РОЗДІЛ 2
ПРЕДМЕТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Методи дослідження складу води
Для дослідження було взято природні води із чотирьох артезіанських свердловин Харківської та прилеглої до неї півночі Донецької областей. Харківщина відносно багата на підземні води. Це обумовлено тим, що її територія лежить в межах Дніпровсько-Донецької тектонічної западини, яка утворює основну частину великого і складного Дніпровсько-Донецького артезіанського водного басейну. Глибина залягання водоносних горизонтів обчислюється від декількох метрів до декількох сот метрів. Це так звані горизонти активного водообміну, для яких період повного обміну з поверхневими водами оцінюється роками та сторіччями. Чим нижче залягає водоносний горизонт, тим довше здійснюється обмін з поверхневими водами. Тому горизонти глибиною 100 та більше метрів гарантовано не забруднені антропогенними речовинами.
Проте, артезіанська вода може містити неорганічні домішки природного походження, які знижують її споживчу якість. Ряд неглибоких (до 150 м) підземних водних джерел у м. Харкові має середню та підвищену жорсткість (до 24 мг-екв/дм3) та мінералізацію (до 2000 мг/дм3). Деякі води мають підвищений вміст сполук заліза (до 5 мг/дм3). Води низької жорсткості і середнього та низького солевмісту зазвичай містять підвищені концентрації сполук фтору. Глибинні артезіанські води (глибина видобутку більше 500 м) зазвичай мають відчутний або значний запах сірководню.
Постачання високоякісної питної води населенню та підприємствам Харкова та області сьогодні в основному здійснюється з глибинного сеноманського горизонту, який залягає на глибині від 300 м (с. Дублянка Краснокутського р-ну) до 800 м (північні та центральні райони області). Основні показники якості взятих нами для дослідження вод чотирьох свердловин наведені в табл.2.1.
Таблиця 2.1
Органолептичні та хімічні показники якості води
Назва показникас. Башкіровка, Чугуївського р-ну, Харківської обл.с.м.т. Васищево, Харківського р-ну, Харківської обл.м.Харків, Роганський житловий масивм. Святогірськ13456ЗапахСірководневийІноді сір-ководневийСлабкий сірководневий Сильний сірководневий ПрисмакВідс.Відс.Відс. ЗалізистийрН7,48,17,6 6,8Сухий залишок, мг/дм3400680690 102Жорсткість загальна, мг-екв/дм33,86,56,8 1,2Лужність загальна, мг-екв/дм34,44,17,2 1,0Хлориди, мг/дм339,2100,4- -Сульфати, мг/дм354,7127,2- -Залізо загальне, мг/дм30,60,30,5 3-5Фтор, мг/дм31,92,90,8 0,7
З таблиці 2.1 видно, що за основними показниками (рН, лужность, сухий залишок, вміст сульфатів та хлоридів) всі ці води відповідають вимогам нормативних документів на воду питну. Але за такими показниками, як вміст іонів заліза та фтору ці води вимагають кондиціонування. Особливо проблемними є води с.м.т. Васищево та с. Башкіровка, тому що вони мають одночасно підвищений вміст іонів фтору та заліза. Вода с. Башкіровка містить заліза в два рази більше, а вода с.м.т. Васищево містить майже вдвічі більше фторид-іонів, ніж дозволяє ГОСТ 2874-82. Як бачимо, загалом ці води є типовими за вмістом заліза та фтору як для Харківщини (табл. 1.4), так і для України в цілому (табл. 1.6).
Дослідження сольового складу природних вод проводили за загальноприйнятими методиками ГОСТу 2874-82.
Загальну жорсткість, тобто вміст солей кальцію та магнію визначали комплексонометричним методом. Суть цього методу полягає у введенні у воду, що містить солі кальцію та магнію ЕДТА. Цей реагент у першу чергу вступає у взаємодію із кальцієм при високих значеннях рН (12...13) а вже потім при рН=10 реагує із магнієм.
Хлориди визначали титруванням проби аргентум нітратом. Суть методу полягає в осадженні хлорид-іонів у нейтральному або слабколужному середовищі аргентум нітратом у присутності калій хромату, в якості індикатору. Після осадження аргентум хлориду, у точці еквівалентності утворюється аргентум хромат. При цьому жовте забарвлення набуває помаранчевого кольору.
Лужність води обумовлюється головним чином наявністю карбонатів та гідрокарбонатів. Значення лужності води визначали титруванням проби 0,1н розчином хлоридної кислоти із індикатором фенолфталеїном, а потім продовжували титрування із індикатором метиловим оранжевим. Таким чином визначали окремо концентрації карбонатів та гідрокарбонатів.
Визначення сульфатів проводили комплексонометричним методом. Метод основано на осадженні сульфат-іонів барій хлоридом. Осад барій сульфату відфільтровували, промивали та розчиняли у титрованому аміачному розчині ЕДТА. Надлишок ЕДТА відтитровували розчином магній хлориду. Кількість ЕДТА , що пішла на розчинення барій сульфату, еквівалентна кількості сульфатів у взятому об'ємі води.
Загальний солевміст води визначали двома методами - прямим та кондуктометричним. Прямий метод полягає у висушуванні 0,5 дм3 води до постійної маси та зважуванні сухого залишку.
Кондуктометричний метод визначення солевмісту основано на вимірюванні електропровідності досліджуваної води та у подальшому визначенні солевмісту за допомогою калібрувального графіку. Калібрувальний графік будується шляхом вимірювання електропровідності розчинів натрій хлориду різних концентрацій. Для вимірювання електопроводності використовували прилад, який працює наступним чином. Напруга з мережі перетворюється трансформатором на змінну напругу 3В. Вказана напруга подається на вимірювальні електроди комірки. Під час занурення комірки у розчин, крізь електроди проходить електричний струм, що вимірюється міліамперметром. За умови незмінних прикладеної напруги та температури розчину, струм залежить лише від концентрації розчину.
Оскільки крім натрій хлориду у воді містяться також інші солі з більшою молярною масою, сухий залишок трохи менше солевмісту, що визначається. Метод кондуктометрії дозволяє приблизно визначати залишкову мінералізацію води, не використовуючи трудомістке та тривале визначення маси сухого залишку.
У практиці водопідготовки для оцін