов основан на количественном осаждении сульфат-ионов и образовании слаборастворимого сульфата бария, с последующим растворением осадка в растворе трилона Б в аммиачной среде и титровании избытка трилона Б раствором, содержащим ионы магния, с эриохромом черным Т в качестве индикатора до перехода синей окраски в лиловую. Количество трилона Б, израсходованного на растворение сульфата бария, эквивалентно количеству сульфат-ионов во взятом объеме.

- Полиакриламиды. Адсорбционно-фотометрический метод. Метод основан на щелочном гидролизе полиакриламида, адсорбции образующейся полиакриловой кислоты карбонатом кальция с последующим комплексообразованием полиакриловой кислоты с красителем метиленовым голубым, элюировании сорбированного количества красителя водой и измерении оптической плотности водного раствора 630 - 670 Нм.. 50 мл пробы отбирают в мерную колбу вместимостью 50 мл, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, приливают 3,5 мл раствора трилона Б, 1 мл 10% раствора гидрокисида натрия, перемешивают и нагревают в кипящей водяной бане в течение 30 мин. Охлаждают раствор, прибавляют 2 капли раствора индикатора - 2,6-динитрофенола или тропеолина нейтрализуют 0,5 моль/дм раствором серной кислоты до исчезновения желтой окраски 2,6 - динитрофенола или соответственно до появления слегка розовой окраски тропеолина, приливают еще 1 мл 0,5 моль/дмРазмещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

раствора серной кислоты, доводят до метки дистиллированной водой[9, с. 1];

- Полифосфаты. Колориметрический метод основан на гидролизе полифосфатов в кислой среде, при котором они переходят в растворенные ортофосфаты, определяемые колориметрическим методом в виде фосфорномолибденового комплекса, окрашенного в синий цвет. В отдельной пробе определяют ортофосфаты, первоначально бывшие в воде, содержание которых вычитают из результата, полученного при определении полифосфатов[1, с. 4];

- Нитраты. Колориметрический метод с фенолдисульфокислотой. Метод основан на реакции между нитратами и фенолдисульфоновой кислотой с образованием нитропроизводных фенола, которые со щелочами образуют соединения, окрашенные в желтый цвет.

- Подготовка к анализу: приготовление основного стандартного раствора азотнокислого калия, приготовление рабочего стандартного раствора азотнокислого калия, приготовление суспензии гидроокиси алюминия, приготовление фенолдисульфокислоты, приготовление раствора сернокислого серебра, приготовление шкалы стандартных растворов.

Проведение анализа: Определению мешают хлориды в концентрации более 10 мг/л. Их влияние устраняют в ходе анализа добавлением сернокислого серебра. При содержании нитритов более 0,7 мг/л получаются завышенные результаты (обычно в питьевых водах нитриты в этих концентрациях не встречаются). Определению мешает цветность воды (более 20 - 25°). В этом случае к 150 мл исследуемой воды добавляют 3 мл суспензии гидроокиси алюминия, пробу тщательно перемешивают и после отстаивания в течение нескольких минут осадок отфильтровывают, первую порцию фильтрата отбрасывают. Для анализа отбирают 10 или 100млпрозрачной воды или фильтрата (содержание нитратного азота в этом объеме не должно превышать 0,6 мг), добавляют раствор сернокислого серебра в количестве, эквивалентном содержанию хлор иона в исследуемой пробе. Выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха (осадок хлорида серебра отфильтровывают в том случае, когда содержание хлора ^- превышает 15 мг в определяемом объеме). После охлаждения сухого остатка добавляют в чашку 2 мл раствора фенолдисульфоновой кислоты и тотчас растирают стеклянной палочкой до полного смешения с сухим остатком. Добавляют 20 мл дистиллированной воды и около 5 - 6 мл концентрированного раствора аммиака до максимального развития окраски. Окрашенный раствор переносят в колориметрический цилиндр вместимостью 100 или 50 мл и доводят дистиллированной водой до метки. Сравнение окраски исследуемой пробы производят визуальным методом, пользуясь шкалой стандартных растворов, или фотометрическим методом, измеряя оптическую плотность окрашенного раствора исследуемой пробы в тех же условиях, как при построении калибровочной кривой[5, с. 1];

Осаждение из воды карбонатов предотвращается добавлением в ходе анализа соляной кислоты до рН < 2 (контроль по индикаторной бумаге).

Мешающее влияние взвешенных и коллоидных веществ устраняют предварительным фильтрованием пробы. Для удаления окрашенных веществ пробу воды пропускают через колонку с активированным углем. Мешающее влияние катионов устраняют обработкой катионитам. Одновременно анализируют не менее двух параллельных проб воды. Объем отбираемой аликвоты пробы воды - 100 мл.

При предполагаемом содержании сульфат ионов более 250 мг/л аликвота пробы составляет 50 мл или менее и доводится приблизительно до 100 мл дистиллированной водой в колбе, предназначенной для осаждения.

При предполагаемом содержании сульфат ионов менее 50 мг/л берут 200 мл пробы воды, добавляют 3 - 4 капли концентрированной соляной кислоты до значения рН ? 2 (контроль по индикаторной бумаге) и выпаривают в колбе, не доводя до кипения [10, с. 4].

- Хлориды. Определение содержания хлор иона титрованием азотнокислым серебром. Метод основан на осаждении хлор иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево - желтую.

Проведение анализа.

Качественное определение. В колориметрическую пробирку наливают 5 мл воды и добавляют три капли 10% раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлор иона определяют по осадку или мути.

Количественное определение. В зависимости от результатов качественного определения отбирают 100 мл испытуемой воды или меньший ее объем (10-50 мл) и доводят до 100 мл дистиллированной водой. Без разбавления определяются хлориды в концентрации до 100 мг/л. pН титруемой пробы должен быть в пределах 6-10. Если вода мутная, ее фильтруют через беззольный фильтр, промытый горячей водой. Если вода имеет цветность выше 30°, пробу обесцвечивают добавлением гидроокиси алюминия. Для этого к 200 мл пробы добавляют 6 мл суспензии гидроокиси алюминия, а смесь встряхивают до обесцвечивания жидкости. Затем пробу фильтруют через беззольный фильтр. Первые порции фильтрата отбрасывают. Отмеренный объем воды вносят в две конические колбы и прибавляют по 1 мл раствора хромовокислого калия. Одну пробу титруют раствором азотнокислого серебра до появления слабого оранжевого оттенка, вторую пробу используют в качестве контрольной пробы. При значительном содержании хлоридов образуется осадок AgCl, мешающий определению. В этом случае к оттитрованной первой пробе приливают 2-3 капли титрованного раствора NaCl до исчезновения оранжевого оттенка, затем титруют вторую пробу, пользуясь первой, как контрольной пробой [7, с. 1].

1.9 Постаналитический этап лабораторного исследования питьевой воды

Сведения о месте отбора проб и условиях, при которых они были отобраны, указывают на этикетке и прикрепляют к емкости для отбора проб. Допускается кодировать данную информацию при помощи нанесения на емкость для отбора проб несмывающейся краской шифра (кода).

Результаты определений, выполненных на месте, вносят в протокол испытаний, который заполняется и комплектуется на месте отбора пробы.

Результаты отбора проб заносят в акт об отборе, который должен содержать следующую информацию:

- расположение и наименование места отбора проб, с координатами и любой другой информацией о местонахождении;

- дату отбора

- метод отбора

- время отбора

- климатические условия окружающей среды при отборе проб

- температуру воды при отборе пробы (при необходимости)

- метод подготовки к хранению (при необходимости)

- цель исследования воды

- другие данные в зависимости от цели отбора проб

- должность, фамилию и подпись исполнителя

Пробы аномальных материалов должны иметь описание наблюдаемой аномалии [1, с. 12].



2. Анализ результатов лабораторных исследований воды системы централизованного водоснабжения города Первоуральск

2.1 Организация контроля за качеством воды систем централизованного водоснабжения и результаты лабораторных исследований

В 2014 году на территории Свердловской области эксплуатировалось 1335 источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. 44 из которых поверхностные, остальные 1291 - подземные. Поверхностные водоисточники обеспечивают около 2439 тыс. человек (57% населения), подземные источники - более 1583 тыс. человек (37% населения), нецентрализованные источники водоснабжения - более 259 человек (6% населения).

Доброкачественной водой из систем централизованного водоснабжения обеспечены 70,64% населения области (3022696 человек). Условно доброкачественной водой обеспечены 26,36% населения области (1127744 человека). Недоброкачественной водой обеспечены 2,81% населения области (1201108 человек)

На базе Первоуральского филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» были получены результаты лабораторных исследований воды для определения органолептических показателей в период с 2010 по 2014 года, а также получены сведения по количеству отобранных проб воды из источников централизованного водоснабжения в ГО Первоуральск.

На рисунке 1 можно проследить динамику качества питьевой воды ГО Первоуральск в период за 2010 - 2014 г.



Рисунок 1 - Качество воды системы централизованного водоснабжения в г. Первоуральск в период с 2010 по 2014 г.

Вывод: наиболее высокий процент неудовлетворительного качества питьевой воды наблюдается в 2013 году, когда составил 43% от общего количества отобранных проб.

По данным Первоуральского филиала ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» были определены приоритетные загрязнители питьевой воды в городском округе Первоуральск (таблица - 5).

Таблица - 5 Приоритетные загрязнители питьевой воды поверхностных источников водоснабжения. [11, c.123]

Перечень веществ, контролируемых в питьевой воде	Год	Всего проб	Среднегодовая концентрация, мг/дм3	Максимальная концентрация, мг/дм3
Хлороформ	2011	117	0,02	0,13
	2012	144	0,02	0,07
Алюминий	2011	31	0,11	0,74
	2012	13	0,01	0,02
Аммиак и аммоний-ион (по азоту)	2011	20	0,20	0,76
	2012	23	0,16	0,59
Железо (включая хлорное железо) по Fe	2011	785	0,13	1,39
	2012	-	0,11	1,4
Кремний (по Si)	2011	38	6,93	14,4
	2012	80	6,0	11,7
Марганец (по Mn)	2009	412	0,05123	0,71
	2010	262	0,05	1,3
	2011	41	0,0024	0,033
	2012	43	0,0016	0,0036
Нитраты (по NO3)	2011	259	8,25023	53,0
	2012	262	6,75	52,9
Нитриты (по NO2)	2011	34	0,0058	0,068
	2012	20	0,013	0,22
Сульфаты (по SO4)	2011	88	48,4335	561,6
	2012	121	57,29	825,1
Хлориды (по Сl)	2011	114	24,0216	95,1
	2012	126	30,086	354,1

Бурное развитие промышленности приводит к тому, что вода может содержать любые химические вещества, в том числе и очень опасные для здоровья. Химический состав питьевой воды в большей мере влияет на сердечную мышцу, тем самым вызывая различные болезни сердца.

Согласно данным ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» за 2014 год, большинство заболеваний вызвано недоброкачественной водой.

Экспертами ВОЗ установлено, что 80% всех болезней в мире связаны с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Распространенность инфекционных заболеваний, передающихся через воду, несмотря на принимаемые меры, во всем мире чрезвычайно высока. Так, число людей, страдающих малярией, составляет 800 млн., трахомой - 500 млн., шистосомозом - 200 млн., гастроэнтеритами - 400 млн. При этом ежегодно от гастроэнтеритов умирают 4 млн. детей и 18 млн. взрослых. [15, с. 2]

Согласно федеральным статистическим наблюдениям, проводимым Первоуральским филиалом ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» в 2013 году, на соответствие санитарно-гигиеническим и микробиологическим показателям, было отобрано 1690 проб для определения санитарно-гигиенических показателей и 1589 проб для определения микробиологических показателей (рисунок - 3)

Рисунок - 2 Качество воды на соответствие санитарно-гигиеническим и микробиологическим показателям за 2011-2013 г.

Вывод: в 2013 году наблюдается рост неудовлетворительных проб воды по санитарно-гигиеническим и микробиологическим показателям системы централизованного водоснабжения.