- •Химия воды и микробиология Учебно-методическое пособие к практическим занятиям
- •Введение
- •Химия воды
- •Понятие о растворах. Процесс растворения. Растворимость веществ
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельной работы
- •Количественная характеристика состава раствора
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.3. Электролитическая диссоциация. Степень и константа диссоциации
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.4. Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.5. Диссоциация воды. Водородный показатель
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.6. Гидролиз солей
- •I. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой
- •II. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой
- •III. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.7. Коллоидные растворы
- •Контрольные вопросы
- •1.8. Окислительно-восстановительные реакции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2. Физические и химические свойства технологических процессов водоподготовки
- •2.1. Физико-химическая характеристика природных вод
- •2.2. Физические, химические, биологические показатели качества воды
- •Физико-химические основы коагулирования примесей воды
- •2.4. Коагулянты и флокулянты применяемые для осветления воды
- •2.5. Обеззараживание воды
- •Хлорирование воды.
- •2.5.2. Озонирование воды
- •2.5.3. Применение сильных окислителей и сорбентов. Осаждение
- •2.6. Характеристика бытовых и производственных сточных вод
- •Тест №1
- •3. Микробиология
- •3.1. Основы общей микробиологии
- •3.2. Морфологическая характеристика отдельных групп микроорганизмов
- •1) Меноидный слой с выступами и бугорками; 2) ликополисахаридный слой; 3) каналы; 4) молекулы белка; 5) плотный гликопептидный слой; 6) цитоплазматическая мембрана
- •8) Капсула; 9) мембрана протопласта.
- •3.3. Питание бактерий
- •3.4. Ферменты
- •3.5. Химический состав бактерий
- •3.6. Участие микроорганизмов в круговороте веществ в природе
- •3.7. Водоросли, грибы, простейшие, коловратки, черви и микробактерии
- •5) Surirella saxonica (образование ауксоспор); 6) Asterionella gracillima; 7) Pleurosigma attenuatum; 8) Didymosphenia geminata
- •3.8. Влияние внешних факторов на микробов
- •Тест №2
- •4. Санитарная микробиология
- •4.1. Санитарно-бактериологические методы анализа воды
- •4.2 Физические и физико-химические показатели состава воды
- •4.3. Химические и биохимические показатели
- •Примеси в коллоидном и твердом состояниях
- •Общая минерализация и общая загрязненность воды
- •Примеси в растворенном и коллоидном состояниях
- •Щелочность. Углекислотное равновесие воды
- •Тест №3
- •4.4. Индикаторная роль бактерий группы кишечной палочки
- •5. Биологические факторы самоочищения водоемов
- •6. Вредная деятельность микроорганизмов в системах водоснабжения
- •Тест №4
- •7. Сточные воды и методы их очистки
- •7.1. Очистные сооружения
- •11) Песчаные фильтры; 12) хлораторная; 13) контактный резервуар.
- •7.2. Сооружения механической очистки
- •7.3. Сооружения для биологической очистки.
- •7.4. Аэробные процессы очистки сточных вод
- •7.5. Анаэробные процессы очистки сточных вод
- •7.6. Биологические пруды
- •Тест № 5
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Химия воды и микробиология Учебно-методическое пособие к практическим занятиям
Тест №3
по теме: «Химические и биохимические показатели качества воды»
К показателям качества воды относятся:
а) тип источника водоснабжения (река, озеро, родник);
б) пресная вода (гидрокарбонатная) должна содержать 200-250 мг/л плотного остатка;
в) гидрокарбонатная вода содержит 1500-2000 мг/л плотного остатка;
г) мягкая вода имеет жесткость не менее 4 мг-экв/л.
4.4. Индикаторная роль бактерий группы кишечной палочки
По наличию и количеству бактерий группы кишечной палочки (Escherichia coli) судят о степени загрязненности воды патогенными (болезнетворными) микробами. Данный тип бактерий для человека безвреден, они обитают в кишечнике человека и животных, но присутствие их в воде указывает на загрязнение воды выделениями человека и животных. Наличие этих бактерий в воде сигнализирует о возможной опасности распространения через воду дизентерии, брюшного тифа, холеры и других тяжелых заболеваний.
В зависимости от количества бактерий кишечной палочки различают следующие степени загрязненности воды: сильно загрязненная - свыше 10000 бактерий в 1 литре, загрязненная - 1000 бактерий в 1л, слабо загрязненная - 100 бактерий в 1л, удовлетворительная - 10 бактерий в 1л, хорошая питьевая – 3 бактерии в 1л и меньше.
Показателями загрязнения служат коли-титр и коли-индекс.
Коли-титр – это наименьший объем воды в мл, содержащих 1 кишечную палочку.
Коли-индекс – количество кишечных палочек в 1000 мл воды. По ГОСТ на питьевую воду допускается коли-индекс не более 3, коли-титр не менее 300.
Примеры по разделу оценки качества воды.
Пример №1. По результатам определения ионного состава воды оценить ее качество и пригодность для питьевых целей, если по остальным показателям вода удовлетворяет требованиям ГОСТ 2874-73.
Концентрация, мг/л
23 42,5
1,2 52
46,8 124,6
12,2
Решение. Результаты определения ионного состава воды позволяют выяснить ряд показателей, по которым оценивается ее качество. По суммарной массе катионов и анионов можно определить общее солесодержание или плотный остаток. При расчете следует учесть, что в величину плотного остатка, определяемого аналитическим путем, войдет только половина концентрации бикарбонатов, так как в соответствии с реакцией:
бикарбонаты переходят в карбонаты с выделением Тогда величина плотного остатка составит: 23+1,2+46,8+12,2+42,5+52+124,6/2=240 мг/л, что позволяет считать эту воду пресной (солесодержание < 1 г/л). Степень минерализации воды средняя (содержание 200-500 мг/л).
По наличию в воде катионов кальция и магния подсчитаем жесткость воды. Общая жесткость определяется суммарной концентрацией этих катионов в мг-экв./л и составляет 46,8/20,04+12,2/12,16=3,34 мг-экв./л. Жесткость анализируемой воды, в основном, обусловлена катионами кальция. Если выразить концентрацию ионов тоже в мг-экв./л, можно оценить характер жесткости [ ]=124,6/61,018=2,04 мг-экв./л. Суммарная концентрация ионов кальция и магния (3,34) больше концентрации ионов [ ]= 2,04 мг-экв./л. Некарбонатная жесткость определяется как разность общей и карбонатной жесткости и составляет: 3,34=2,04-1,3 мг-экв./л. Вода с общей жесткостью 3,34 мг-экв./л считается мягкой. Кипячение воды с таким соотношением карбонатной и некарбонатной жесткости приведет к умягчению воды в результате устранения карбонатной жесткости. Щелочность воды в данном случае оказывается равной концентрации бикарбонатов (2,04 мг-экв./л), поскольку анионы других слабых кислот отсутствуют.
Вода электронейтральная, поэтому суммарные концентрации катионов и анионов должны быть равны. Сопоставим эти величины, выразив концентрацию ионов в мг-экв./л:
23/22,997+1,2/39,1+46,8/20,04+12,2/12,16=4,37;
124,6/61,018+52/48,033+42,5/35,46=432.
Полученные результаты показывают, что анализ воды выполнен очень точно. Таким образом, можно считать, что анализируемая вода пригодна для питьевых целей.
Пример №2. Для бактериологического анализа через мембранные фильтры профильтровано 10 мл воды до хлорирования и 500 мл хлорированной воды. Определить коли-индекс и эффективность процесса обеззараживания, если при выращивании на среде Эндо в первом случае на фильтре обнаружено 28 специфических колоний, а во второй — 3. Оценить пригодность такой воды для питьевых целей.
Решение. Считем, что каждая колония, обнаруженная на фильтре, выросла из одной клетки. Таким образом, в 10 мл исходной воды находилось 28 клеток, а в 500 мл хлорированной воды — 3 клетки. Коли-индекс для первой и второй проб воды будет соответственно равен: 28 1000/10=2800 и 3 1000/500=6. Эффективность обеззараживания составит: (2800-6)100/2800=99,8 %. Эффективность хлорирования воды достаточно высокая. Однако воду нельзя считать пригодной для питья, так как ее коли-индекс больше установленного ГОСТ 2874-73 в 2 раза.