Спосіб визначення вмісту хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді

Реферат: Спосіб визначення вмісту хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді базується на хімічному аналізі проби води, при якому інструментально визначають фактичні рівні перманганатної окиснюваності та забарвленості у воді вододжерела і, приймаючи до уваги річний тренд, визначають рівень хлороформу воді за формулою: Y=І+З·а+ПО·в+Рік·с, 3 де: Y - вміст хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді, мкг/дм ; З - забарвленість у воді вододжерела, град; 3 ПО - перманганатна окиснюваність води вододжерела, мг/дм ; Рік - річний тренд (дві останні цифри поточного року); 3 3 І, а, в, с - коефіцієнти регресії, зокрема, І=78,17 мкг/дм ; а=0,706 мкг/дм /град; в=-4,04 3 3 3 мкг/дм /мг/дм ; с=2,311 мкг/дм . UA 112509 U (12) UA 112509 U UA 112509 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до медицини, зокрема до досліджень та аналізу матеріалів особливими способами, переважно гігієнічними, та може бути використана в гігієні. Теоретичне та практичне значення має визначення ризику розвитку порушень в стані здоров'я населення під впливом забруднюючих речовин, що містяться в об'єктах довкілля, зокрема у воді питній. В екологічно несприятливих регіонах з великим рівнем техногенного навантаження підвищується значущість аліментарного шляху (з питною водою та продуктами харчування) надходження ксенобіотиків - хімічних речовин, здатних заподіяти шкоду здоров'ю людей або навколишньому середовищу. Понад 80 % населення України забезпечується питною водою за рахунок поверхневих водозаборів, для знезараження води яких, як правило, застосовується скраплений хлор. При застосуванні такого методу знезараження внаслідок взаємодії органічних речовин з хлором утворюються хлорорганічні сполуки (ХОС), серед яких переважають тригалометани (ТГМ), а серед останніх 60-90 % вмісту становить хлороформ. З січня 2015 року в Україні діє гігієнічний норматив хлороформу у водопровідній воді та обґрунтована обов'язкова програма щоденного контролю за вмістом хлороформу при хлоруванні води, тому виникла необхідність пошуку нетрудовмісних, економічно доступних для водопроводів методів визначення хлороформу у хлорованій питній воді. Найбільш близьким є спосіб визначення вмісту хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді [Газохроматографічне визначення тригалогенметанів (хлороформу) у воді: метод. вказівки № 0052-98 (№ 2 від 01.02.1999 p.). - К.: МОЗ України, 1999. - 9 с.], що базується на хімічному аналізі проби води, зокрема методом газової хроматографії за допомогою сучасного високоточного газового хроматографа. Пробу води поміщають до термостату в герметично замкнутому просторі і аналізують газову фазу газохроматографічним методом з використанням детектора електронного захоплення. Недоліком способу є необхідність застосування спеціального приладу - газового хроматографа та іншого обладнання, яке відсутнє на переважній більшості виробничих лабораторій водоочисних споруд, тому є економічно недоступним та трудовмісним для переважної більшості водопроводів України, що не дозволяє його широко використовувати з метою оцінки та прогнозування безпечності питної води за вмістом хлороформу. В основу корисної моделі поставлена задача підвищити достовірність та оперативність способу визначення вмісту хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді шляхом регресійного аналізу окремих показників якості води, які пов'язані з вмістом хлороформу у воді вододжерела. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення вмісту хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді, що базується на хімічному аналізі проби води, відповідно корисної моделі, інструментально визначають фактичні рівні перманганатної окиснюваності та забарвленості у воді вододжерела і, приймаючи до уваги річний тренд, визначають рівень хлороформу воді за формулою: Y=І+З·а+ПО·в+Рік·с, 40 45 50 55 60 3 де: Y - вміст хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді, мкг/дм ; З - забарвленість у воді вододжерела, град; 3 ПО - перманганатна окиснюваність води вододжерела, мг/дм ; Рік - річний тренд (дві останні цифри поточного року); 3 3 І, а, в, с - коефіцієнти регресії, зокрема, І=78,17 мкг/дм ; а=0,706мкг/дм /град; в=-4,04 3 3 3 мкг/дм ·мг/дм ; с=2,311 мкг/дм . Наявність хлорорганічних сполук у питній воді, насамперед, хлороформу, пов'язана із присутністю природних органічних сполук - гумінових і фульвокислот. Останні визначають рівень забарвленості та в значній мірі її пермангантної окиснюваності. Тому вміст хлороформу безпосередньо залежить від величин забарвленості та перманганатної окиснюваності інтегрального показника органічного забруднення води [Прокопов В.О. Хлорорганічні сполуки у питній воді: фактори та умови їх утворення / В.О.Прокопов, Г.В. Чичковська, В.О. Зоріна // Довкілля та здоров'я. - 2004. - № 2 (29). - С. 70-73]. На підставі результатів проведеного регресійного аналізу запропонована багатофакторна модель для непрямого визначення вмісту хлороформу у хлорованій питній воді. За результатами кореляційно-регресійного аналізу масиву фактичних показників органічного забруднення води із р. Дніпро на водозаборі КП "Аульський водовід" (забарвленість, перманганатна окиснюваність) і вмісту хлороформу у хлорованій питній воді, виміряного за допомогою спеціального обладнання, в динаміці за 2002-2015 pp. (загальна кількість спостережень 158), встановлено наявність прямого кореляційного зв'язку між концентрацією 1 UA 112509 U 5 хлороформу у питній воді і показниками забарвленості, та окиснюваності. Крім цього встановлена тенденція до щорічного збільшення рівня забарвленості та перманганатної окиснюваності води, що свідчить про наявність інших неврахованих факторів або річного тренда у змінах цих показників. Обробка отриманих даних проводилась з використанням пакету програм Statistica v6.1 (Statsoft Inc., США), ліцензійний номер AJAR909E415822FA. З урахуванням виявлених кореляційних зв'язків, була опрацьована багатофакторна регресійна модель для непрямого визначення вмісту хлороформу у хлорованій питній воді за фактичними показниками органічного забруднення води із вододжерела (забарвленість, перманганатна окиснюваність), скорегованих на величину річного тренда: 10 Y=І+З·а+ПО·в+Рік·с, 3 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 де: Y - вміст хлороформу у питній хлорованій водопровідній воді, мкг/дм ; З - забарвленість у воді вододжерела, град; 3 ПО - перманганатна окиснюваність води вододжерела, мг/дм ; Рік - річний тренд (дві останні цифри року здійснення розрахунків); І, а, в, с - коефіцієнти регресії, розраховані за допомогою методу найменших квадратів. 3 Коефіцієнт 1=78,17 мкг/дм характеризує постійну величину вмісту хлороформу у питній 3 3 3 воді; коефіцієнти а=0,706 мкг/дм /град і в=-4,04 мкг/дм /·мг/дм показують на скільки одиниць 3 зміниться вміст хлороформу (мкг/дм ) при відповідній зміні показника забарвленості води 3 3 вододжерела на 1 град, і показника окиснюваності води на 1 мг/дм . Коефіцієнт с=2,311 мкг/дм , помножений на дві останні цифри року здійснення розрахунків, показує зміни вмісту хлороформу під впливом інших неврахованих факторів. Перевагою запропонованої корисної моделі є економічна доступність та точність визначення хлорофорому у хлорованій питній воді без проведення додаткових хімічних досліджень, що дозволяє його широко використовувати на водопроводах з метою оцінки та прогнозування безпечності питної води. Результати проведених досліджень свідчать, що чим вище величина перманганатної окиснюваності та забарвленості у воді вододжерела господарчо-питного водопостачання, тим достовірно (р