Лабо­ра­тор­ні ана­лі­зи води

Загальні відомості

Під­зем­ні води — це скла­дний при­ро­дний роз­чин, що містить міне­ра­ли, гази, орга­ні­чні ком­по­нен­ти, зва­же­ні частин­ки та мікро­ор­га­ні­зми (живі орга­ні­зми). Міне­раль­ний склад домі­нує і визна­чає тип хімі­чно­го скла­ду під­зем­них вод. Міне­раль­ні ком­по­нен­ти поді­ля­ю­ться на макро­ско­пі­чні, мікро­ско­пі­чні, мета­фі­зи­чні та радіо­актив­ні. Вміст газо­вих ком­по­нен­тів неве­ли­кий і хара­кте­ри­зує спе­ци­фі­ку ком­по­нен­тів води. Орга­ні­чни­ми ком­по­нен­та­ми є скла­дні спо­лу­ки – фено­ли, орга­ні­чні кисло­ти, вугле­во­дні, біту­ми, гумус та ін. Також у під­зем­них водах живуть без­ліч різно­ма­ні­тних орга­ні­змів. Вла­сти­во­сті та стан води вивча­ють лабо­ра­тор­ни­ми мето­да­ми, шля­хом від­бо­ру проб для хімі­чно­го, газо­по­ді­бно­го та орга­ні­чно­го ана­лі­зів, які про­во­дять різни­ми мето­да­ми на місці та у фіксо­ва­них умо­вах (лабо­ра­то­рія), якщо можли­во без­по­се­ре­дньо шля­хом випро­бу­ва­н­ня на місці дже­рел, коло­дя­зів, свер­дло­ви­ни зі спе­ці­аль­ним обла­дна­н­ням.

Хімі­чні ана­лі­зи базу­ю­ться на вико­ри­стан­ні мето­дів, засно­ва­них на хімі­чних реа­кці­ях дослі­джу­ва­них речо­вин (напри­клад, гра­ві­ме­три­чний ана­ліз і титру­ва­н­ня). Фізи­ко-хімі­чні мето­ди хімі­чно­го ана­лі­зу засно­ва­ні на вимі­рю­ван­ні фізи­чних вели­чин, змі­ни яких викли­ка­ні хімі­чни­ми реа­кці­я­ми (потен­ці­о­ме­три­чне, ампе­ро­ме­три­чне титру­ва­н­ня). Фізи­чні мето­ди забез­пе­чу­ють вимі­рю­ва­н­ня фізи­чних вла­сти­во­стей, що визна­ча­ю­ться хімі­чни­ми вла­сти­во­стя­ми речо­ви­ни.

Асор­ти­мент води, яка вико­ри­сто­ву­є­ться в побу­ті різно­ма­ні­тний і містить в собі: питні потре­би люди­ни та при­го­ту­ва­н­ня їжі, умов­не купа­н­ня, пра­виль­не фун­кціо­ну­ва­н­ня побу­то­вих при­ла­дів (бой­ле­рів, праль­них машин, чай­ни­ків), а також аспе­кти водо­те­хні­ки, заді­я­ні в різних виро­бни­цтвах, сфе­рах обслу­го­ву­ва­н­ня і галу­зях.

Якісні характеристики води

Вода жит­тє­во необ­хі­дна не тіль­ки люди­ні, а й різно­ма­ні­тним хво­ро­бо­твор­ним мікро­ор­га­ні­змам, які шко­дять люди­ні. Щоб без­пе­чно кори­сту­ва­ти­ся водою, потрі­бно зна­ти, що вона чиста. Точні дані про якість води можуть бути вста­нов­ле­ні лише за допо­мо­гою лабо­ра­тор­них дослі­джень. Якість питної води необ­хі­дно регу­ляр­но пере­ві­ря­ти, адже від її хімі­чно­го склад без­по­се­ре­дньо впли­ває на наше здоров’я. Ана­лі­зи потрі­бно про­во­ди­ти пері­о­ди­чно, осо­бли­во в тих випад­ках, коли сут­тє­во змі­ню­ю­ться орга­но­ле­пти­чні вла­сти­во­сті (смак, запах) ріди­ни. Які­сні хара­кте­ри­сти­ки під­зем­них вод поді­ля­ю­ться на:

• сен­сор­ні (колір, сма­ко­ві хара­кте­ри­сти­ки рідин);
• мікро­біо­ло­гі­чні (вияв­ле­н­ня пара­зи­тів);
• хімі­чні (наяв­ність орга­ні­чних і неор­га­ні­чних еле­мен­тів, таких як мета­ли, пігмен­ти, нафто­про­ду­кти тощо);
• радіо­ну­клі­ди.

Типи хімічних аналізів підземних вод

Польо­ві хімі­чні ана­лі­зи вико­ну­ю­ться під час гідро­гео­ло­гі­чних дослі­джень у польо­вих умо­вах. Для цьо­го вико­ри­сто­ву­ю­ться спе­ці­аль­ні так зва­ні польо­ві лабо­ра­то­рії. Польо­вий ана­ліз води вклю­чає визна­че­н­ня таких макро­ком­по­нен­тів та фізи­чних вла­сти­во­стей, як: pH, Cl‑, SO42‑, NO3‑, HCO3‑, CO32‑, Ca2+, Fe2+, Fe3+, CO₂, H2SіO2, оки­слю­ва­ність сухо­го зали­шку. Роз­ра­хо­ву­ю­ться такі ком­по­нен­ти та пока­зни­ки, як: Na++K+, Mg2+, тим­ча­со­ва жорс­ткість, міне­ра­лі­за­ція. Метою польо­вих ана­лі­зів є отри­ма­н­ня попе­ре­дньої хара­кте­ри­сти­ки які­сно­го скла­ду води на ділян­ці дослі­дже­н­ня. Вони про­во­дя­ться у вели­ких кіль­ко­сті та по всій пло­щі дослі­дже­н­ня. Такі ана­лі­зи є орі­єн­тов­ни­ми і не дають точних кіль­кі­сних хара­кте­ри­стик наяв­но­сті тих чи інших макро- та мікро­ком­по­нен­тів у під­зем­них водах.

При ско­ро­че­но­му ана­лі­зі визна­ча­ють рН, Cl‑, SO42‑, NO3‑, HCO3‑, CO32‑, Mg2+, Fe2+, Fe3+, NH+, NO2, H2S, CO2, H2SiO3 оки­слю­ва­ність сухо­го зали­шку. Роз­ра­хо­ву­ю­ться такі ком­по­нен­ти та пока­зни­ки, як: Na++K+, загаль­на та тим­ча­со­ва жорс­ткість, СО2 агре­сив­на. Ско­ро­че­ний ана­ліз здій­сню­є­ться із засто­су­ва­н­ням більш точних мето­дів у ста­ціо­нар­них лабо­ра­то­рі­ях та дає змо­гу про­во­ди­ти кон­троль ана­лі­зу по сухо­му залишку.Такі ана­лі­зи вико­ну­ю­ться під час пошу­ків під­зем­них вод для отри­ма­н­ня попе­ре­дньої порів­няль­ної хара­кте­ри­сти­ки з кіль­кох водо­но­сних гори­зон­тів.

Спе­ці­аль­ні ана­лі­зи най­ча­сті­ше вико­ну­є­ться від­по­від­но до осо­бли­во­го зав­да­н­ня цільо­во­го дослі­дже­н­ня. Даний вид хім. ана­лі­зу дозво­ляє визна­ча­ти мікро­ком­по­нен­ти або інші речо­ви­ни, які не вста­нов­лю­ю­ться під час пов­но­го ана­лі­зу. Резуль­та­ти визна­че­н­ня макро­ком­по­нен­тів у при­ро­дних водах зазви­чай вира­жа­ю­ться у ваго­вій, іон­ній, екві­ва­лен­тній та про­цент-екві­ва­лен­тній фор­мах. Основ­на фор­ма вира­же­н­ня резуль­та­тів хімі­чно­го ана­лі­зу води — це ваго­ва іон­на фор­ма. Вихо­дя­чи з неї отри­му­ю­ться інші фор­ми вира­же­н­ня хімі­чно­го скла­ду води.

Також, з ціл­лю сані­тар­ної оцін­ки питної води про­во­дять бакте­ріо­ло­гі­чний ана­ліз під­зем­них вод. У під­зем­них водах вза­га­лі й у прі­сних, зокре­ма, пере­бу­ває вели­ка кіль­кість мікро­ор­га­ні­змів, від кіль­кох сотень до кіль­кох міль­йо­нів бакте­рій 1 см³. Пато­ген­ні (хво­ро­бо­твор­ні) бакте­рії про­ни­ка­ють у під­зем­ні води з при­ро­дни­ми виді­ле­н­ня­ми людей та тва­рин. При цьо­му у воду потра­пля­ють збу­дни­ки таких захво­рю­вань, як, напри­клад, дизен­те­рія, туля­ре­мія, інфе­кцій­ний гепа­тит та ін. Про бакте­ріо­ло­гі­чний склад води судять за трьо­ма пока­зни­ка­ми:
1) за кіль­кі­стю коло­ній, які виро­ста­ють у живиль­но­му сере­до­ви­щі після дода­ва­н­ня до неї 1 см³ дослі­джу­ва­ної води (посі­ву);
2) по колі-титру, який визна­чає кіль­кість води на 1 бакте­рію;
3) за колі-інде­ксом, тоб­то за кіль­кі­стю кишко­вих пали­чок в 1 л води.
Вода вва­жа­є­ться тим кра­щою, чим мен­ше коло­ній виро­стає в 1 см³ води, чим біль­ший колі-титр, тим мен­ший колі-індекс.

Автор: Мель­ни­чен­ко Мари­на