Методика определения общей жесткости воды.

ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России

Кафедра гигиены и экологии

П.В.Васильев, В.А.Синода

Учебно-методическое пособие для студентов по разделу « Гигиена воды и водоснабжения населённых мест»

Название дисциплины (модуля): Гигиена воды и водоснабжения населённых мест.

Направление подготовки (специальность): Лечебное дело (31.05.01), Педиатрия (31.05.02), Стоматология (31.05.03)

В.А.Синода - зав. кафедрой гигиены и экологии, к.м.н., доцент, П.В.Васильев - к.м.н., доцент кафедры, О.В.Баранова - ст. преподаватель кафедры, Е.В.Алеева - ст. преподаватель кафедры, Н.Ю.Ромашевская - ст. преподаватель кафедры, А.В.Смирнов – ассистент кафедры.

Подписано в печать «__»_______2016г. Формат ____ Уч.-изд. Л.

Тираж ___ экз. Заказ № ___

Отпечатано:

УДК

ББК

ДХХ

Под общей редакцией В.А.Синоды – кандидата мед. наук, доцента, заведующего кафедрой гигиены и экологии ГБОУ ВПО Тверской ГМУ Минздрава России,

Рецензенты:

Заведующий кафедрой общественного здоровья и здравоохранения с курсами истории медицины и медицинской информатики, доктор медицинских наук, профессор В.Л. Красненков

Доктор медицинских наук, профессор кафедры факультетской терапии Д.А. Миллер

Учебно-методическое пособие одобрено на заседании ЦКМС ТГМУ «__»_________20__г., протокол №___ .

ДХХ Васильев П.В.

«Гигиена воды и водоснабжения населённых мест» учебно-методическое пособие для студентов 2 курса лечебного, педиатрического, стоматологического и международного факультета медицинского образования / П.В.Васильев, В.А.Синода; под общ. Ред. В.А.Синоды. – Тверь, 2015 – 51с.

В учебно-методическом пособии представлены материалы для самоподготовки, включающие современные данные о значении воды в жизни человека, правила выбора источника водоснабжения населённых мест, нормативах качества питьевой воды централизованного и нецентрализованного водоснабжения, профилактике алиментарных и инфекционных заболеваний, передающихся через воду, а также основные методы исследования качества воды. Пособие содержит учебные элементы, таблицы, ситуационные задачи и задания в тестовой форме для самоподготовки студентов по теме «Гигиена воды и водоснабжения населённых мест».

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов 2 курса лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов медицинского образования.

Синода Виталий Александрович – кандидат мед. наук, доцент, заведующий кафедрой гигиены и экологии ГБОУ ВПО Тверской ГМУ Минздрава России.

Васильев Пётр Васильевич – кандидат медицинских наук, доцент кафедры гигиены и экологии ГБОУ ВПО Тверской ГМУ Минздрава России.

УДК

ББК

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие……………………………………………………..

III. Введение…………………………………………………………

II. Цель изучения учебно-методического пособия…....

III. Перечень учебных элементов по теме «Гигиена воды и водоснабжения населённых мест». …………………………….

IV. Теоретические материалы для самоподготовки

1. Химический состав воды. Определение хлоридов, сульфатов, общей жесткости воды. ГОСТ 2761 – 84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».

2. Гигиеническая оценка качества питьевой воды. СанПиН 2.1.4.1074 – 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» Органолептическое и бактериологическое исследование воды.

3. Источники местного нецентрализованного водоснабжения. Аммонийные соли, нитраты, нитриты, окисляемость воды и их определение. СанПиН 2.1.4.1075 – 02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»

4 .Рубежный контроль по разделу «Гигиена воды и водоснабжения населённых мест»

V. Дидактические материалы для самоподготовки

1. Задания в тестовой форме 1-го уровня сложности

2. Задания в тестовой форме 2-го уровня сложности

3. Ситуационные задачи

VI. Заключение

VII. Библиографический список

Предисловие

Вода является одним из самых важных элементов окружающей среды для человека. Без воды жизнь не мыслима. Вода составляет 60-70% массы тела человека: зубная эмаль – 0,2 %, кости – 22%, белое вещество мозга, печень – 70%, мышца сердца – 79 %, стекловидное тело – 99%, составная часть крови, секретов и экскретов

Потеря 20-22% жидкости приводит к смерти, Без пищи человек может прожить более месяца, без воды – несколько дней. Вода регулирует климат планеты, обеспечивает хозяйственную деятельность, входит в состав всех живых организмов, населяющих землю, растений.

III. Введение

Знания гигиенической значимости воды, показателей её качества, принципов водоподготовки и гигиенического контроля позволит врачу в своей практике выработать и реализовать превентивные мероприятия среди населения меры, направленные на укрепление общего состояния здоровья населения, повышение работоспособности и устойчивости организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе предупреждение развития заболеваний, связанных с употреблением недоброкачественной питьевой воды.

II. Цель изучения учебно-методического пособия

Приобретение студентами теоретических навыков контроля за выбором источника водоснабжения, качеством питьевой воды и практических навыков исследования воды по ряду нормируемых показателей с подготовкой заключения о соответствии исследованной пробы воды установленным нормативным показателям.

III. Перечень учебных элементов по теме «Гигиена воды и водоснабжения населённых мест»

Значение воды	Физиологическое Гигиеническое Эпидемиологическое Народно-хозяйственное
Нормативные документы показателей качества воды	ГОСТ 2761 – 84 СанПиН 2.1.4.1074 – 01 СанПиН 2.1.4.1075 – 02
Источник централизованного водоснабжения	Выбор источника водоснабжения, качество воды в источнике.
Химический состав воды	Определение хлоридов, сульфатов, общей жесткости воды
Качество питьевой воды централизованного водоснабжения	Запах, цветность, мутность, вкус и привкус, прозрачность, способы очистки воды
Качество питьевой воды децентрализованного водоснабжения	Коагуляция, хлорирование

IV. Теоретические материалы для самоподготовки

Организм человека состоит на 63% из воды. Ежедневно он выделяет при работе средней тяжести около 3-х литров воды через кожу, легкие, почки. Для поддержания нормального состава тела и его функций необходимо ежедневно принимать такое же количество воды с учетом воды, содержащейся в пищевых продуктах. Физиологическое значение воды заключается в том, что она является универсальным растворителем питательных веществ, необходимых для процессов ассимиляции и диссимиляции в организме и, наконец, для регулирования температуры тела и удаления в растворенном в воде виде конечных продуктов обмена из организма. В санитарно-гигиеническом отношении вода необходима для поддержания чистоты тела, приготовления пищи, для целей физического воспитания (закаливание, плавание), для поливки улиц, уборки жилищ и т.д.

Согласно санитарным правилам и нормам «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.1074-01), введенным с 26 сентября 2001 г., питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Для подготовки воды питьевого качества для населения осуществляется выбор источников водоснабжения в соответствии с требованиями ГОСТ 2761 – 84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора». Источники водоснабжения могут быть открытыми (реки, озёра, водохранилища …) и закрытые (артезианские воды). По показателям качества вода в источниках водоснабжения зачастую не соответствует по качеству воде питьевой. Поэтому применяются различные способы очистки воды и применяют различные методы санитарной охраны водоисточников, которые определены требованиями ГОСТ 2761 – 84.

Вода с большим содержанием солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой. Термин «жёсткая» по отношению к воде исторически сложился из-за свойств тканей после их стирки с использованием мыла на основе жирных кислот — ткань, постиранная в жёсткой воде, более жёсткая на ощупь. Этот феномен объясняется, с одной стороны, сорбцией тканью кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки на макроуровне. С другой стороны, волокна ткани обладают ионообменными свойствами, и, как следствие, свойством сорбировать многовалентные катионы — на молекулярном уровне. Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния Са(НСО₃)₂; Mg(НСО₃)₂, и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂).

Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. В то же время, использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как, в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус природной питьевой воды, например, воды родников, обусловлен именно присутствием солей жёсткости.

Жёсткость природных вод может варьироваться в довольно широких пределах и в течение года непостоянна. Увеличивается жёсткость из-за испарения воды, уменьшается в сезон дождей, а также в период таяния снега и льда.

Методы устранения:

Термоумягчение. Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O.

Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту.

Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду кальцинированной соды Na₂CO₃ или гашёной извести Ca(OH)₂. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок. Например, добавление гашёной извести приводит к переводу солей кальция в нерастворимый карбонат:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

Лучшим реагентом для устранения общей жесткости воды является ортофосфат натрия Na₃PO₄, входящий в состав большинства препаратов бытового и промышленного назначения:

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6NaHCO₃

3MgSO₄ + 2Na₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂↓ + 3Na₂SO₄

Ортофосфаты кальция и магния очень плохо растворимы в воде, поэтому легко отделяются механическим фильтрованием. Этот метод оправдан при относительно больших расходах воды, поскольку связан с решением ряда специфических проблем: фильтрации осадка, точной дозировки реагента.

Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдаёт ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 °Ж, при двухступенчатом — до 0,01 °Ж. В промышленности с помощью ионообменных фильтров заменяют ионы кальция и магния на ионы натрия и калия, получая мягкую воду.

Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %.

Различают нанофильтрацию (условный диаметр отверстий мембраны равен единицам нанометров) и пикофильтрацию (условный диаметр отверстий мембраны равен единицам пикометров).

В качестве недостатков данного метода следует отметить:

- необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану;

- относительно высокая стоимость 1 л получаемой воды (дорогое оборудование, дорогие мембраны);

- низкую минерализацию получаемой воды (особенно при пикофильтрации). Вода становится практическидистиллированной.

Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.

Полностью очистить воду от солей жёсткости можно дистилляцией.

Постоянное употребление жесткой воды может вызвать нарушение минерального баланса организма (например, моче — или почечнокаменную болезнь) Использование жесткой воды для питания и купания новорожденных увеличивает риск атопического дерматита и/или экземы у детей. Средний возраст первых симптомов — 3 мес. Причем появление экземы запускает механизм развития аутоаллергии по цепочке «атопический марш»: от экземы к пищевой аллергии и астме.

Жесткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах на 1 литр воды или в условных градусах жесткости.

1 мг-экв соответствует 28 мг CaO( окиси кальция )

1⁰ жесткости соответствует 10 мг CaO

Таким образом 1 мг-экв 2,8

Методика определения общей жесткости воды.

В коническую колбу емкостью 200 мл наливают 50,0 мл испытуемой воды, 2 мл аммиачного буферного раствора, 4 капли индикатора ( хром-темно-синий). Смесь титрует из бюретки ( медленно при интенсивном помешивании ) 0,05 раствором трилона Б до перехода окраски из винно-красной через фиолетовую в синюю.

Общую жесткость определяют по формуле : где

a - количество израсходованного раствора трилона Б

N - нормальность раствора

V - объем воды, взятый для исследования

Таким образом: т.е. Xa мг-экв/литр

Т.е. количество израсходованноготрилона соответствует общей жесткости в мг-экв/л

Для пересчета жесткости в условные градусы надо умножить ее в мг-экв на коэффициент 2,8

Определение хлоридов

Соли хлористо-водородной(соляной) кислоты могут наблюдаться в воде в местах с солончаковой почвой. Вместе с тем хлориды могут служить и одним из показателей загрязнения воды сточными водами (хозяйственно-фекальными). Хлористые соли придают воде соленый вкус.

Качественная реакция

Хлориды определяются посредством осаждения их азотно-кислым серебром с образованием осадка нерастворимого в азотной кислоте.

NaCl + AgNO₃ ->NaNO₃ + AgCl

Для определения наливают 1/3 пробирки испытуемой воды, подкисляют 2-3 каплями азотной кислоты и прибавляют несколько капель 10% азотнокислого серебра. В зависимости от содержания хлоридов раствор мутнеет или в нем образуется творожистый осадок.

Количественное определение.

Посуда: 1. Колба на 50-100 мл

2. Пипетка или бюретка ( 1 мл - 25 капель )

Реактивы: 1. 10% раствор K₂CrO₄

2. Титрованный раствор AgNO₃ , 1 мл которого может осадить 1 мл хлора.

Методика определения:

В колбочку наливают 10 мл исследуемой воды, приливают 1-2 капли 10% раствора K₂CrO₄ и прибавляют по каплям из бюретки титрованный растворAgNO₃ . Считают количество капель, израсходованных на титрование.

Разделив количество капель раствора AgNO₃ на 25, получим число миллилитров этого раствора; т.к. один миллилитр связывает 1 мг хлора, то содержание хлоридов в исследуемом объеме воды ( 10 мл ) равно числу мл AgNO₃ . Для перерасчета на 1 литр умножаем результат на 100 .

где a - число капель раствора AgNO₃

В воде питьевой содержание хлоридов допускается не выше 350 мг/л.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 936; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!