Моніторинг підземних вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

з дисципліни: Моніторинг довкілля

на тему

Моніторинг підземних вод

Студент

Рисухіна С.О.

ВСТУП

моніторинг підземний вода забруднення

Моніторинг підземних вод є складовою частиною державного моніторингу вод, який здійснюється з метою забезпечення збирання, оброблення, збереження та аналізу інформації про стан вод, прогнозування його змін та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів.

Державний моніторинг вод є складовою частиною державної системи моніторингу навколишнього природного середовища України і здійснюється в порядку, що визначається Кабінетом Міністрів України [1], [2].

Моніторинг підземних вод - система спостережень, на основі якої дається оцінка існуючого стану підземних вод і прогноз його зміни під впливом антропогенних чинників.

Моніторинг ресурсів підземних вод - гідрогеологічний (гідрогеоекологічний) моніторинг - має визначальне значення як для стеження за ефективністю інженерних споруд (особливо водозаборів підземних вод), так і у використанні його матеріалів для розвитку фундаментальних уявлень про методику і технологію вивчення гідрогеологічних (гідрогеоекологічних) процесів [3].

Без знання режиму підземних вод неможливо провести ні одного достовірного розрахунку, як при оцінці запасів підземних вод, так і при будівництві будь-якого об'єкту. Без вивчення режиму не можна планомірно експлуатувати підземні води, охороняти їх від виснаження і забруднення.

Нині господарсько-питне водопостачання здебільшого забезпечується вже не поверхневими, а підземними водами. Сьогодні ми все більше відчуваємо, що в умовах сучасного техногенного формування навколишнього природного середовища прісні підземні води питної якості є останнім екологічним резервом будь-якої території і людства в цілому.

Крім водопостачання, підземні води використовуються для зрошення земельних угідь, а також інших видів господарської діяльності. Таким чином, вивчення стану підземних вод, прогнозування його змін та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі використання і охорони підземних вод та відтворення їх ресурсів сьогодні є дуже важливим.

Метою даної роботи явилося вивчення організації проведення моніторингу підземних вод.

1. МОНІТОРИНГ ПІДЗЕМНИХ вод

1.1 Про особливості забруднення підземних вод

До джерел потенційного забруднення підземних вод належать:

місця акумуляції промислової продукції, відходів виробництва та побутових відходів;

сільськогосподарські або інші угіддя, на яких застосовуються мінеральні добрива, пестициди та інші хімічні речовини, в обсягах, що перевищують гранично допустимі норми;

забруднені ділянки поверхневих водних об'єктів, які живлять підземні води;

забруднені ділянки водоносного горизонту, природно або штучно пов'язаного з суміжними водоносними горизонтами;

промислові майданчики підприємств, поля фільтрації, бурові свердловини та інші гірничі виробки;

полігони захоронения та накопичувачі забруднюючих рідинних речовин, відходів виробництва і стічних вод та інші [4].

1.2 Нормативні документи

При здійсненні моніторингу підземних вод керуються наступними чинними державними нормативними актами, стандартами та санітарними нормами і правилами:

Постанова Про затвердження Порядку здійснення державного моніторингу вод від 20 липня 1996 p. N 815

Водний кодекс України

Єдине міжвідомче керівництво по організації та здійсненню державного моніторингу вод від 24.12.2001 №485

Про затвердження Державних санітарних правил і норм "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання"

Про затвердження Інструкції із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ питних і технічних підземних вод

Про затвердження Положення про державну систему моніторингу довкілля від ЗО березня 1998р №391

ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством.

ГОСТ 2761-84. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора

Правила технічної експлуатації систем водопостачання та каналізації населених пунктів України. Затв. Наказом Держжитлокомунгоспу України від 05.07.95 N ЗО ( z0231-95 ), зареєстровано в Мін'юсті 21.07.95 р. за N 231/767.

10.ГОСТ 27384-87. Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств.

11.ВБН 33.-5.5.-01-97. Організація і веденняекологомеліоративного моніторингу. Ч. 1. Зрошуваніземлі / Держводгосп. Київ, 1997.

1.3 Критерії санітарно-гігієнічної оцінки якості підземних вод

Згідно нормативних документів, обов'язковими для контролю якості, загальними для підземних і поверхневих вод, є:

органолептичні і фізичні показники: температура, кольоровість, каламутність, запах (при 200 і 600), присмак;

хімічні показники: рН, залізо, марганець, нітрати, загальна жорсткість, окислюваність перманганатна, сульфати, хлориди, сухий залишок, фториди, а також інші промислові, сільськогосподарські і побутові хімічні і радіоактивні забруднюючі речовини (за узгодженням з санітарно-епідеміологічною службою залежно від місцевих санітарних умов); мікробіологічні: число сапрофітних бактерій.

Для підземних вод відповідно до конкретної робочої програми додатковими показниками є: сірководень, берилій, бор, мідь, молібден, миш'як, свинець, селен, стронцій, цинк, бактерії групи кишкової палички та ін.[3].

Для хімічного забруднення підземних вод оцінка рівня забруднення виконується через гранично допустимі концентрації (ГДК), а у разі їх відсутності через орієнтовно безпечний рівень впливу ОБРВ, які встановлюються відповідними нормативами. Також якість підземних вод може оцінюватись за допомогою комплексного індексу забруднення вод КІЗВ. Розрахунок КІЗВ виконується за формулою

Ш = У--In ^ГДК

де ГДК -- гранично допустима концентрація (значення) показника;

С -- фактична концентрація (значення) показника;

п -- кількість показників.

Розрахунок КІЗВ виконано в пункті 2 цієї роботи.

Для бактеріологічного забруднення оцінка рівня забруднення виконується через колі-титр та інші показники; для механічного - через ГДК для механічних водних зважених речовин.

Для радіоактивного забруднення - по потужності дози гамма-випромінення (мр/год або Кл/кг) або по рівню питомої радіоактивності (кюрі/кг або кюрі/л або кюрі/м3, або згідно Міжнародній системі одиниць (СІ) в бекерелях на кілограм -- Бк/кг [5].

Гігієнічні вимоги до якості води підземних вод

Підземні води найчастіше використовуються як джерело питного водопостачання. Тому якість підземних вод визначають відповідно до Державних санітарних правил і норм "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання

Гігієнічні вимоги, що визначать придатність води для питних цілей, включають:

безпеку в епідемічному відношенні;

нешкідливість хімічного складу;

сприятливі органолептичні властивості;

радіаційну безпеку.

Якість питної води залежить від її складу та властивостей:

у вододжерелі;

при надходженні у водопровідну мережу;

Безпека питної води в епідемічному відношенні визначається

в точках водорозбору показниками, що характеризують з достатньо високою вірогідністю відсутність в ній небезпечних для здоров'я споживачів бактерій, вірусів, інших біологічних включень.

За мікробіологічними показниками питна вода має відповідати вимогам, наведеним у таблиці 1.1.

Мікробіологічні показники безпеки питної води

N	Найменування показників	Одиниці виміру	Нормативи
1	Число бактерій в 1 куб.см води, що досліджується (ЗМЧ)	Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/куб.см КУО/куб.см	не більше 100*
2	Число бактерій групи кишкових паличок (коліформних мікроорганізмів) в 1 куб.дм води, що досліджується (індекс БГКП)	Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/куб.дм КУО/куб.дм	не більше 3**
3	Число термостабільних кишкових паличок (фекальних коліформ - індекс ФК) в 100 куб.см води, що досліджується	Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/100 куб.см КУО/100 куб.см	відсутність ***
4	Число патогенних мікроорганізмів в 1 куб.дм води, що досліджується	Колоніїутворюючі одиниці (мікроорганізми)/куб.дм КУО/куб.дм	Відсутність ***
5	Число коліфагів у 1 куб.дм води, що досліджується	Бляшкоутворюючі одиниці/куб.дм КУО/куб.дм	Відсутність ***

Примітки: * --для 95% проб води у водопостачальній мережі, що досліджуються протягом року;

** --для 98% проб води, що надходить у водопостачальну мережу, і досліджуються протягом року; при перевищенні індексу БГКП на етапі ідентифікації колоній, що виросли, додатково проводять дослідження на наявність фекальних коліформ;

*** -- ПрИ виявленні фекальних коліформ у 2-х послідовно відібраних пробах води слід розпочати протягом 12 годин дослідження води на наявність збудники інфекційних захворювань бактеріальної чи вірусної етіології (по епідситуації).

За паразитологічнгши показниками (клітини, цисти: лямблій, криптоспоридій, а також у разі епідускладнень - дизентерійних амеб, балантидій, хламідій та ін.; клітини, личинки, яйця гельмінтів) питна вода має відповідати вимогам, наведеним у таблиці 1.2.

Паразитологічні показники безпеки питної води

N	Найменування показників	Одиниці виміру	Нормативи
1	Число патогенних кишкових найпростіших у 25 куб.дм	(Клітини, цисти)/ 25 куб.дм аоди, що досліджується	відсутність
2	Число патогенних кишкових гельмінтів у 25 куб.дм	(Клітини, яйця, личинки)/ 25 куб.дм аоди, що досліджується	відсутність

Нешкідливість хімічного складу питної води визначається показниками, які з достатньо високою вірогідністю характеризують відсутність у ній небезпечних для здоров'я речовин (компонентів), що зустрічаються в природних водах, з'являються у воді внаслідок забруднення вододжерел або у процесі водообробки в концентраціях, гранично допустимі величини яких установлені результатами санітарно-токсикологічних досліджень.

Таблиця 1.3. Токсикологічні показники нешкідливості хімічного складу питної води

N	Найменування показників	Одиниці виміру	Нормативи не більше	Клас небезпеки
	Неорганічні компоненти
1	Алюміній	мг/куб.дм	0,2 (0.5)*	2
2	Барій	мг/куб.дм	0,1	2
3	Миш'як	мг/куб.дм	0,01	2
4	Селен	мг/куб.дм	0,01	2
5	Свинець	мг/куб.дм	0,01	2
6	Нікель	мг/куб.дм	0,1	3
7	Нітрати	мг/куб.дм	45	3
8	Фтор	мг/куб.дм	1,5	3
	Органічні компоненти
1	Тригалометани (ТГМ, сума)	мг/куб.дм	0,1	2
	хлороформ	мг/куб.дм	0,06	2
	дибромхлорметан	мг/куб.дм	0,01	2
	тетрахлорвуглець	мг/куб.дм	0,02	2
2	Пестициди (сума)	мг/куб.дм	0,001	**
	Інтегральні показники
1	ОкислюваністьКмп04	мг/куб.дм	4	-
2	Загальний органічний вуглець	мг/куб.дм	3

Примітки: * величина, зазначена у дужках, допускається при обробці води реагентами, що містять алюміній;

** перелік контрольованих пестицидів встановлюють з урахуванням конкретної ситуації.

За токсикологічними показниками питна вода має відповідати вимогам, наведеним у таблиці 1.3.

Вода не має містити інші токсичні компоненти (ртуть, талій, кадмій, нітрити, ціаніди, хром (+6), 1,1-дихлоретилен, 1,2-дихлоретан, бенз-а-пірен) в концентраціях, що визначаються стандартними методами досліджень.

При проведенні знезаражування води концентрація залишкових кількостей дезінфектантів, що визначаються не рідше ніж раз на годину, має складати:

при знезаражуванні питної води хлором вміст залишкового вільного хлору у воді на виході із резервуарів чистої води має бути 0,3 - 0,5 мг/куб.дм (якщо тривалість контакту хлору з водою не менше 30 хв.), а вміст залишкового зв'язаного хлору - 0,8 - 1,2 мг/куб.дм (якщо тривалість контакту хлору з водою не менше 60 хв.). При сумісній наявності у воді вільного та зв'язаного хлору дозволяється здійснення контролю за одним із них: за залишковим вільним хлором (при його концентрації понад 0,3 мг/куб.дм) або за залишковим зв'язаним хлором (при концентрації залишкового вільного хлору менше 0,3 мг/куб.дм);

при знезаражуванні води озоном концентрація залишкового озону на виході із камери змішування має бути 0,1 - 0,3 мг/куб.дм при тривалості контакту не менше 4 хв.

Взаємозв'язок дози дезінфектанту (С, мг/куб.дм) та часу (Т, хв), необхідного та достатнього для забезпечення епідемічної безпеки оброблюваної води під час її проходження до першого споживача, визначає критерій "СхТ", що може бути встановлений експериментально для кожної конкретної води з урахуванням показників її хлорпоглинальності.

При використанні у процесі водопідготовки коагулянтів, дезинфектантів чи інших реагентів, дозволених Міністерством охорони здоров'я України для застосування у практиці господарсько-питного водопостачання, їх залишкові кількості у питній воді не мають перевищувати відповідних нормативних значень.

Органолептичні показники якості питної води

Сприятливі органолептичні властивості питної води визначаються сукупністю значень, що регламентуються органолептичними показниками якості та фізико-хімічними характеристиками води (за вмістом у воді компонентів, які впливають на органолептичні показники).

Органолептичні показники та гранично допустимі концентрації компонентів, що нормуються за їх впливом на органолептичні властивості питної води, наведені у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 Органолептичні показники якості питної води

N	Найменування показників	Одиниці виміру	Нормативи не більше	Клас небезпеки
1	Запах	ПР*	2	-
2	Каламутність	НОМ **	0,5(1,5)***	-
3	Кольоровість	град.	20(35)	-
4	Присмак	ПР*	2	-
5	РН	одиниці	6,5-8,5	-
6	Мінералізація загальна (сухий залишок)	мг/куб.дм	1000(1500)
7	Жорсткість загальна	мг-екв/куб.дм	7(10)	-
8	Сульфати	мг/куб.дм	250(500)	4
9	Хлориди	мг/куб.дм	250(350)	4
10	Мідь	мг/куб.дм	1	3
11	Марганець	мг/куб.дм	0,1	3
12	Залізо	мг/куб.дм	0,3	3
13	Хлорфеноли	мг/куб.дм	0,0003	4

Примітки:* показник розведення (до зникнення запаху, присмаку); ** нефелометричні одиниці каламутності;

*** величини, зазначені в дужках, допускаються з урахуванням конкретної ситуації.

Вода не має містити інші компоненти, спроможні змінювати її органолептичні властивості, - цинк, поверхнево-активні речовини, нафтопродукти, феноли в концентраціях, що визначаються стандартними методами досліджень

Показники радіаційної безпеки питної води

Радіаційна безпека питної води визначається за гранично допустимими рівнями сумарної об'ємної активності альфа- та бета-випромінювачів (природних), наведеними у табл. 1.5. У разі перевищення цих рівнів слід провести вивчення радіонуклідного складу досліджуваних проб води щодо його відповідності нормам радіаційної безпеки.

Показники фізіологічної повноцінності питної води визначають адекватність її мінерального складу біологічним потребам організму. Вони засновані на доцільності для ряду біогенних елементів обліку не тільки максимально допустимих, а й мінімально необхідних рівнів їх вмісту у воді. Дослідження показників, що характеризують фізіологічну повноцінність питної води, рекомендується проводити в об'ємі, наведеному у таблиці 1.6 [6].

Таблиця 1.6 Показники фізіологічної повноцінності мінерального складу питної води

N	Найменування показників	Одиниці виміру	Нормативи
1	Мінералізація загальна (сухий залишок)	мг/куб.дм	не менше 100 не більше 1000
2	Жорсткість загальна	мг-екв/куб.дм	не менше 1,5 не більше 7,0
3	Лужність загальна	мг-екв/куб.дм	не менше 0,5 не більше 6,5
4	Магній	мг/куб.дм	не менше 10 не більше 80
5	Фтор	мг/куб.дм	не менше 0,7 не більше 1,5

1.4 Об'єкти і суб'єкти моніторингу підземних вод

Об'єктом досліджень системи моніторингу підземних вод є підземні води (ґрунтові і міжпластові), що оцінюються як в якісному, так і в кількісному аспекті, як корисні копалини та як чинники геологічного перетворення оточуючого середовища. [7].

Підземні води - води, що знаходяться нижче рівня земної поверхні в товщах гірських порід верхньої частини земної кори в усіх фізичних станах.

Питні підземні води - підземні води, що призначені для задоволення питних і господарсько-побутових потреб населення, а також харчової промисловості та тваринництва; якісні характеристики питних підземних вод у природному стані або після спеціальної водопідготовки повинні відповідати вимогам, установленим відповідними державними стандартами, нормативами екологічної безпеки водокористування і санітарними нормами.

Технічні підземні води - підземні води, що призначені для задоволення технічних і технологічних потреб; якісні характеристики технічних підземних вод у природному стані або після спеціальної водопідготовки повинні відповідати вимогам діючих галузевих нормативів або технічних умов водокористувача. [8]

Під ґрунтовими водами розуміють вільні (гравітаційні) води першого від поверхні Землі стабільного водоносного горизонту, ув'язненого в рихлих відкладеннях або верхній тріщинуватій частині корінних порід, залягаючого на першому від поверхні, витриманому за площею водотривкому шарі.

До напірних (артезіанським) вод відносяться підземні води, що знаходяться у водоносних горизонтах, перекритих та підстеляємих водотривкими (або відносно водотривкими) шарами гірських порід, володіючими гідростатичним натиском [7].

Моніторинг підземних вод здійснюють:

МНС (на територіях, підпорядкованих Адміністрації зони відчуження та безумовного (обов'язкового) відселення, а також в інших зонах радіоактивного забруднення внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС, а також в місцях виникнення надзвичайних ситуацій з загрозою виникнення радіаційного забруднення вод): вміст забруднюючих речовин, у тому числі радіонуклідів;

МОЗ (в місцях проживання і відпочинку населення, у тому числі на природних територіях курортів)-- моніторинг підземних вод, що використовуються для господарсько-питного водопостачання та бальнеологічного лікування (хімічні, бактеріологічні, радіологічні, вірусологічні визначення);

Державна санітарно-епідеміологічна служба МОЗ відповідно до Закону України "Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення" (4004-12)[2] здійснює моніторинг поверхневих та підземних вод у пунктах централізованого, децентралізованого господарсько-питного водопостачання та культурно-побутового водокористування (для купання, спорту і відпочинку населення, а також водойми в межах населених пунктів) вибірковими перевірками.

Держводгосп: - вивчення глибини залягання та мінералізація ґрунтових вод;

Держбуд: - моніторинг процесів підтоплення міст і селищ міського типу (небезпечне підняття рівня ґрунтових вод)[4].

Водокористувачі, які згідно із законодавством зобов'язані вести спостереження за якістю і кількістю скинутих у водні об'єкти зворотних вод і забруднюючих речовин, а також за станом водних об'єктів у місцях скидів (крім підприємств водопровідно-каналізаційного господарства), не належать до суб'єктів державного моніторингу вод. їх інформація визнається як допоміжна порівняно з інформацією суб'єктів державного моніторингу вод і включається до складу офіційної лише після перевірки та підтвердження її вірогідності суб'єктами державного моніторингу вод.

Суб'єкти державного моніторингу вод постійно удосконалюють здійснення цього моніторингу з метою забезпечення повноти, вірогідності та своєчасності офіційної інформації про стан вод, антропогенні дії на них, а також про вплив цього стану на екосистеми і здоров'я населення.

З цією метою суб'єкти державного моніторингу вод мають здійснювати заходи щодо:

забезпечення методиками надійного визначення показників складу і властивостей води на рівнях установлених нормативів, зокрема гранично допустимих концентрацій;

методичної узгодженості спостережень і розрахунків, порівнянності інформації різних відомств;

уніфікації методик спостережень, вимірювань і лабораторних аналізів;

удосконалення та уніфікації бази засобів, приладів і систем контролю;

оптимізації мережі спостережень, складу показників, що визначаються, та періодичності їх визначення;

-розроблення комплексних оцінок стану вод, моделей прогнозування та алгоритмів підтримки рішень;

розроблення сучасних комп'ютерних технологій, створення розподіленого міжвідомчого банку даних за розділом "Моніторинг вод";

створення національного, регіональних і локальних центрів моніторингу вод як складових відповідних центрів державної системи моніторингу навколишнього природного середовища [1].

Підприємства, установи і організації незалежно від їх підпорядкування і форм власності, діяльність яких призводить чи може призвести до погіршення стану довкілля, зобов'язані здійснювати екологічний контроль за виробничими процесами та станом промислових зон, збирати, зберігати та безоплатно надавати дані і/або узагальнену інформацію для її комплексного оброблення, з цією метою між суб'єктами системи моніторингу та постачальником інформації укладається угода, яка підлягає реєстрації в Мінприроди або його органах на місцях [9].

1.5 Організація моніторингу підземних вод

Відповідно до призначення державний моніторинг вод поділяється на: 1)фоновий моніторинг, що здійснюється на водних об'єктах у місцях мінімального опосередкованого антропогенного навантаження;

2)загальний моніторинг, що складається з моніторингу на державній мережі пунктів спостережень, моніторингу антропогенного впливу на водні об'єкти, моніторингу водних об'єктів у місцях їх використання та спеціальних видів моніторингу. Загальний моніторинг здійснюється з метою виявлення фактичного стану водних об'єктів, вироблення та прийняття рішень з ефективного використання, охорони та відтворення водних ресурсів.

3)кризовий моніторинг, що здійснюється у зонах підвищеного ризику та у зонах впливу аварій і надзвичайних ситуацій. Кризовий моніторинг водних об'єктів здійснюється шляхом систематичних, частіших і додаткових спостережень за кількісними та якісними параметрами водних об'єктів у зонах підвищеного ризику як на державній мережі пунктів спостережень, так і на тимчасовій мережі, що встановлюється під час виникнення несанкціонованих чи аварійних забруднень і стихійного лиха з метою оповіщення та розроблення оперативних заходів щодо ліквідації їх наслідків та захисту населення, екосистем і власності [1].

Суб'єкти Фоновий моніторинг підземних вод здійснюють на регіональному рівні геологічні територіальні організації Мінекоресурсів шляхом систематичних спостережень за підземними водами на спеціальній мережі пунктів (свердловини, колодязі і джерела) з метою одержання інформації для оцінок і прогнозування змін стану водних об'єктів внаслідок промислової та господарської діяльності.

Програми спостережень

Періодичність замірів рівня, температури і дебіту підземних вод проводиться залежно від режиму підземних вод (для замірів рівнів 1-10 разів на місяць по водопунктах природного і слабопорушеного режиму).

Проби води на хімічний аналіз підземних вод відбираються залежно від складності гідрогеологічного і гідрохімічного стану і поставлених завдань 1-12 разів на рік або частіше, залежно від виробничої необхідності підприємств, що використовують підземні води [4].

Минимальное количество проб для микробиологических и органолептических показателей в год - 4 пробы (по сезонам) [3].

Обробка і представлення результатів

За даними щомісячного узагальнення і аналізу матеріалів вивчення режиму підземних вод геологічні територіальні організації Мінекоресурсів відповідно до Порядку здійснення державного моніторингу вод, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 20 липня 1996 р. N 815 ( 815-96-п ) [1] щорічно надають інформацію до районних та обласних держадміністрацій про зміни стану водних об'єктів з конкретними пропозиціями для прийняття заходів з раціонального використання підземних вод і охорони геологічного середовища.

По території держави складаються щорічні прогнози рівнів підземних (ґрунтових) вод та гідрогеологічні щорічники з оцінки стану підземних вод, які надаються зацікавленим органам виконавчої влади та організаціям. [4].

Організація спостережень загального моніторингу

Суб'єкти

При забрудненні або небезпеці забруднення підземних вод обсяг і спосіб спостережень за їх режимом або якістю визначається геологічними територіальними організаціями Мінекоресурсів та МОЗ залежно від значення і виду їх використання, а також з урахуванням можливих наслідків їх забруднення.

Лабораторний контроль якості підземних вод здійснюються підприємством, що забруднює підземні води.

Територіальними органами державної санітарно-епідеміологічної служби МОЗ України здійснюється вибірковий контроль показників хімічного, радіологічного та бактеріологічного забруднення, які мають вплив на здоров'я населення.

Геологічні територіальні організації Мінекоресурсів здійснюють контроль показників мінералізації, жорсткості, хімічного забруднення.

Точки спостережень

Для контролю за станом підземних вод і своєчасного прийняття спеціальних заходів щодо їх охорони на усіх централізованих водозаборах підземних вод повинна бути обладнана мережа свердловин для проведення систематичних спостережень за якістю та рівнем підземних вод як на ділянці водозаборів, так і на прилеглих територіях, в межах депресійної воронки, з метою контролю впливу водозабору на довкілля (в т.ч. інші джерела водопостачання) та своєчасного визначення і прогнозу надходження до водозабору забруднених або природних некондиційних вод.

Влаштування, експлуатацію та контроль стану підземних водозаборів для господарсько-питного водопостачання регламентують ГОСТ 2761-84, ГОСТ 2874-82 [9], Правила Держжитлокомунгоспу (z0231-95)

На спостережні свердловини у місцях розташування групових водозаборів розповсюджуються ті ж санітарно-гігієнічні вимоги, що і на експлуатаційні свердловини.

Локальна мережа спостережень споруджується у місцях поверхневих сховищ промислових, сільськогосподарських та побутових стоків та відходів (шламонакопичувачі, відстійники, басейни-випарювачі, золовідвали та ін.), також в районах підземних сховищ нафти, нафтопродуктів та скраплених газів. Ця мережа повинна охоплювати як ґрунтові води (перший від поверхні водоносний горизонт), так і напірні підземні води зони активного водообміну які є або можуть бути джерелами централізованого водопостачання (міжпластові води).

Програми спостережень На водозаборах підземних вод для водопостачання аналіз води протягом першого року експлуатації проводять не рідше чотирьох разів (по сезонах року), у подальшому - не менш ніж один раз на рік.

Спостереження за рівнем та витратою підземних вод На ділянках локальної (відомчої) мережі спостережень режиму підземних вод встановлюється залежність його зміни від режиму експлуатації штучних споруд, від дебіту (витрати експлуатаційних або поглинаючих свердловин, водовідливу із гірничих виробок, витрати дренажних споруд, об'ємів води, яка подається для поливу та ін.), а також від характеру роботи самих споруд. При наявності такого зв'язку до спостережень за станом підземних вод додаються також спостереження за режимом роботи експлуатаційних свердловин, колодязів, галерей та за режимом штучних факторів (полив або зрошення, водовідлив із гірничих виробок та ін.).При наявності взаємозв'язку підземних вод з поверхневими обов'язково необхідне проведення спостережень за режимом поверхневих вод.

Програми спостережень Виміри рівня води у свердловинах для спостереження проводяться 1-

10 разів на місяць (3, 9, 15, 21 і 27 числа).

Одночасно з виміром рівня води здійснюється і вимір температури

підземних вод. Терміни спостережень можуть бути змінені тільки за

узгодженням з геологічними територіальними організаціями

Мінекоресурсів.

Виміри динамічного рівня води в експлуатаційних свердловинах, колодязях і галереях проводяться завжди в той самий встановлений час. При нецілодобовій роботі виміри динамічного рівня доцільно проводити перед зупинкою насосів.

Витрати води експлуатаційних свердловин (водовідбір) виміряються в той же час, що і виміри рівня води у свердловинах або у терміни, що узгоджені з геологічними територіальними організаціями Мінекоресурсів.

Виміри рівня води річок, озер і інших водойм (якщо ці виміри ведуться організацією, що здійснює контроль підземних вод) проводяться у ті ж терміни, що і по свердловинах для спостереження

Обладнання

Обладнання експлуатаційних свердловин має дозволяти вимірювати об'єм водовідбору і відповідний йому динамічний рівень води в свердловині, а також рівень води після зупинки насосів. У самовиливних свердловинах повинен бути забезпечений вимір рівня за допомогою манометра або п'єзометричних трубок (після виміру витрати та перекриття водовідливу).

У шурфах при неглибокому заляганні води (до 3 м) рівень її можна вимірювати переносною рейкою з точністю до 1 см. У свердловинах для спостереження, шурфах і колодязях при глибині залягання води до 20 м застосовується рулетка (сталева або полотняна, проткана дротяними нитками). До рулетки прикріплюється хлопавка. Точність вимірів 1 см. При глибині залягання підземних вод понад 20 м для вимірів рівня води застосовуються сталеві тросики з хлопавкою або штирем, а також електрорівнеміри. Усі виміри проводяться від марки, що занівельована на краю обсадної труби, на зрубі шурфу та ін.

Визначення витрат водозабірних свердловин

Витрата водозабірних свердловин визначається головним чином за продуктивністю насосного обладнання з періодичним контролем об'ємним способом (визначається по секундоміру час наповнення посудини відомої місткості). Вимір витрати при цьому повинен проводитись завжди тим самим мірним посудом 3 рази поспіль. При неможливості об'ємного способу вимірів використовуються водозливи і водоміри. Точність вимірів в усіх випадках повинна бути у межах 10%.

Загальний приплив води до шахти визначається:

-за продуктивністю насосних установок;

по водоміру, встановленому на нагнітальній трубі насоса, що відкачує воду з шахти;

по відкачці води із загального водозбірного резервуара шахти насосом, відрегульованим відповідно до водоприпливу до шахти;

шахти до визначеної висоти після зупинки насоса шляхом ділення заповненого водою об'єму водозбірного резервуара на час заповнення;

шляхом влаштування на поверхні землі водозливів. Дані вимірів рівня і витрати записуються спостерігачем безпосередньо

біля точки спостереження. Спостерігач після закінчення обходу точок спостережень зобов'язаний у той же день заповнити первинну документацію про результати спостереження за режимом рівня або витратою підземних вод.

Спостереження за температурою підземних вод Необхідність проведення спостережень за температурою води на кожному конкретному об'єкті моніторингу підземних вод визначається геологічними територіальними організаціями Мінекоресурсів.

Виміри температури доцільно проводити у свердловинах, з яких відбирають проби на хімічний аналіз або вимірюють рівень води.

Програми спостережень Спостереження проводяться у ті ж терміни, що й спостереження за рівнем та дебітом підземних вод. У свердловинах, з яких проводиться відкачка води, температуру вимірюють як перед відкачкою, так і після відкачки.

Обладнання Температуру води вимірюють джерельними (лінивими) термометрами із поділками 0,1-0,2 град. Термометр має бути забезпечений паспортом, у якому вказуються поправки. Номер термометра і поправка до нього заносяться до польової книжки.

Спостереження за хімічним складом та токсичністю підземних вод

Результати хімічного аналізу підземних вод повинні задовольняти нормам похибок вимірювань, що наведені у ГОСТ 27384 та у МУ Гидрохимические методы. Нормы точности при анализе подземных вод и классификация методов анализа по точности результатов / ВИМС Мингео СССР. М., 1987. 11 с.

Точки спостережень

Точки спостереження, де відбираються проби води для вивчення хімічного складу, вибираються таким чином, щоб вони характеризували типові ділянки водоносного горизонту. У першу чергу такі точки спостереження визначаються на перетинах поперек шляху руху забруднюючих речовин або там, де є основні джерела забруднення.

Програми спостережень

При відборі проб води дотримуються вимог ГОСТ 2874 та ГОСТ 2761. Періодичність відбору проб визначається швидкістю просування фронту забруднення. Відбори проб повинні проводитись не рідше одного разу на квартал з ближчих до зони забруднення свердловин і раз на півроку - з свердловин, більш віддалених від зони забруднення, а також 1 раз на місяць з свердловин, які вже знаходяться у зоні забруднення вод. Бажано, щоб проби відбирались у середині кварталу або півріччя. При різкій зміні гідрогеологічної обстановки (наприклад, у карстових районах) проби води можуть відбиратися 1 раз на місяць або частіше. У подальшому частота відбору проб повинна коригуватися в залежності від результатів хімічних аналізів раніше відібраних проб.

Відбір проб і обладнання для відбору проб

Відбір проб води для вивчення її хімічного складу, бактеріологічних і органолептичних показників слід проводити як під час проведення дослідно-фільтраційних досліджень, так і під час спостережень за режимом підземних вод горизонту, що оцінюється, та суміжних з ним водоносних горизонтів і поверхневих вод. У межах розвідувальної ділянки у водоносному горизонті, що вивчається, відбір проб води є обов'язковим з усіх свердловин, що використовуються для оцінки запасів підземних вод, а також із свердловин, джерел і поверхневих вод водотоків (водоймищ), що розташовані в зоні впливу водозабору.

Частоту відбирання проб води, кількість та види аналізів, а також перелік компонентів, які підлягають визначенню, слід встановлювати в залежності від складності гідрохімічних умов ділянки, цільового призначення води, у відповідності з вимогами чинних державних стандартів для питних вод та вимогами водокористувачів для технічних вод [8].

Найважливішою умовою отримання достовірної інформації про склад води є дотримання правил відбору, транспортування і зберігання проб, що розрізняються залежно від мети аналітичного дослідження, об'єкту контролю і комплексу хімічних визначень. Основними вимогами є: показність проби у просторі та часі (відібрана проба у момент відбору і в пункті відбору повинна з можливою повнотою представляти контрольований потік підземних вод), незмінність складу в період від відбору до аналізу і достатній об'єм для запланованих визначень. У програмі відбору регламентується апаратура для відбору і її підготовка, необхідний об'єм води, методи консервації - залежно від визначуваних параметрів хімічного складу і методів аналітичних визначень, умови і граничні терміни зберігання, транспортування.

При відборі проб з свердловин необхідно виключити вплив на хімічний склад металу труб, що є сильним відновником, що забезпечується прокачуванням декількох об'ємів води в стовбурі свердловини перед відбором. Як показали наші дослідження, невиконання цієї вимоги приводить до значних помилок при визначенні заліза, марганцю, важких металів і ін. компонентів.

При необхідності визначення нестійких та летких компонентів за нових термодинамічних умов компонентів складу (при відборі проби міняються температура, тиск, окислювально-відновні умови, що може призводити до випадання осаду, втрати розчинених газів), бажано користуватися методами польового аналізу безпосередньо у джерела води відразу після відбору проби. Якщо це неможливо, слід користуватися методами консервації для нестійких компонентів. Перспективним є проведення аналізу без відбору проби безпосередньо в свердловині (після прокачування) з використанням багатоканальних зондів [3].

Відбір проб води із кожної точки спостережень (свердловина, шурф, колодязь) повинен проводитись з тієї самої попередньо встановленої глибини (віддається перевага в інтервалі установки фільтра або в межах водоприймальної частини водозбору). При цьому вода відбирається після попередньої ретельної очистки свердловин і відкачки для вилучення води, що застоялася, і прокачки фільтра. Об'єм води, що відкачується, повинен перевищувати 1,5-2,0 об'ємів стовпа води у свердловині. Тільки в окремих випадках дозволяється відбір проб з не прокачаних свердловин: якщо вони пробурені на водоносні горизонти з високою швидкістю фільтрації (тріщинувато-карстові породи, гравійно-галечні відклади).

Проби води з свердловин відбираються за допомогою пробовідбірників. Якщо з яких-небудь технічних причин це зробити неможливо, дозволяється відбір проб в точках виливання води при відкачці. Це стосується і діючих експлуатаційних свердловин на воду, якщо вони входять до режимної мережі. Відбір проб зі свердловин із самовпливом та джерел виконується безпосередньо з свердловини і її джерела.

При відборі проби води на хімічний аналіз безпосередньо з джерела визначаються нестійкі та леткі компоненти або проводиться їх консервація згідно з вимогами додатку 3.

Вибір контрольованих показників здійснюється з урахуванням вимог ДСанПін (z013 6-97) [6].

Визначення токсичності підземних вод виконується за методиками біотестування ракоподібних та на бактеріях; генотоксичності - за методикою [4].

Радіаційний контроль підземних вод Забруднення підземних вод радіоактивними речовинами обумовлено витіканням радіоактивних розчинів та стічних вод з підземних комунікацій підприємств, які використовують радіонукліди, при порушенні правил спорудження чи експлуатації могильників радіоактивних відходів, фільтрацією з технічних водоймищ АЕС та іншим.

Контроль за чистотою підземних вод здійснюють за допомогою аналізів проб, узятих із спостережних свердловин, а при наявності гамма-випромінюючих ізотопів - проведенням замірів гамма-випромінювання безпосередньо у створах цих свердловин.

Свердловини необхідно бурити нижче цих споруд у напрямі руху підземних вод і розкривати ними водоносний горизонт при невеликій потужності (менше 10 м) або лише його верхню частину на глибину 5-10 м від найнижчого рівня ґрунтових вод, якщо цей горизонт має велику потужність.

Проби беруть у різні сезони року, але не менше 4 разів на рік. Перед узяттям проби вимірюють рівень води у свердловині, а потім з неї відкачують 2-3 об'єми води. Після відкачування пробу беруть спеціальним стаканом з нержавіючої сталі (бажано окремим для кожної свердловини). Об'єм проби повинен забезпечити проведення радіометричних вимірювань, радіохімічного і хімічного аналізів води [4].

Організацій моніторингу ґрунтових вод

Спостереження за ґрунтовим водами загального моніторингу включають спостереження на зрошуваних, осушуваних і прилеглих до них землях, на еталонних осушувальних системах та в сільських населених пунктах у зоні впливу меліоративних систем. До складу спостережень входять спостереження за режимом рівнів, мінералізацією і хімічним складом ґрунтових вод.

Точки спостережень Спостереження здійснюються на стаціонарних точках гідрорежимної мережі за встановленими методиками. Щільність точок спостережень встановлюється залежно від місцевих умов та мінералізації ґрунтових вод і повинна відповідати ВБН 33.5.5-01-97.

Програми спостережень Відбір проб на якість ґрунтових та підземних вод здійснюється:

на зрошуваних угіддях - двічі на рік (на початок вегетаційного та кінець поливного періодів);

на осушуваних угіддях - двічі на рік (на передпосівний та середину вегетаційного періодів);

на еталонних осушувальних системах - 4 рази на рік (по сезонах

року).

Результати спостережень надаються у складі інформації про меліоративний стан земель. Спостереження за режимом ґрунтових вод Спостереження за режимом ґрунтових вод кризового моніторингу включають спостереження на підтоплених меліоративних і богарних землях та в підтоплених сільських населених пунктах.

Критерії віднесення земель до підтоплених територій наведено у таблицях 1, 2 додатку 4.

Спостереження за рівнями ґрунтових вод Спостереження за рівнями ґрунтових вод на зрошуваних, осушуваних і

прилеглих до них землях в сільських населених пунктах в зоні впливу меліоративних систем здійснюються на стаціонарній та тимчасовій мережі спостережень, розташування якої регламентовано ВБН 33-5.5-01.97 та посібником до цього документа. Щільність точок спостережень встановлюється залежно від місцевих умов, Але при несталому режимі не повинна бути меншою ніж 1 точка на 250 га.

В місцях можливого впливу промислових та природних об'єктів на рівні ґрунтових вод на меліорованих землях гідрогеологічні створи повинні розташовуватись з урахуванням його впливу. До складу спостережень за рівнями ґрунтових вод входять:

безпосередньо спостереження за рівнями ґрунтових вод на зрошуваних та прилеглих до них незрошуваних землях і в сільських населених пунктах у зоні впливу меліоративних систем;

спостереження за рівневим режимом напірних водоносних горизонтів, з якими можуть бути гідравлічне пов'язані ґрунтові води.

Спостереження за рівнями ґрунтових вод на зрошуваних і прилеглих до них землях з глибинами залягання ґрунтових вод до 1,5 м, в сільських населених пунктах з глибинами залягання ґрунтових вод до 2,5 м та на еталонних осушувальних системах проводяться в теплий період року шість разів на місяць (5, 10, 15, 20, 25 та ЗО числа кожного місяця), в холодний період року - три рази на місяць (10, 20 та 30 числа кожного місяця). Спостереження за рівнями ґрунтових вод на зрошуваних і прилеглих до них землях з глибинами залягання рівнів ґрунтових вод більше 1,5 м та на нееталонних осушувальних системах проводять один раз на місяць в теплий період року. На ділянках, захищених вертикальним дренажем, спостереження за рівнями ґрунтових вод проводяться шість разів на місяць (5, 10, 15, 20, 25 та 30 числа кожного місяця) протягом року. Залежно від гідрогеологічних параметрів дренованої території періодичність замірів може бути зменшена або збільшена. Зміна періодичності замірів обґрунтовується.

Інформація про рівні ґрунтових вод на підтоплених зрошуваних і прилеглих до них територіях та в підтоплених сільських населених пунктах в зоні впливу меліоративних систем надається за станом на 1 жовтня [ 4 ].

1.6 Методи і методики аналітичного контролю

Якість підземних вод визначають за допомогою хімічних, фізико-хімічних, фізичних та біологічних методів аналізу.

Хімічні і фізико-хімічні методи аналізу базуються на кількісному визначенні сигналів, що виникають в результаті хімічних реакцій, того компонента, який визначають, з різними реагентами.

До хімічних методів аналізу відносять:

гравіметричний аналіз (про кількість компонента, що визначається, судять по масі продукту реакції);

титриметричний аналіз (заснований на точному вимірянні об'єму або маси розчину реагенту точно відомої концентрації, що витрачається на реакцію).

До фізичних методів аналізу відносять

фотометричний (колориметричний) аналіз (заснований на оцінці інтенсивності забарвлення розчину).

нефелометричний аналіз (про вміст компонента, що визначається, судять по інтенсивності помутніння досліджуваного розчину під дією реагентів)

-електрохімічний аналіз (зберігається принцип титриметричних визначень, але момент закінчення реакції встановлюють шляхом або виміряння електропровідності розчину, або шляхом виміряння потенціалу електрода, який занурено у розчин).

До фізичних методів аналізу відносять атомно-абсорбційний, рентгеноспектральний та радіометричний методи аналізу. При дослідженні підземних вод вони використовуються рідко[10].

До біологічних методів аналізу підземних вод відносять біотестування. Його використовують зокрема для визначення токсичності підземних вод (біотестування на ракоподібних та бактеріях).

Хіміко-аналітичні дослідження під час пошуків і розвідки підземних вод для питного і господарського призначення належить виконувати з додержанням діючих стандартів. У всіх випадках слід оцінювати корозійну активність підземних вод. У районах, де можливе забруднення підземних вод унаслідок агрохімічної діяльності, промисловими, побутовими й іншими стічними водами, а також під впливом інших техногенних факторів, потрібно визначити характерні для даного району забруднювальні компоненти. Перелік таких компонентів належить узгодити з місцевими органами державної санітарно-епідеміологічної служби. У підземних водах нафтоносних районів та районів з підвищеним техногенним навантаженням додатково слід вивчати вміст нафтопродуктів і склад газів.

Перелік та допустимі концентрації забруднювальних компонентів установлюються Міністерством охорони здоров'я України.

До введення в дію вітчизняних нормативних документів відбір, зберігання, транспортування проб води слід здійснювати згідно з ГОСТ 24481-80 та ГОСТ 4979-49. Аналіз проб підземних вод, призначених для питного водопостачання, слід виконувати згідно з вимогами: ГОСТ 4151-72, ГОСТ 18165-81, ГОСТ 18294-81, ГОСТ 4974-72, ГОСТ 4388-72, ГОСТ 4152-81, ГОСТ 18826-73, ГОСТ 4011-72, ГОСТ 18190-72, ГОСТ 18301-72, ГОСТ 18309-72, ГОСТ 18912-73, ГОСТ 18913-73, ГОСТ 18293-72, ГОСТ 18164-72, ГОСТ 18921-73, ГОСТ 4386-81, ГОСТ 4245-72, ГОСТ 18963-73, ГОСТ 4389-72, ГОСТ 3351-74, ГОСТ 4192-82, ГОСТ 18308-72, ГОСТ 23950-80, ГОСТ 24902-81, ГОСТ 24849-81, ГОСТ 1030-81, ГОСТ 24481-81, які регламентують визначення окремих показників питних вод, зазначених у ГОСТ 2874-82. Для визначення вмісту інших речовин у підземних водах слід застосовувати відповідні чинні стандарти і методики[8].

Для аналітичного визначення показників якості підземних вод нормативними документами (ГОСТи і ін.) рекомендовано більше 20 різних методів, причому для ряду компонентів допускається застосування до 5 методик, що відрізняються по своїх метрологічних характеристиках. Вибір методу надається на розсуд керівництва аналітичної лабораторії і, як правило, визначається, в першу чергу, рівнем приладового забезпечення і кваліфікацією аналітиків. Серйозною проблемою є різночасне введення в дію ГОСТів на різні методи аналізу і, відповідно, перехід на нові ГОСТи, що поступають, в різних лабораторіях, що утрудняє зіставлення результатів при регіональних узагальненнях і аналізу багаторічних рядів спостережень. До того ж при наданні аналітичній інформації зазвичай не указується використана методика аналізу. У зв'язку з цим при створенні і поповненні банку даних аналітичних визначень за наслідками моніторингу необхідно обов'язково указувати методику, що застосовується, визначення і її метрологічні характеристики, підтверджені результатами паралельних аналізів і визначення стандартних розчинів. При виборі з ряду наявних методів аналізу якого-небудь компоненту складу води необхідно керуватися з одного боку можливостями приладового забезпечення лабораторії, з іншої - вимогами до характеристик методу: чутливості, відтворюваності, правильності, вибірковості, універсальності, економічності, оперативності, необхідному об'єму проби. Практично доводиться знаходити розумний компроміс між різними вимогами. Слід підкреслити, що для користувача аналітичною інформацією необхідний не тільки результат аналізу, але і характеристики аналітичного методу, без яких неможлива коректна обробка і інтерпретація результатів.

Слід звернути особливу увагу на методику вимірювання окислювально-відновного потенціалу (Eh) - найважливішої характеристики середовища, що багато в чому визначає поведінку елементів зміною валентності в підземних водах. Атестована методика визначення Eh відсутня. Складність визначення пов'язана з необхідністю використання герметично закритого осередку для вимірювання, що забезпечує можливість перемішування води, повільному встановленні рівноважного значення потенціалу на вимірювальних електродах (іноді потрібно багато годинника), бажаному досягненні рівноваги <знизу> і <зверху>, для чого необхідно мінімум два заздалегідь різно поляризованих вимірниках електроду. Без дотримання цих умов реальні помилки при вимірюванні можуть досягати сотень милливольт. [3].

Таблица 1.7 Методи аналітичного контролю якості підземних вод [11].

Найменування показника	Метод визначення
Число мікроорганізмів в 1 см3 води	По ГОСТ 18963-73
Число бактерій групи кишкових паличок в 1 дм3 води (колі-індекс),	По ГОСТ 18963-73
Берилій (Be)	По ГОСТ 18294-89
Молібден (Мо)	По ГОСТ 18308-72
Миш'як (As)	По ГОСТ 4152-89
Нітрати (N03)	По ГОСТ 18826-73
Поліакриламід	По ГОСТ 19355-85
Свинець(РЬ)	По ГОСТ 18293-72
Селен (Se)	По ГОСТ 19413-89
Стронцій (Sr)	По ГОСТ 23950-88
Водородний показник, рН	Вимірюється pH-метром будь-якої моделі зі скляним електродом з похибкою вимірянь, що не перевищує 0,1 рН
Залізо (Fe)	По ГОСТ 4011-72
Жорсткість загальна	По ГОСТ 4151-72
Марганець (Мп)	По ГОСТ 4974-72
Мідь (Си"+)	По ГОСТ 4388-72
Сульфати (S042")	По ГОСТ 4389-72
Сухий залишок	По ГОСТ 18164-72
Хлориди (СІ')	По ГОСТ 4245-72
Цинк (Zn2+)	По ГОСТ 18293-72
Запах при 20 °С і при нагріванні до 60°	По ГОСТ 3351-74
Смак і присмак при 20 °С	По ГОСТ 3351-74
Кольоровість	По ГОСТ 3351-74
Мутність	По ГОСТ 3351-74
Мутність по стандартній шкалі	По ГОСТ 3351-74

Оцінка коррозійно-накипних властивостей води 1.6.1.1. Оцінка коррозійно-накипних властивостей води за методом Ланжельє

Відповідно до Інструкції із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ питних і технічних підземних вод [8] під час пошуків і розвідки підземних вод для питного і господарського призначення слід оцінювати корозійну активність підземних вод.

Вода з різних джерел водопостачання дуже неоднорідна по складу і, як наслідок, по своїх споживчих і експлуатаційних властивостях. Природно, що спроби прогнозувати властивості води даним про її склад робилися вже давно.

Найбільш відомим і добре розробленим методом оцінки коррозійно-накипних властивостей води є метод Ланжельє. Цей метод якісної оцінки властивостей води розроблений хіміком Ланжельє ще в 30-і роки XX сторіччя.

За даними хімічного аналізу обчислюється індекс Ланжельє, величина якого дозволяє оцінити здатність води викликати корозію стали або схильність до накипоутворення. За останні 70 років неодноразово робилися спроби поліпшити, удосконалити, спростити обчислення індексу Ланжельє. Але, проте, в основі безлічі розроблених на сьогоднішній день методів оцінки властивостей води лежить все-таки індекс Ланжельє

Теоретичне обґрунтування методу Ланжельє

Учені, що досліджують властивості розчинів, давно відмітили, що властивості розчиненої речовини, так само як і властивості розчинника, залежать від концентрації. Під концентрацією (позначається зазвичай латинською буквою С) розуміють кількість речовини, розчинену в одиниці об'єму (рідше маси) розчинника, «активності» речовини в розчині -- реально спостережуваної концентрації. Активність зазвичай позначають буквою а. Співвідношення між активністю і концентрацією визначається коефіцієнтом активності:

f=a/C.(1.1)

У дуже розбавлених розчинах, тобто в розчинах з дуже малою кількістю розчиненої речовини, активність рівна концентрації. Коефіцієнт активності при цьому наближується до 1.

Іонселективний електрод вимірює активність речовини, тобто результат його реальної присутності. Концентрацію -- дійсну масу -- розчиненої речовини дозволяє встановити хімічний аналіз.

Водневий показник води як розчину (рН), вимірюваний відповідним електродом, відображає результат рівноважних активностей всіх компонентів цього розчину. Хімічний аналіз дозволяє визначити концентрації компонентів розчину і за цими даними обчислити рН.

Якраз різниця між рН, розрахованим за даними хімічного аналізу, і рН виміряним (активністю компонентів розчину) Ланжельє запропонував розгля...