## 6. Гидрохимические наблюдения

### Органолептические свойства воды

Любое знакомство со свойствами воды начинается с определения органолептических показателей, то есть таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств: зрением, обонянием, вкусом. К органолептическим относятся такие характеристики, как цветность, прозрачность, запах, вкус и привкус, пенистость, количество взвешенных веществ.

Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о качестве воды и состоянии водного объекта, может быть произведена быстро и без использования приборов.

Начать изучение водоема или водотока следует с его общего обзора, который может дать много полезной информации о качестве воды. При этом особое внимание следует обращать на явления, свидетельствующие о загрязнении изучаемого водного объекта: гибель рыбы и других водных организмов, поврежденность растений (наличие больных и погибших), выделение пузырьков газа из донных отложений, помутнение или изменение цвета воды после впадения в нее сточных вод, появление запаха, цветение воды, пятна нефтяной пленки на поверхности и прочее.

При записи в журнал наблюдений следует отметить эти признаки "болезни" водного объекта. Для выявления причин изменения состояния воды может оказаться полезным встретиться и побеседовать с местными жителями. Если вы живете на берегу изучаемого водоема или водотока, то скорее всего эти причины известны и вам. В любом случае следует записать в журнале полученные сведения, не забыв указать их источник.

Органолептическая оценка является важным и наиболее доступным для юных исследователей этапом гидрохимических наблюдений. Этот этап позволяет выполнить предварительную оценку состояния водного объекта, определить источники воздействия, выявить причины ухудшения качества воды. Следует иметь в виду, что органолептическая оценка - обязательная процедура санитарно-химического контроля воды в системе государственного мониторинга и контроля.

#### Цветность

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием окрашенных органических веществ. Научное название этих веществ - гумусовые (от латинского слова - humus - земля, почва), поскольку они, как правило, попадают в природную воду вследствие вымывания из почв. Количество этих веществ зависит от геологических условий в долине реки, наличия водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки и т.п. Обратите внимание, что реки, вытекающие из болот, имеют, как правило, желтую, красноватую или даже коричневую окраску. Это связано с тем, что в болотах содержится много гумусовых веществ.

Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды (например, сточные воды красильных, кожевенных, химических производств).

Для определения цветности пробирку заполняют водой до высоты 10-12 см и рассматривают сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (желательно при естественном). Если вода очень мутная, то перед определением цветности ее следует отфильтровать.

По результатам наблюдения определяют цветность исследуемой пробы в соответствии с общепринятой шкалой, характеризующей окраску воды:

- слабо-желтоватая;
- желтая;
- интенсивно желтая;
- коричневая;
- красно-коричневая.

В соответствии с требованиями к качеству воды в зонах рекреации (отдыха) окраска воды не должна обнаруживаться визуально в столбике высотой 10 см. Для питьевой воды это значение составляет 20 см.

Занесите результаты анализа в журнал наблюдений. Для удобства можно использовать таблицу 12 в конце этого раздела. Интересно сравнить результаты определения цветности в разные сезоны гидрологического года: зимнюю межень, половодье (причем лучше 3 раза: на подъеме, когда уровень воды в реке стремительно нарастает, на пике, когда уровень максимальный, и на спаде), летне-осеннюю межень и паводки, когда уровень воды поднимается из-за дождей. Интересно также узнать, чем вызвана цветность воды. Причиной может быть, например, наличие болот в верховьях реки, попадание загрязненных сточных вод в реку.

#### Осадок

Взвешенные вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц песка, глины, ила, других нерастворенных неорганических соединений, а также живых микроорганизмов и водных организмов и их отмерших остатков.

Количество взвеси зависит от размера взвешенных частиц и скорости потока, поэтому оно связано с сезонными изменениями и режимом стока, зависит от пород и почв, слагающих русло, а также от влияния хозяйственной деятельности человека, такой как сельское хозяйство, горные разработки и т.п.

Если прийти на берег реки весной во время половодья, то часто можно увидеть более мутную воду, чем в обычное время. Это связано как с высокой скоростью воды, которая размывает берега, сносит с поймы частицы почв, так и с поступлением взвешенных веществ с талыми водами. Через некоторое время, по окончании половодья, вода станет светлее.

Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, качество и состояние поверхностных вод. Они аккумулируют многие загрязняющие вещества, содержащиеся в воде, например, токсичные тяжелые металлы (медь, никель, цинк и другие). Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для использования человеком по эстетическим соображениям.

Часть взвешенных веществ со временем выпадает в осадок. Осадок определяют через час после отбора пробы, поэтому начните свои наблюдения с определения этого параметра. Пока вода будет отстаиваться, вы сможете выполнить значительную часть других наблюдений.

Отберите значительное количество воды, например, 1 литр в мерный цилиндр, который можно заменить любым другим прозрачным сосудом с ровным дном (например, банкой). При этом в журнале наблюдений отмечают следующую информацию:

- объем осадка: незначительный, заметный, большой (если вы используете один и тот же сосуд с известной площадью дна, то с помощью обычной линейки можно измерять высоту осадка);
- характер осадка: хлопьевидный, илистый, глинистый, песчаный;
- цвет осадка: серый, коричневый, бурый.

После выпадения осадка описывают также состояние самой воды: осветление незначительное, слабое, сильное; вода стала прозрачной.

Определение цветности лучше проводить, используя верхний слой отстоявшейся воды, аккуратно перелитый в чистую емкость (особенно, если у вас нет фильтра).

Как правило, в сильно загрязненной воде выпадает большой слой осадка. Однако, отсутствие большого объема осадка не всегда означает, что вода пригодна для использования человеком (в ней могут содержаться токсичные вещества в растворенном виде).

#### Мутность

Мутность воды обусловлена наличием в воде очень мелких частиц и микроорганизмов, способных рассеивать свет. Для определения мутности поместите пробирку или прозрачный бесцветный сосуд из тонкого стекла с пробой воды перед источником света. Посмотрите на пробу таким образом, чтобы ваш взгляд был направлен перпендикулярно направлению лучей света.

По результатам наблюдения определяют мутность исследуемой пробы в соответствии со следующей шкалой, характеризующей мутность:

- прозрачная;
- слабо мутная;
- мутная;
- очень мутная.

Мутность определяется качественно, и часто разные наблюдатели дают разные оценки. Здесь важно, чтобы вы приобрели определенный опыт. Самое правильное, если вы будете проводить измерения мутности в разных водных объектах, а если на одном объекте, то в разные сезоны. Тогда у вас появится опыт сравнения разных вод, и ваши оценки станут более объективными.

#### Прозрачность

Прозрачность (или светопропускание) природных вод обусловлена их цветом и мутностью, то есть содержанием в них различных растворенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Это очень важная характеристика качества воды.

Менее прозрачная вода сильнее нагревается у поверхности (в случае, когда нет интенсивного перемешивания воды за счет ветра или течения). Более интенсивное нагревание имеет серьезные последствия. Так как теплая вода имеет меньшую плотность, то нагретый слой как бы "плавает" по поверхности холодной и поэтому более тяжелой воды. Этот эффект расслоения воды на почти не перемешивающиеся слои называется стратификацией водного объекта (обычно водоема - пруда или озера).

В верхнем теплом слое активно развиваются микроскопические водоросли (фитопланктон). Они производят значительное количество кислорода, который нужен для других живых организмов, например, рыб. Однако теплый слой почти не перемешивается с более холодным, и кислород плохо поступает из поверхностного слоя воды на глубину. Отмирающие микроорганизмы из верхнего слоя воды попадают в более глубокие слои. На их окисление дополнительно расходуется кислород, дефицит которого уже наблюдается на глубине. Отсутствие кислорода приводит к гибели некоторых организмов, живущих в придонных слоях воды.

Определение прозрачности можно проводить двумя способами:

1. С использованием мерного цилиндра.

Исследуемую воду наливают в мерный стеклянный цилиндр диаметром 2,5 см и более, высотой около полуметра (не менее 30 см). Пробу помещают в цилиндр и взбалтывают. Цилиндр располагают на высоте около 4 см над образцом хорошо освещенного четкого черного шрифта средней жирности высотой 3,5 мм на белом фоне (для работы можно использовать текст газетной статьи). Определяют высоту столба жидкости, через который удается прочитать текст на дне цилиндра.

2. Непосредственно в водном объекте.

Мерой прозрачности в этом случае служит высота столба жидкости, с которой можно видеть медленно опускаемый в воду диск Секки или различать на помещаемой в водную толщу белой бумаге шрифт средней жирности высотой 3,5 мм.

Диск Секки представляет собой белый металлический диск диаметром 30 см. Его можно изготовить и самостоятельно. Для этого используют плотный ненамокающий материал (пластик, крашеную фанеру) белого цвета диаметром 20 см, к которому крепится груз и шнур с метками через известные равные расстояния для определения глубины.

Диск опускают в воду с лодки с теневой стороны и замеряют глубину, на которой диск исчезает из поля зрения. Измерение следует проводить несколько раз, определяя среднюю глубину как меру прозрачности.

Результаты определений выражают в сантиметрах с указанием способа измерения и записывают в журнале. Вода считается непригодной для питья без специальной подготовки, если прозрачность составляет менее 30 см.

#### Запах

Запах воды вызывают летучие пахнущие вещества, поступающие в воду в результате процессов жизнедеятельности водных организмов, при биохимическом разложении органических веществ, содержащихся в воде (таков, например, процесс гниения органических остатков умерших организмов), а также с промышленными, сельскохозяйственными (стоки животноводческих ферм) и хозяйственно-бытовыми сточными водами. В воду во время весеннего половодья или во время дождей загрязняющие вещества могут попадать также с поверхностным стоком.

На запах воды оказывают влияние многие факторы: состав содержащихся в ней веществ, температура, величина рН, степень загрязненности водного объекта, биологическая обстановка, гидрологические условия и т.д.

Различают запахи естественного и искусственного происхождения. Запахи естественного происхождения приведены в таблице 8.

Запах воды характеризуется также интенсивностью, которую измеряют в баллах. (см. табл. 9).

Таблица 8. Запахи естественного происхождения

Характер запаха | Примеры запахов соответствующего ряда
--- | ---
Ароматический | Огуречный, цветочный
Болотный | Илистый, тинистый
Гнилостный | Фекальный, навозный
Древесный | Мокрой щепы, древесной коры
Землистый | Прелый, свежевспаханной земли
Плесневой | Затхлый
Сероводородный | Тухлых яиц
Травянистый | Сена, скошенной травы
Неопределенный |

Таблица 9. Балльная оценка запаха

Балл | Интенсивность | Качественная характеристика
--- | --- | ---
0 | Никакого | Отсутствие запаха
1 | Очень слабый | Обнаруживается при нагревании
2 | Слабый | Обнаруживается только при тщательном обследовании
3 | Заметный | Легко обнаруживается
4 | Отчетливый | Заставляет воздерживаться от питья
5 | Очень сильный | Вода не годится для любого употребления без специальной подготовки

Для определения интенсивности и характера запаха прилейте в колбу вместимостью 250-350 мл (или какой-либо другой чистый сосуд) 100 мл исследуемой воды и закройте пробкой. Несколько раз вращательными движениями тщательно перемешайте содержимое колбы. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, определите характер и интенсивность запаха (температура воды должна быть около 20°С).

Если запах слабый, то воду в колбе следует нагреть до температуры 50-60°С, подержав колбу на горячей водяной бане.

Интенсивность запаха можно также определять разбавлением исследуемой пробы дистиллированной водой (если у вас в экспедиции нет дистиллированной воды, можно использовать прокипяченную и охлажденную чистую, например, водопроводную воду, которая не имеет собственного запаха). Разбавление осуществляют до тех пор, пока запах не исчезнет. Кратность разбавления определяет интенсивность запаха.

Определение запаха важно проводить в различные сезоны года и на разных участках водного объекта. Тогда появляется возможность проанализировать источник и причины появления запаха. Запишите результаты в журнал наблюдений.

#### Внешний вид водного объекта

Ранее уже упоминалось о том, что внешний вид водного объекта может дать очень важную информацию о качестве воды в нем.

Внешний вид водного объекта можно охарактеризовать также следующим образом:

- наличие или отсутствие пленок и пятен на поверхности воды, нефтяных пятен на берегу, на водных и прибрежных растениях;
- наличие и состав плавающего мусора или мусора на дне и берегах реки;
- искусственные или естественные запруды из веток или упавших деревьев;
- наличие омутов, отмелей и др.

Наличие или отсутствие нефтяных пленок (обычно радужных) и пятен на поверхности воды, нефтяных пятен на берегу и растениях характеризуют уровень загрязнения водного объекта, который можно выразить в баллах (см. табл. 10).

Таблица 10. Уровень загрязнения водного объекта по внешнему виду

Балл | Внешний вид загрязнения
--- | ---
1 | Отсутствие пленок и пятен на поверхности воды
2 | Отдельные пленки и пятна, в том числе нефтяные, на поверхности воды
3 | Пленки нефти на водных растениях
4 | Пятна и пленки нефти на большей части поверхности и берегах водного объекта
5 | Поверхность воды покрыта нефтью даже во время волнения

Следует отметить, что причиной возникновения пленки на поверхности водного объекта могут быть и естественные природные факторы (например, торфяники). Это относится к уровню загрязненности в 2 балла. Поэтому следует внимательно изучить вид пленок. Торфяные (естественные) пленки обычно отличаются по своей структуре от нефтяных: они не сплошные, а разделены, как будто на осколки. Нефтяные пятна обычно сплошные, радужные, причем под разным углом зрения они переливаются разными цветами радуги, чего обычно не бывает с торфяными пленками.

Выражая в баллах уровень загрязненности водного объекта и его запах, можно получить сводные результаты, характеризующие общую степень загрязнения вод (см. табл. 11).

Таблица 11. Оценка степени загрязнения по запаху и внешнему виду

Степень загрязнения вод | Запах (балл) | Внешний вид (балл)
--- | --- | ---
Очень чистые | 0 | 1
Чистые | 1 | 1
Умеренно загрязненные | 2 | 2
Загрязненные | 3 | 3
Грязные | 4 | 4
Очень грязные | 5 | 5

#### Обработка результатов и выводы

Для более объективной оценки качества воды обычно отбирается не одна, а несколько проб. Это дает возможность уменьшить неизбежные случайные погрешности при отборе проб и измерениях.

Определение органолептических показателей лучше проводить нескольким участникам. Результат в этом случае должен отражать точку зрения большинства или быть записан после общего обсуждения.

После выполнения всех определений, обязательно внесите полученные результаты для каждой исследуемой пробы в журнал наблюдений (см. образец в табл. 12).

Таблица 12. Обобщенные результаты исследования органолептических свойств воды

Номер пробы, дата, время и место отбора.........
Характеристика | Единица измерения | Значение показателя
I | II | III ... | среднее
Температура | оС |  |  |  |
Цветность | словесное описание |  |  |  |
Осадок Объем Характер Цвет Состояние воды после выпадения осадка | словесное описание |  |  |  |
Мутность | словесное описание |  |  |  |
Прозрачность | см |  |  |  |
Запах Характер Интенсивность | словесное описание; баллы |  |  |  |
Внешний вид | словесное описание; баллы |  |  |  |

Теперь сделайте общий вывод об экологическом состоянии водного объекта. Следует иметь в виду, что часто бывает трудно только по однажды проведенным измерениям дать оценку качества воды. Очень важно возвращаться к реке или озеру неоднократно, в разные сезоны года и проводить измерения одинаковых параметров качества воды. Это позволит сравнивать результаты и делать более интересные и полезные выводы.

Другой совет заключается в том, что если вы обнаружили загрязнение воды, постарайтесь определить его причину. Как правило, причина загрязнения - хозяйственная деятельность человека (антропогенное загрязнение). В то же время, многие свойства воды определяются естественными причинами, и важно, чтобы эти причины не путали, так как от этого может зависеть будущее водного объекта.

### Гидрохимические показатели качества воды

Меры безопасности при проведении химических анализов

1. Используемый вами набор реактивов для определения концентрации загрязняющих веществ в воде не должен содержать ядовитых веществ.
2. При работе в полевых и лабораторных условиях следует:
   - избегать попадания любых реактивов и растворов на кожу, слизистые оболочки, одежду и прочее;
   - при проведении работ не принимать пищу, не пить;
   - проверять герметичность упаковок, плотность закрытия крышек;
   - не вдыхать и не нюхать реактивы;
   - при работе со стеклянной посудой соблюдать осторожность;
   - пользоваться шприцем или резиновой "грушей" с пипеткой при отборе растворов реактивов (не втягивать ртом!)
3. Избегать попадания щелочных и кислых растворов на кожу, слизистые оболочки, одежду и пр. При случайном попадании их на кожу быстро промокнуть тампоном (ватой, платком и пр.) и промыть чистой водой. При попадании в глаза быстро промыть большим количеством чистой воды и при первой же возможности обратиться за медицинской консультацией и помощью.

Теперь мы остановимся на группе показателей, которые называются гидрохимическими. Гидрохимия, то есть химия природных вод, очень важный раздел науки о качестве воды. Она использует множество различных химических, физических и прочих методов. Она интенсивно развивается, мы все больше узнаем о химии природных вод, о влиянии веществ, содержащихся в них, на живые организмы и человека.

Особенность гидрохимических показателей состоит в том, что они связаны с наличием в воде химических веществ, обычно растворенных. Они, как правило, не могут быть определены с помощью органов чувств. Нужны методы, позволяющие выявить наличие тех или иных химических веществ в воде и определить их содержание (концентрацию). Эти вещества имеют как естественные, так и антропогенные источники поступления в водный объект.

Гидрохимические показатели дают более точную, количественную информацию о качестве воды в водном объекте, чем органолептические, однако требуют оборудования, которое часто бывает очень сложным. Далее мы поговорим о простейших, но наиболее типичных показателях: водородном показателе (рН), жесткости и т.д.

В данном тексте материал сформирован таким образом, что каждый последующий показатель более сложен в определении, чем предыдущий. Здесь требуется определенный навык в работе, поэтому следует сначала, до выхода "в поле", провести обучение (тренировку) в школьной химической лаборатории. В качестве объекта анализа можно брать водопроводную воду, воду из колодца и т.д.

#### Водородный показатель (рН)

Ион водорода (Н+) - самый распространенный в водах. Он обязательно присутствует (наряду с ионом гидроксила ОН-) даже в дистиллированной воде.

Концентрация иона водорода меняется в водах в очень широком диапазоне. Например, в кислотах эта концентрация может быть 1 моль/л и больше, а в щелочах - 10-14 моль/л и меньше. Поэтому для удобства выражения содержания водородных ионов в воде была введена величина, представляющая собой логарифм их концентрации, взятый с обратным знаком:

pH = -lg[H+].

Величина pH воды - один из важнейших показателей качества вод. Концентрация ионов водорода имеет большое значение для химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. От величины pH зависят развитие и жизнедеятельность водных растений, устойчивость различных форм миграции элементов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Величина pH воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.

В дистиллированной воде показатель рН близок к 7. По мере уменьшения величины рН от 7 вода все более приобретает кислые свойства. И наоборот, с ростом величины рН от 7 - щелочные. Значение pH в речных водах обычно варьирует в пределах 6,5-8,5, в незагрязненных атмосферных осадках около 5,6, в болотах 4,5-6,0, в морских водах 7,9-8,3. Концентрация ионов водорода подвержена сезонным колебаниям. Зимой величина pH для большинства речных вод составляет 6,8-7,4, летом 7,4-8,2, то есть летом вода становится более щелочной. Это обусловлено жизнедеятельностью водных организмов и другими причинами. Величина pH природных вод определяется также составом пород, слагающих водосборный бассейн.

В соответствии с требованиями государственных стандартов к составу и свойствам воды для водных объектов - источников питьевого водоснабжения величина pH не должна выходить за пределы интервала значений 6,5-8,5. Такие же требования предъявляются к воде в зонах рекреации, а также если водные объекты имеют рыбохозяйственное значение.

Пониженные значения рН свидетельствуют о закислении водного объекта. Причинами закисления являются как антропогенные, так и природные факторы. Наиболее типичным природным фактором является поступление кислых вод природного происхождения, например, из болот, с подземными водами. Однако в последнее время основными факторами подкисления воды являются антропогенные, такие как атмосферные осадки (в атмосферу при сгорании топлива попадает большое количество кислых оксидов (серы, азота и пр.), которые при соединении с атмосферной влагой образуют кислоты, сбросы недостаточно очищенных сточных вод (в производствах часто используют кислоты).

Природные воды в зависимости от величины рН рационально делить на семь групп (см. табл. 13).

Таблица 13. Группы природных вод в зависимости от рН

Группа | рН
--- | ---
Сильнокислые воды | <3
Кислые воды | 3-5
Слабокислые воды | 5-6,5
Нейтральные воды | 6,5-7,5
Слабощелочные воды | 7,5-8,5
Щелочные воды | 8,5-9,5
Сильнощелочные воды | >9,5

При попадании кислых осадков (загрязненных) в виде дождей, при таянии снега в водные объекты закисление проходит три стадии.

1. На первой стадии рН практически не меняется. Это объясняется самоочищающей способностью водоема, так называемой буферной емкостью, которая в основном обусловлена присутствием в воде диоксида углерода, гидрокарбонатных и карбонатных ионов.

Присутствующие в воде диоксид углерода, гидрокарбонатные и карбонатные ионы находятся в подвижном равновесии. Ниже приведена простейшая карбонатно-кальциевая система.

H2CO3 <=> Н+ + HCO3- <=> 2 Н+ + CO32-

CaCO3 + CO2 + H2O <=> Сa2+ + 2 HCO3-

Каждая реакция характеризуется своей константой равновесия, так что при наличии в воде определенной концентрации ионов кальция обязательно устанавливаются определенные концентрации диоксида углерода, гидрокарбонатных и карбонатных ионов. При попадании кислых осадков в водоем происходит следующая реакция:

HCO3- + Н+ => H2CO3 ,

т.е. ионы гидрокарбоната "нейтрализуют" ионы водорода.

На первой стадии закисления водного объекта ионы гидрокарбоната успевают полностью нейтрализовать ионы Н+ и рН остается неизменной.

2. На второй стадии закисления количества гидрокарбонат-ионов уже не хватает для нейтрализации ионов Н+. Растворение углекислого газа из атмосферы способствует поддержанию величины рН на определенном уровне. Величина рН воды на второй стадии обычно не поднимается выше 5,5 в течение всего года. О таких водоемах говорят как об умеренно кислых.

3. На третьей стадии закисления величина рН водоемов стабилизируется на значениях рН<5 (обычно рН = 4,5). При этих значениях рН "нейтрализация" ионов Н+ происходит вследствие присутствия гумусовых веществ и соединений алюминия в водных объектах и почвенном слое.

С понижением рН в водном объекте происходят следующие реакции:

Al(OH)3 + 3 H+ <=> Al3+ + 3 H2O (при рН =< 4,5)

Al(OH)3 + H+ <=> Al(OH)2+ + H2O (при рН = 5 - 6)

При этом если в воде присутствуют загрязняющие вещества, содержащие металлы в связанном состоянии (например, более токсичные медь, цинк и пр.), то при снижении величины рН наблюдается переход металлов в растворимые, более подвижные формы, значительно более токсичные.

Рис.14. Диапазоны рН, благоприятные (заштриховано) для развития популяций водных организмов

В результате снижения рН (закисления водных объектов) происходят значительные изменения в видовом составе живых организмов. Влияние рН на состояние и разнообразие водных организмов представлено на рисунке 14.

Для определения рН можно использовать прибор рН-метр или специальную индикаторную бумагу, продающуюся в специализированных магазинах (см. Приложение 5. Полезные адреса). Следует помнить, что индикаторная бумага не дает точного результата, но более доступна. Универсальная лакмусовая бумага есть практически в каждой школе.

Перед определением пробирку или другую чистую стеклянную емкость следует несколько раз ополоснуть. Затем наливают достаточное количество воды, опускают на 1-2 секунды листок индикаторной бумаги и сравнивают ее цвет с контрольной шкалой.

Следует отметить, что перечисленные выше параметры не представляют сложности в определении и могут активно использоваться школьниками для анализа состояния водного объекта и определения качества воды.

Кроме описанных методов, для определения других важных веществ в природных водах используют более сложные методы, которые предназначены для выполнения школьниками старших классов под наблюдением учителя.

Для многих анализов требуются специальные приборы и реактивы, которые связаны с затратами. В некоторых случаях это представляет определенную проблему. Поэтому в данном методическом пособии описаны только основные параметры, отражающие загрязнение водного объекта, а также возможная интерпретация результатов и причины, вызывающие то или иное загрязнение. Химизм методов и сами методики определения изложены в специализированной литературе, на которую даны ссылки в Приложении 6. Рекомендуемая литература. Также они обычно есть в специальных наборах для анализа воды полевыми методами (тест-комплектах), выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами ("Кристмас+", НАСН, HANNA, см. Приложение 5. Полезные адреса).

#### Жесткость

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней, главным образом, растворенных солей кальция и магния. Это типичные вещества в природных водах. Кальций и магний входят в состав большинства минералов, слагающих поверхностные слои земли. В естественных условиях ионы кальция, магния и других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, поступают в воду в результате взаимодействия растворенного в воде диоксида углерода с карбонатными минералами и при других процессах растворения, химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут являться также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. Вследствие распространенности этих элементов в природных водах неудивительно, что они играют важную роль в жизнедеятельности организмов: влияют на проницаемость клеточных мембран, формируют состав костной ткани высших животных.

Суммарное содержание солей кальция и магния называют общей жесткостью. Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН>8,3) солей кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот (хлоридов, сульфатов и пр.). При кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, поэтому карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной.

Результаты определения жесткости обычно выражают в мг-экв/л. Жесткость воды колеблется в широких пределах. Пресная вода с жесткостью менее 4 мг-экв/л считается мягкой, от 4 до 8 мг-экв/л - средней жесткости, от 8 до 12 мг-экв/л - жесткой и выше 12 мг-экв/л - очень жесткой. Общая жесткость колеблется от единиц до десятков, иногда сотен мг-экв/л, причем карбонатная жесткость обычно составляет до 70-80% от общей жесткости.

> Химическим эквивалентом называется масса химического элемента, которая присоединяет или замещает массу водорода (в г), численно равную его атомной массе (практически 1). Поэтому 1 г-экв - это масса вещества в граммах, численно равная его атомной массе, если ион однозарядный, и численно равная половине его атомной массы, если ион двухзарядный. Например, 1 г-экв гидрокарбонат-иона НСО3- равен 61 г (1 + 12 + 3*16 = 61), а 1 г-экв карбонат-иона СО32- равен (12 + 3х16 )/2=30 г.

Чаще всего преобладает жесткость, обусловленная ионами кальция; однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки и сотни мг-экв/л). Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья. Это связано с характером питания в разные сезоны года. Во время паводка происходит разбавление талыми, мягкими водами, а зимнее питание в основном подземное. Минерализация подземных вод обычно высокая.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения. Величина общей жесткости питьевой воды не должна превышать 10,0 мг-экв/л.

#### Карбонаты и гидрокарбонаты

Выше мы говорили о той большой роли в гидрохимии водного объекта, которую играют гидрокарбонатные и карбонатные ионы. Они определяют буферные свойства воды, то есть способность нейтрализовать попадание в водный объект кислых вод. Основным источником гидрокарбонатных и карбонатных ионов в поверхностных водах являются процессы химического выветривания и растворения карбонатных пород типа известняков, мергелей, доломитов, например:

CaCO3 + CO2 + H2O <=> Сa2+ + 2HCO3-

MgCO3 + CO2 + H2O <=> Mg2+ + 2HCO3-.

Некоторая часть гидрокарбонатных ионов поступает с атмосферными осадками и грунтовыми водами. Гидрокарбонатные и карбонатные ионы выносятся в водоемы со сточными водами предприятий химической, силикатной, содовой промышленности и т.д.

По мере накопления гидрокарбонатных и особенно карбонатных ионов последние могут переходить в нерастворимые соединения и выпадать в осадок:

Ca2+ + 2 HCO3- <=> CaCO3 + H2O + CO2

Сa2+ + CO32- <=> CaCO3

В речных водах содержание гидрокарбонатных и карбонатных ионов колеблется от 30 до 400 мг HCO3-/л, в озерах - до 500 мг HCO3-/л, в морской воде - от 100 до 200 мг/л, в атмосферных осадках - от 30 до 100 мг/л, в грунтовых - от 150 до 300 мг/л, в подземных водах - от 150 до 900 мг/л.

#### Растворенный кислород

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

- процесс поглощения кислорода из атмосферы;
- выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;
- поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.

Поглощение кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. С понижением температуры, повышением атмосферного давления и понижением концентрации растворенных неорганических веществ в воде равновесие процесса поглощения и высвобождения кислорода смещается в сторону поглощения. Обогащение глубинных слоев воды кислородом происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе под действием ветра.

Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при поглощении диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем интенсивнее, чем выше температура воды, больше биогенных (питательных) веществ (соединений фосфора, азота и др.) в воде. Фотосинтез возможен только при наличии солнечного освещения, поскольку в нем наряду с химическими веществами участвуют фотоны света (фотосинтез происходит даже в несолнечную погоду и прекращается в ночное время). Производство и выделение кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной - от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4 , H2S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий, других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев, но только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода изменяется в широких пределах - от 0 до 14 мг/л - и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его производства и потребления и могут достигать 2,5 мг/л растворенного кислорода и более. В зимний и летний периоды в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофированных водоемах, содержащих большое количество биогенных и легкоокисляемых органических веществ, может наблюдаться дефицит кислорода.

Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг O2/л. Понижение его до 2 мг/л вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг O2/л в любой период года. Для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода в этом случае не должна быть ниже 4 мг O2/л в зимний период (при ледоставе) и 6 мг O2/л - в летний.

Зависимость класса качества водного объекта от содержания растворенного кислорода приведена в таблице 14.

Таблица 14. Зависимость класса качества водного объекта от содержания растворенного кислорода

Уровень загрязненности вод и класс качества | Концентрация растворенного кислорода
--- | ---
лето, мг O2/л | зима, мг O2/л | % насыщения
очень чистые, I | 9 | 13-14 | 95
чистые, II | 8 | 11-12 | 80
умеренно загрязненные, III | 7-6 | 9-10 | 70
загрязненные, IV | 5-4 | 4-5 | 60
грязные, V | 3-2 | 3-4 | 30
очень грязные, VI | 0 | 0 | 0

#### Биогенные вещества

Из школьного курса биологии известно, что органическое вещество на земле создается живыми растениями. Основными элементами, из которых строятся органические молекулы, являются углерод (С), водород (Н) и кислород (О). Однако построить живой организм только из этих основных элементов нельзя. По существу, растения используют многие из известных элементов для создания живого вещества, даже те, которые мы привыкли считать токсичными. Только растения используют эти элементы в очень малых количествах.

Поэтому многие элементы с правом могут называться биогенными, т.е. рождающими жизнь (по латыни био - жизнь, генез - возникновение, образование). Обычно их подразделяют на макро- и микроэлементы. В таблице 15 мы привели список макроэлементов, а также комментарии об их роли в биологических процессах живых организмов.

Кроме макрокомпонентов, биогенными являются некоторые микрокомпоненты. Среди них можно назвать следующие: марганец (при его недостатке у человека плохо растут кости), железо (нехватка вызывает малокровие), кобальт (анемия), медь (обесцвечивание волос), цинк, молибден, бор, фтор (при недостатке происходит разрушение зубов), йод (заболевания щитовидной железы).

Таблица 15. Основные биогенные макроэлементы

Элемент | Форма, в которой элемент поглощается растениями | Роль элемента и его участие в биологических процессах | Заболевания человека, связанные с недостатком элемента | В каких пищевых продуктах содержится
--- | --- | --- | --- | ---
Азот, N | Нитрат NO3-, Аммоний NH4+ | Синтез белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других органических соединений | Болезни обмена веществ | Белковые продукты (мясо, рыба, молоко)
Фосфор, Р | Гидрофосфат НРО42- Дигидрофосфат Н2РО4- | Синтез белков, нуклеиновых кислот. Фосфат входит в состав костных тканей и мембран | Апатия, нервные расстройства | Молоко, рыба
Калий, К | Ион К+ | Функции мембран, проведение нервных импульсов. Поддержание баланса веществ | Встречаются редко | Овощи
Сера, S | Сульфат SO42- | Синтез белков, ферментов |  | Постное мясо, рыба, молоко
Натрий, Na | Ион Na+ | Те же, как у калия. В организме происходит Na-K обмен | Мышечные судороги | Поваренная соль, селедка
Хлор, Cl | Хлорид Cl- | Те же, как у калия и Na. Компонент желудочного сока | Мышечные судороги | Поваренная соль, селедка
Магний, Mg | Mg2+ | Входит в состав хлорофилла, костей, зубов |  | Овощи
Кальций, Ca | Ca2+ | Клеточные ткани, кости, эмаль зубов. Способствует свертыванию крови, работе мышц | Рахит | Молоко, жесткая вода

В природных водах наиболее важными среди биогенных элементов являются соединения азота и фосфора. Они регулируют многие процессы в водных объектах, следовательно, в повышенных концентрациях могут выступать как загрязняющие вещества.

Соединения азота

Азот содержится в природных водах в виде органических и неорганических соединений. Минеральный (неорганический) азот состоит из аммонийного (NH4+), нитратного (NO3-) и нитритного (NO2-) азота.

Органические соединения природных вод, как правило, всегда содержат определенное количество азота. Они могут находиться в растворенном и взвешенном состоянии, а также в донных осадках. Все формы азота, включая и газообразную, способны к взаимным превращениям.

Повышенные концентрации ионов аммония и нитритов обычно указывают на свежее загрязнение, в то время как увеличение содержания нитратов - на загрязнение в предшествующее время.

Аммоний

Содержание ионов аммония в природных водах изменяется в интервале от 10 до 200 мкг/л.

Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано в основном с процессами биохимического разложения белковых веществ, аминокислот, мочевины. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической, химической и других отраслей промышленности.

В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/л аммония, в бытовых стоках - 2-7 мг/л; с хозяйственно-бытовыми сточными водами в канализационные системы ежесуточно поступает до 10 г аммонийного азота (в расчете на одного жителя).

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) установлена в размере 2 мг/л по азоту или 2,6 мг/л в виде иона NH4+.

Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного состояния водного объекта, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками.

Внимание! Во многих сборниках методик исследования воды описано определение иона аммония с использованием реактива Несслера. Этот метод в работе со школьниками использовать нельзя, так как реактив Несслера содержит ртуть - очень ядовитое вещество. Необходимо использовать другие методы определения.

Нитраты

Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с:

- внутриводоемными процессами окисления аммонийных ионов до нитратов в присутствии кислорода под действием нитрифицирующих бактерий;
- атмосферными осадками, которые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота (концентрация нитратов в атмосферных осадках может достигать значений 0,9-1 мг/л);
- промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, особенно после биологической очистки, когда их концентрация достигает 50 мг/л;
- стоком с сельскохозяйственных угодий и со сбросными водами с орошаемых полей, на которых применяются азотные удобрения.

Главными процессами, приводящими к снижению концентрации нитратов, являются потребление их фитопланктоном и особыми (денитрифицирующими) бактериями, которые при недостатке кислорода используют кислород нитратов для своей жизнедеятельности. При этом азот переходит в молекулярную форму и выделяется в атмосферу.

В поверхностных водах нитраты находятся в растворенной форме. Концентрация нитратов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при минимальном потреблении азота происходит разложение органических веществ и переход азота из органических форм в минеральные. Значительные изменения концентраций нитратов со сменой сезонов может служить одним из показателей эвтрофирования водного объекта.

В незагрязненных поверхностных водах концентрация нитрат-ионов не превышает величины порядка десятков микрограммов в литре (в пересчете на азот). С нарастанием эвтрофикации абсолютная концентрация нитратного азота и его доля в сумме минерального азота возрастают, достигая сотен мг/л. В незагрязненных подземных водах содержание нитратных ионов обычно выражается сотыми, десятыми долями миллиграмма и реже единицами миллиграммов в литре. Подземные водоносные горизонты в большей степени подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные водоемы (в подземных водах обычно не происходят процессы денитрификации).

В воздействии на человека различают первичную токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитрит-иона, и третичную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г; допустимое суточное потребление по рекомендациям ФАО/ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) - 5 мг/кг массы тела.

Наряду с описанными эффектами воздействия немаловажную роль играет тот факт, что азот - это один из первостепенных биогенных (необходимых для жизни) элементов. Именно этим обусловлено применение соединений азота в качестве удобрений, но, с другой стороны, с этим связан вклад вынесенного с сельскохозяйственных земель азота в развитие процессов эвтрофикации (неконтролируемого роста биомассы) водоемов. Так, с одного гектара орошаемых земель может выноситься в водные системы 8-10 килограммов азота.

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) установлена в размере 10 мг/л по азоту или 45 мг/л в виде иона NO3-.

Нитриты

Нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов двух типов:

1. окисления аммония до нитратов (нитрификация в аэробных условиях);

2. восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификация при недостатке кислорода). Подобные окислительно-восстановительные реакции происходят как в природных водах, так и в установках по очистке хозяйственно-бытовых сточных вод (в аэротенках - для аэробных условий, то есть при избытке кислорода, или в метантенках - для анаэробных условий, - при недостатке кислорода). Нитриты также используются в качестве замедлителей коррозии в процессах водоподготовки технологической воды и поэтому могут попасть и в системы хозяйственно-питьевого водоснабжения. Широко известно также применение нитритов для консервирования пищевых продуктов.

В поверхностных водах нитриты находятся в растворенном виде. Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ в условиях более медленного окисления NO2- в NO3-, что указывает на загрязнение водного объекта и является важным санитарным показателем.

Концентрация нитритов в поверхностных водах составляет сотые (иногда даже тысячные) доли миллиграмма в 1 л; в подземных водах концентрация нитритов обычно выше, особенно в верхних водоносных горизонтах (сотые, десятые доли миллиграмма в 1 л).

Сезонные колебания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной при разложении органических остатков. Наибольшая концентрация нитритов наблюдается в конце лета, их присутствие связано с активностью фитопланктона (установлена способность диатомовых и зеленых водорослей восстанавливать нитраты до нитритов). Осенью содержание нитритов уменьшается.

Предельно допустимая концентрация нитритов в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) установлена в размере 3,3 мг/л в виде иона NO2- или 1 мг/л в пересчете на азот нитритов.

Соединения фосфора

Фосфор может присутствовать в природных водах в различных формах. Основными формами являются дигидрофосфаты (ортофосфаты) Н2РО4-, гидрофосфаты НРО42- и органический фосфор, доступные формы которого содержатся в детрите (отмерших органических частицах взвеси) или донных осадках. Соединения фосфора содержатся в природных водах как в растворенном, так и взвешенном состоянии.

В водном объекте происходит обмен фосфором между его минеральными и органическими формами с одной стороны, и живыми организмами - с другой, и эти процессы являются основными факторами, определяющим концентрацию форм.

Соединения минерального фосфора поступают в природные воды в результате выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты (апатиты и фосфориты). Также они поступают в водные объекты с поверхности водосбора в виде орто-, мета-, пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические моющие средства, добавки, предупреждающие образование накипи в котлах и т.п.), со стоками с ферм, с недоочищенными или неочищенными бытовыми сточными водами, с некоторыми производственными отходами, образуются при биологической переработке остатков животных и растительных организмов.

Концентрация фосфатов в природных водах обычно очень мала - сотые, редко десятые доли миллиграммов фосфора в литре, в загрязненных водах она может достигать нескольких миллиграммов в 1 л. Подземные воды содержат обычно не более 100 мкг/л фосфатов; исключение составляют воды в районах залегания фосфорсодержащих пород.

Содержание соединений фосфора подвержено значительным сезонным колебаниям, поскольку оно зависит от соотношения интенсивности процессов фотосинтеза и биохимического окисления органических веществ. Минимальные концентрации фосфатов в поверхностных водах наблюдаются обычно весной и летом, максимальные - осенью и зимой.

Фосфор - важнейший биогенный элемент, чаще всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов. Поэтому поступление избытка соединений фосфора с водосбора приводит к резкому неконтролируемому приросту растительной биомассы водного объекта (это особенно характерно для непроточных и малопроточных водоемов). Происходит эвтрофикация водного объекта, сопровождающаяся перестройкой всего водного сообщества и ведущая к преобладанию гнилостных процессов (и, соответственно, возрастанию мутности, концентрации бактерий, снижению концентрации растворенного кислорода и пр.).

В методике оценки экологической ситуации, принятой Госкомэкологией РФ, рекомендован норматив содержания растворимых фосфатов в воде - 50 мкг/л.

Железо

Железо также является одним из важнейших биогенных элементов и влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме. В природных водах присутствуют соединения двух- и трехвалентного железа. В результате химического и биохимического окисления (при участии железобактерий или кислорода) Fe(II) переходит в Fe(III), который, гидролизуясь, выпадает в осадок в виде Fe(OH)3. В природных водах Fe(III), как правило, образует гидроксокомплексы. Основной формой нахождения Fe(III) в поверхностных водах являются комплексные соединения его с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом гумусовыми веществами. При рН >= 8,0 основной формой является Fe(OH)3. Поэтому железо в природных водах содержится как в растворенном, так и взвешенном состоянии и донных осадках.

Основными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением, а также поступление с подземным стоком и сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и сельскохозяйственными стоками.

Содержание железа в поверхностных водах суши составляет десятые доли миллиграмма в 1 л, вблизи болот - единицы миллиграммов в 1 л. Повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах. Наибольшие концентрации железа (до нескольких десятков и сотен миллиграммов в 1 л) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН. При этом в подземных водах железо содержится, как правило, в форме Fe(II). Однако попадая на поверхность, Fe(II) переходит в форму Fe(III), при этом образуется осадок. Мы это хорошо знаем по собственному опыту, если используем для питья железистую подземную воду (таких источников много в Центрально регионе России) с характерным бурым осадком.

Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям. Обычно в водоемах с высокой биологической продуктивностью в период летней и зимней стагнации заметно увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенне-весеннее перемешивание водных масс сопровождается окислением Fe(II) в Fе(III) и выпадением последнего в виде Fe(OH)3.

Содержание железа в воде выше 1-2 мг Fe/л значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования в технических целях. ПДКв железа составляет 0,3 мг Fe/л, для водоемов рыбохозяйственного значения ПДКвр для железа - 0,1 мг/л.

#### Обработка результатов гидрохимических исследований

Заключительный этап гидрохимических исследований состоит в обработке и анализе полученных результатов, от которого зависит эффективность вашей работы и пригодность ее для использования другими людьми. Поэтому относитесь к этому этапу с особой "трепетностью".

Сведите результаты всех измерений в предлагаемую таблицу 16.

Таблица 16. Результаты гидрохимических исследований

Параметр | № пробы
--- | ---
1 | 2 | 3 | 4 ...
Общая жесткость, мг-экв/л |  |  |  |
Карбонаты, мг/л |  |  |  |
Гидрокарбонаты, мг/л |  |  |  |
Карбонатная жесткость, мг-экв/л |  |  |  |
Растворенный кислород, мг/л |  |  |  |
Аммоний, мг N/л |  |  |  |
Нитраты, мг N/л |  |  |  |
Фосфаты, мг/л |  |  |  |
Железо, мг/л |  |  |  |

Для каждой пробы должно быть точно указано, где (в каком водном объекте, в каком месте, на какой глубине), когда и кем отобрана проба и выполнен анализ.

Особую ценность получат ваши измерения, если параллельно будут выполнены гидрометеорологические измерения (см. ранее), а также гидробиологические (см. далее).

Проанализируйте полученные результаты, сравнивая, например, с предельно допустимыми концентрациями для водных объектов рыбохозяйственного, а также хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. На этой основе вы можете выделить те компоненты или характеристики качества воды, которые вызывают опасение.

Постарайтесь проводить измерения в различные сезоны (половодье, летне-осеннюю межень, летне-осенние дожди, зимнюю межень), а также помните, что особую ценность имеют ряды наблюдений, то есть когда собраны результаты за несколько лет. При этом не обязательно стремиться определить как можно больше различных параметров, важнее, если хотя бы простейшие анализы выполняются систематически.

Постарайтесь найти результаты исследований других организаций, например, отделениях Росгидромета (Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды), санитарно-эпидемиологической службы (ЦГСЭН или СЭС, региональные отделения Департамента Госсанэпиднадзора Министерства здравоохранения России) и других. Часто можно найти эти данные в других местных организациях, например, в национальных парках, службах санитарно-экологического контроля предприятий. Они могут быть получены за различные годы. Сравните с ними полученные вами результаты.

Существует большое количество методов исследования качества воды. Среди них есть методы, позволяющие также оценить общее состояние водоема по разнообразию живых организмов, обитающих в нем. Следующая глава посвящена этим методам.