Спосіб комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання

Реферат: Спосіб комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання, при якому виконують відбір проб води, визначають вид та концентрацію хімічних речовин, які містяться в питній воді, та здійснюють оцінку їх відносно гранично допустимої концентрації за санітарно-токсикологічними і органолептичними показниками. Проводять розрахунок інтегральних показників хімічного забруднення питної води . за трьома показниками: показник сумарного хімічного забруднення питної води Ксум розраховують за допомогою формули С1 С2 Сn , показник фізіологічної повноцінності питної води Ккор. визначають К сум.    ГДК1 ГДК2 ГДКn за формулою СF СCa СNa Ссух. залишок , комплексний показник сумарного хімічного К кор.     12 , 0 200 1000 забруднення питної води розраховують за формулою Квода  Ксум  Ккор. . Визначають ступінь . напруження санітарно-гігієнічної ситуації та ступінь екологічного неблагополуччя, за значеннями кратності перевищення показника сумарного хімічного забруднення питної води Квода . Проводять якісну оцінку за критеріями "відносно задовільна", "незадовільна", "напружена", "критична", "кризова". UA 118641 U (12) UA 118641 U UA 118641 U 5 10 15 20 Спосіб комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання Корисна модель належить до галузі медицини, зокрема до гігієни та професійної патології, і може бути використаною в соціальній медицині та організації охорони здоров'я, роботі центрів громадського здоров'я, лабораторій гігієни водопостачання та охорони водоймищ. Незважаючи на численні дослідження з оцінки хімічного забруднення питної води, на сьогодні не надано комплексної гігієнічної оцінки стану питної води за інтегральними показниками сумарного хімічного забруднення та якісної оцінки ступеня напруження екологогігієнічної ситуації в умовах сільської місцевості, що зумовило актуальність даного дослідження. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити існуючі способи комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що спочатку проводять відбір проб води, далі визначають вид та концентрацію хімічних речовин, які містяться в питній воді, визначення фтору фотометричним методом, кальцію - методом атомно-абсорбційної спектрометрії, натрію полум'яно-фотометричним методом, сухого залишку - ваговим методом та здійснюють оцінку їх відносно гранично допустимої концентрації за санітарно-токсикологічними і органолептичними показниками, далі проводять розрахунок інтегральних показників хімічного забруднення питної води за трьома показниками Ксум Ккор., Квода . Показник сумарного хімічного забруднення ., питної води Ксум розраховують за допомогою формули . Ксум  . 25 С1 С2 Сn ,   ГДК1 ГДК2 ГДКn (1) де C - фактичні концентрації усіх хімічних речовин, які регламентуються у питній воді за токсикологічним та органолептичними показниками шкідливості, тобто: С1 - фактична концентрація першої хімічної речовини, С2 - фактична концентрація другої хімічної речовини, Сn - фактична концентрація n - хімічної речовини, ГДК1 - гранично допустима концентрація першої хімічної речовини, ГДК2 - гранично допустима концентрація другої хімічної речовини, ГДКn - гранично допустима концентрація n - хімічної речовини, показник фізіологічної повноцінності питної води Ккор. визначають за формулою 30 К кор.  35 40 45 СF СCa СNa Ссух. залишок , (2)    12 , 0 200 1000 де СF - фактична концентрація фтору в питній воді, 1,2 (мг/л) - регламентоване, оптимальне значення вмісту фтору в питній воді, СCa - фактична концентрація кальцію в питній воді; 0 (мг/л) - регламентований вміст кальцію в питній воді, СNa - фактична концентрація натрію в питній воді, 200 (мг/л) - регламентований вміст натрію в питній воді; Ссух. залишок фактична концентрація сухого залишку в питній воді, 1000 (мг/л) - регламентований вміст сухого залишку в питній воді, комплексний показник сумарного хімічного забруднення питної води розраховують за формулою Квода  Ксум  Ккор. , (3), де Ксум - комплексний показник . . сумарного хімічного забруднення питної води, який враховує хімічні речовини, регламентовані за токсикологічним або органолептичним показниками шкідливості за формулою (1), Ккор. комплексний показник фізіологічної повноцінності питної води, який враховує вміст у воді фтору, кальцію, натрію та сухого залишку за формулою (2). Далі визначають ступінь напруження санітарно-гігієнічної ситуації та ступінь екологічного неблагополуччя, за значеннями кратності перевищення показника сумарного хімічного забруднення питної води Квода , та проводять якісну оцінку за критеріями "відносно задовільна", "незадовільна", "напружена", "критична", "кризова". Дані наведені в (табл. 1). 1 UA 118641 U Таблиця 1 Критерії ступеню напруження еколого-гігієнічної ситуації у сельбищних територіях, у зв'язку з хімічним забрудненням джерел питного водопостачання Ступінь напруження санітарногігієнічної ситуації Ступінь екологічного неблагополуччя 1 2 1. Відносно задовільна 2. Незадовільна 20 25 30 35 3. Критична 5. Кризова 15 2. Напружена 4. Критична 10 2. Напружена 3. Напружена 5 1. Відносно задовільна 3. Критична Кратність перевищення показника сумарного хімічного забруднення питної води (Квода) 3 Поодинокі випадки перевищення показника К вода Перевищення показника К вода в 1,5-2 рази Перевищення показника К вода в 2,1-2,5 рази Перевищення показника К вода в 2,6-3 рази Перевищення показника К вода більше ніж у 3 рази Проби питної води для визначення фтору, кальцію, натрію, сухого залишку відбираються у хімічно-чистий, скляний лабораторний посуд, який повинен бути попередньо простерилізований (автоклав, сухожарова шафа, кип'ятіння). Перед відбором проб водорозбірний кран попередньо опалюють спиртовим факелом (фламбують). Потім спускають воду при повністю відкритому крані протягом 10 хвилин. Лабораторну тару 2-3 рази ополіскують питною водою, що відбирається. Обсяги проби не повинні перевищувати 3/4 об'єму посуду. 3 Фтор у питній воді визначають фотометричним методом. В мірну колбу місткістю 50 см 3 3 додають 25 см досліджуваної питної води (якщо масова концентрація фтору більше 1,0 мг/дм , 3 3 то для аналізу беруть 10 см води), додають послідовно 6,5 см розчину алізарінкомплексону, 3 1,5 см ацетатного буферного розчину, 5,0 см розчину лантану і доводять об'єм до позначки дистильованою водою. Суміш ретельно перемішують, витримують 1 годину в темному місці, далі вимірюють оптичну щільність відносно нульового розчину (дистильованої води). За 3 калібрувальним графіком знаходять масову концентрацію фтору в питній воді в мг/дм . Кальцій у питній воді визначають методом атомно-абсорбційної спектрометрії. В мірні колби 3 3 місткістю 100 см вносять по 10 см розчину хлориду лантану, якщо використовують повітряно3 ацетиленове полум'я, або 10 см розчину хлориду цезію, якщо використовують полум'я закис 3 азоту-ацетилен, потім додають аліквоту проби води (як правило не більше 10 см ) і доводять до мітки розчином соляної кислоти. Якщо виміряний вміст кальцію в досліджуваній пробі води вище максимальних значень, встановлених при градуюванні спектрометра, то для визначення використовують зменшений об'єм аналізованої проби. Відповідно до інструкції з експлуатації спектрометра в нього вводять аналізований розчин для визначення кальцію, підготовлений заздалегідь, а в проміжках між досліджуваним розчином вводять розчин соляної кислоти. Визначають поглинання кальцію при аналітичній довжині хвилі. Для приготування основного 3 3 розчину кальцію з масовою концентрацією кальцію 20 мг/дм у мірну колбу місткістю 1000 см 3 3 піпеткою вносять 20,0 см водного розчину кальцію з масовою концентрацією 1 г/дм та доводять до мітки розчином соляної кислоти. Допускається готувати основний розчин кальцію з іншими значеннями концентрацій іонів кальцію, які найбільшою мірою відбивають склад аналізованих вод. Термін зберігання розчину - не більше 2 місяців. Для приготування 3 3 градуювальних розчинів кальцію в сім мірних колб місткістю 100 см додають 10 см розчину 3 хлориду лантану, якщо використовують повітряно-ацетиленове полум'я, або 10 см розчину хлориду цезію, якщо використовують полум'я закис азоту-ацетилен; потім в шість мірних колб додають необхідний обсяг основного розчину кальцію (табл. 2), в сьому колбу його не додають (холостий розчин). Доводять вміст всіх семи колб до мітки розчином соляної кислоти. Термін зберігання розчину - не більше 1 місяця. 2 UA 118641 U Таблиця 2 Приклади одержуваних концентрацій градуювальних розчинів кальцію Масова концентрація, мг/дм 10 15 20 30 35 40 45 3 75 15 Натрій у питній воді визначають полум'яно-фотометричним методом. Метод оснований на здатності збуджених іонів натрію випускати характерне випромінювання, інтенсивність якого 3 пропорційна вмісту іонів натрію. Метод дозволяє визначати без розведення від 1 до 100 мг/дм іонів натрію. Приготування робочого стандартного розчину хлористого натрію: у мірну колбу 3 3 місткістю 1000 см вносять 100 см основного стандартного розчину хлористого натрію і об'єм розчину доводять дистильованою водою до мітки. Підготовка проби: аналізовану питну воду фільтрують і розбавляють дистильованою водою так, щоб масова концентрація іонів натрію в 3 підготовленій пробі була від 1 до 100 мг/дм . Для аналізу готують не менше двох розведень. Проведення аналізу: вимірювання проводять на полум'яному фотометрі в полум'ї пропан-бутанповітря. Для іонів натрію характерна спектральна лінія з довжиною хвилі 589 нм. Сухий залишок у питній воді визначають ваговим методом. Величина сухого залишку характеризує загальний вміст розчинених у воді нелетких мінеральних і частково органічних 3 сполук. Об'єм проби води для визначення сухого залишку повинен бути не менше 300 см . Визначення сухого залишку без додавання соди (проводиться в день відбору проби). 250-500 3 см профільтрованої води випарюють у попередньо висушеній до постійної маси порцеляновій чашці. Випарювання ведуть на водяній бані з дистильованою водою. Потім чашку з сухим залишком поміщають в термостат при 110 °C і сушать до постійної маси. Сухий залишок (X), 3 мг/дм , обчислюють за формулою: X 25 Об'єм основного розчину кальцію, см 5 10 15 25 50 1,0 2,0 3,0 5,0 10 0 0 Іонів кальцію 5 3 m  m1  1000 , V де m - маса чашки з сухим залишком, мг; m1 - маса порожньої чашки, мг; 3 V - об'єм води, взятий для визначення, см . Даний метод визначення сухого залишку дає дещо завищені результати внаслідок гідролізу і гігроскопічності хлоридів магнію і кальцію і важкої віддачі кристалізаційної води сульфатами кальцію і магнію. Ці недоліки усуваються додаванням до випарюваної воді хімічно чистого карбонату натрію. При цьому хлориди, сульфати кальцію і магнію переходять в безводні карбонати, а з натрієвих солей лише сульфат натрію має кристалізаційну воду, але вона повністю видаляється висушуванням сухого залишку при 150-180 °C. До даного рішення автори дійшли провівши комплексну гігієнічну оцінку хімічного забруднення джерел питного водопостачання в сільських таксонах Дніпропетровської області за трьома інтегральними показниками: показником сумарного забруднення хімічними речовинами (Fe, Mg, Mn, Cu, As, Zn, аміаком, нітритами, нітратами, сульфатами, хлоридами); інтегральним показником фізіологічної повноцінності води (за вмістом F, Са, сухого залишку) та сумарним показником забруднення питної води. Приклад 1. Кожний тип сільських таксонів Дніпропетровської області отримав 6 рангових місць за числом облікованих показників. Отримані в результаті ранжирування в кожному сільському таксоні рангові бали складались, сума цих балів утворила середні рангові показники, окремо для централізованих і децентралізованих джерел питного водопостачання. Визначено, що найбільше сумарне хімічне забруднення серед централізованих джерел питного водопостачання спостерігається в 1, 2 та 4 сільських таксонах, тоді як найменше - в 3, 5 та 6 таксонах Дніпропетровської області. Подібні дослідження були проведені серед децентралізованих джерел питного водопостачання та дозволили виявити найбільш забруднені: 2, 3 та 4 сільські таксони, тоді як найменш забрудненими виявилися: 1, 5 та 6 таксони (табл. 3). 3 UA 118641 U Таблиця 3 Комплексна оцінка хімічного забруднення питної води з централізованих та децентралізованих джерел водопостачання Таксон 1 2 3 4 5 6 10 15 11,20 24,08 82,41 48,42 115,99 24,58 1 2 3 4 5 6 5 Ксум . 10,53 6,37 33,0 67,29 114,77 61,33 30 35 Ранг Середній ранг 1 2 5 4 6 3 3 2,6 4,3 3,3 4 3,6 2 1 3 5 6 4 4 3 2,6 3,3 4,3 3,6 Якісна характеристика ступеня напруження еколого-гігієнічної ситуації свідчить, що в усіх сільських таксонах Дніпропетровської області, за величиною сумарного показника забруднення питної води К вода , ступінь напруження санітарно-гігієнічної ситуації характеризується як "кризовий"; ступінь екологічного неблагополуччя - "критичний", оскільки кратність перевищення показника К вода  3 . Заявлений спосіб комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання дозволяє оцінювати не тільки кількісні показники якості питної води та їх відповідність вимогам чинних документів ДСанПіН 2.2.4-171-10 [1], але й проводити комплексну оцінку хімічного забруднення та визначати ступінь напруження екологогігієнічної ситуації в окремих сільських таксонах, залежно від виду системи питного водопостачання. Джерело інформації: 1. Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною: Державні санітарні норми та правила [Електронний ресурс]: ДСанПіН 2.2.4-171-10; затв. наказом МОЗ від 12.05.2010 р. № 400; Зареєстровано в Міністерстві юстиції України 1 липня 2010 р. за № 452/17747. - Режим доступу: http://normativ.ua/types/tdoc 19074.php. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Ранг Ранг Ккор. К води Централізовані джерела водопостачання 6 1,48 2 12,68 5 0,93 1 25,01 2 12,38 6 94,79 3 1,85 3 50,27 1 8,95 5 124,94 4 2,33 4 26,91 Децентралізовані джерела водопостачання 5 2,47 5 13,0 6 1,75 2 8,12 4 1,41 1 34,41 2 2,35 3 69,64 1 2,70 6 117,47 3 2,43 4 63,76 Спосіб комплексної оцінки хімічного забруднення питної води з централізованих і децентралізованих джерел водопостачання, який полягає у проведенні ряду стандартних процедур, а саме першим етапом виконують відбір проб води, далі шляхом лабораторних досліджень визначають вид та концентрацію хімічних речовин, які містяться в питній воді, та здійснюють оцінку їх відносно гранично допустимої концентрації за санітарно-токсикологічними і органолептичними показниками, далі проводять розрахунок інтегральних показників хімічного забруднення питної води за трьома показниками: показник сумарного хімічного забруднення . питної води Ксум розраховують за допомогою формули: С1 С2 Сn , де С - фактичні концентрації усіх хімічних речовин, які   ГДК1 ГДК2 ГДКn регламентуються у питній воді за токсикологічним та органолептичними показниками шкідливості, тобто С1 - фактична концентрація першої хімічної речовини; С2 - фактична концентрація другої хімічної речовини, Сn - фактична концентрація n - хімічної речовини, ГДК1 - гранично допустима концентрація першої хімічної речовини, ГДК2 - гранично допустима концентрація другої хімічної речовини, ГДКn - гранично допустима концентрація n - хімічної речовини, показник фізіологічної повноцінності питної води Ккор. визначають за формулою: К сум.  4 UA 118641 U СF СCa СNa Ссух. залишок , де СF - фактична концентрація фтору в питній воді,    12 , 0 200 1000 СCa - фактична концентрація кальцію в питній воді, СNa - фактична концентрація натрію в питній воді, Ссух. залишок - фактична концентрація сухого залишку в питній воді, 1,2 (мг/л) оптимальне, регламентоване значення вмісту фтору в питній воді, 0 (мг/л) - регламентований вміст кальцію в питній воді, 200 (мг/л) - регламентований вміст натрію в питній воді, 1000 (мг/л) регламентований вміст сухого залишку в питній воді, комплексний показник сумарного хімічного забруднення питної води розраховують за формулою Квода  Ксум. Ккор., де Ксум . комплексний показник сумарного хімічного забруднення питної води, який враховує хімічні речовини, регламентовані за токсикологічним або органолептичним показниками шкідливості, Ккор. - комплексний показник фізіологічної повноцінності питної води, який враховує вміст у воді фтору, кальцію, натрію та сухого залишку, далі визначають ступінь напруження санітарногігієнічної ситуації та ступінь екологічного неблагополуччя, за значеннями кратності перевищення показника сумарного хімічного забруднення питної води Квода , та проводять якісну оцінку за критеріями "відносно задовільна", "незадовільна", "напружена", "критична", "кризова". К кор.  5 10 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5