Как проверить качество воды в домашних условиях: как правильно сделать анализ питьевой жидкости

Критерии загрязнения вод

Загрязнение вод относится к ряду наиболее важных проблем экологии. Для определения и выбора наиболее эффективных способов защиты водной среды необходим постоянный контроль её состояния и анализ причин загрязнения. Основным критерием загрязнённости служит концентрация органических и неорганических загрязнителей в составе воды.

Чем опасно загрязнение вод?

Загрязнение водной среды ухудшает экологическое состояние планеты, разрушает её естественную красоту и делает менее пригодной для жизни. Ухудшение состояния гидросферы приводит к постоянно нарастающему дефициту пресной воды.

Человеку

Ухудшение качества питьевой воды грозит человеку попаданием в организм химических элементов и соединений, которые являются причинами различных нарушений здоровья:

• при избытке железа в воде — заболевания сердечно-сосудистой, мочевыводящей системы, кожные заболевания, аллергические реакции;
• при потреблении алюминия уменьшается содержание кальция, сказывающееся на состоянии костей, ногтей и волос;
• хлор ослабляет стенки кровеносных сосудов;
• нитраты в организме человека преобразуются в канцерогены.

Природе

Загрязнение водного бассейна планеты приводит к болезням и гибели животных и растений. Целые ареалы обитания различных видов становятся непригодными для их существования. В перспективе процесс грозит превращением в пустыню всё большей территории земли.

Химическое потребление кислорода

Непосредственное определение концентрации загрязняющих веществ в воде — это трудновыполнимая в техническом отношении задача. Для оценки степени загрязнения вод применяются наиболее удобные и легко реализуемые способы, основанные на анализе косвенных показателей, одним из которых является химическое потребление кислорода (ХПК).

Химические реакции окисления органических и неорганических соединений, содержащихся в воде, сопровождаются потреблением кислорода, расход которого функционально связан с концентрацией разлагаемых веществ. То есть, оценить концентрацию загрязняющих соединений можно по затратам кислорода в процессе их окисления.

Таким образом, ХПК — это количество кислорода, которое участвует в химических реакциях окисления органических и неорганических соединений и отражающее их исходную концентрацию в воде.

БПК, БПК полное и БПК-5

Процесс окисления загрязнителей может происходить не только под воздействием чисто химических реакций, но и как результат жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в водной среде. При этом микроорганизмы, осуществляющие биохимическое окисление загрязняющих веществ, используют кислород, находящийся в воде.

Биохимическое потребление кислорода (БПК) — это количество кислорода, потреблённого микроорганизмами при биохимическом окислении веществ – загрязнителей. БПК служит показателем концентрации в воде органических соединений, подвергающихся биологическому разложению.

Биохимическое окисление занимает более продолжительное время по сравнению с окислением химическим, так как связано с жизнедеятельностью микрофлоры

Поэтому для оценки исходной концентрации органики важно учитывать условия и время протекания процессов биодеградации

В результате наблюдений за протеканием процессов биохимического окисления при температуре 20°С, установлено следующее:

• в течение пяти суток происходит окисление порядка 70% органических веществ, содержащихся в воде;
• за десять суток разлагается 90% органики;
• реакция, протекающая на протяжении 20-ти суток, приводит практически к полному разложению (99%) органических примесей.

На практике используется два вида показателей БПК:

БПК полное. Этот показатель определяется как потребление кислорода при протекании биохимических реакций в течение 20-ти суток.

БПК-5. Определяет биохимическое потребление кислорода в период 5-ти суточной инкубации. Ввиду того, что для определения полного БПК требуется более длительное время, для практической оценки чаще применяется показатель БПК-5.

Что такое БПК?

БПК — это сокращение от биологической потребности воды в кислороде. Это также называется биохимической потребностью в кислороде. Существует значительная взаимосвязь между органическим веществом, микробной популяцией и содержанием растворенного кислорода в воде. Аэробные микроорганизмы нуждаются в кислороде для своего метаболизма. Следовательно, они используют растворенный кислород и превращают органическое вещество в энергию. Более того, они используют энергию, полученную из органических продуктов, для своих дальнейших метаболических реакций и особенно для своего воспроизводства. Таким образом, плотность населения увеличивается относительно получаемой энергии, но это зависит от доступного содержания пищи. Метаболические потребности вновь созданной популяции снова создают потребность в растворенном кислороде, которая пропорциональна доступной пище.

Следовательно, биологическая потребность в кислороде — это количество растворенного кислорода, необходимое аэробным организмам для разложения органических материалов и получения энергии для их метаболизма. Это значение следует проверять при заданной температуре в течение определенного периода, и оно также будет зависеть от концентрации питательных веществ и ферментативных реакций. Кроме того, значение БПК в загрязненной воде обычно выше, чем в пресной. Высокий БПК может быть результатом бытовых сточных вод, остатков нефти и отходов животноводства и сельскохозяйственных культур.

Классы экологической опасности

Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» определяет пять классов опасности отходов по степени их негативного воздействия на окружающую среду.

Отнесение отходов к определенному классу необходимо для составления паспорта отхода, а также для правильной организации мест накопления отходов.

Характеристика классов опасности отходов

Класс опасности отхода	Характеристика	Пример
I	·  чрезвычайно опасные отходы; ·  наносят непоправимый ущерб здоровью человека и окружающей среде; ·  нарушают экосистему и природное равновесие; ·  природа самостоятельно не восстанавливается.	ртуть и ртутьсодержащие вещества (лампы, термометры)
II	·  оказывают сильное, но обратимое ·  негативное воздействие на природную среду и человека; ·  на восстановление может уйти несколько десятков лет.	аккумуляторы, различные кислоты
III	·  отходы, несущие умеренную опасность; ·  оказывают вредное действие на окружающую среду; ·  при ликвидации источника загрязнения природе потребуется десять лет на восстановление.	масла, обтирочный материал и песок, загрязненные нефтепродуктами, загрязненные фильтры
IV	·  малоопасные отходы; ·  оказывают слабое воздействие; ·  природная среда способна восстановиться, но не менее чем через три года.	мусор бытовой несортированный, строительные материалы, покрышки.
V	·  воздействие на окружающую среду незначительно; ·  баланс не нарушается, но в большом количестве способны привести к экологической катастрофе.	керамика, древесный лом, яичная скорлупа, бумага

Влияние загрязнения на организм человека

Ежедневное употребление загрязненной воды медленно убивает. По данным авторитетного медицинского журнала The Lancet каждый год в мире умирает 9 миллионов человек из-за загрязнения окружающей среды.

Патогенные микроорганизмы, попавшие в организм человека через воду, вызывают:

• холеру;
• брюшной тиф;
• лямблиоз;
• шистосомоз;
• дизентерию.

И эта проблема касается не только слаборазвитых стран. Случайные выбросы с очистных сооружений поражают вполне благополучные регионы.

В источники воды попадает широкий спектр химических загрязнителей — от тяжелых металлов, таких как мышьяк и ртуть, до пестицидов и нитратных удобрений. Попав в организм, эти токсины способны вызвать множество проблем со здоровьем — от онкологии до гормонального сбоя и нарушения функции мозга. Особому риску подвержены дети и беременные женщины.

Даже плавание в грязной воде представляет опасность. Недостаточно чистая вода — причина кожной сыпи, конъюнктивита, респираторных инфекций и гепатита.

Токсины в воде провоцируют:

• временное или необратимое бесплодие;
• поражение эндокринной системы;
• гастрит, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
• врожденные аномалии развития;
• злокачественные новообразования.

Экология и рыбохозяйственная деятельность

Сточные воды меняют физические свойства природных водоемов. Вода приобретает неприятный запах, мутнеет, изменяет окраску. На поверхности появляются плавающие примеси, меняется состав донных отложений. Концентрация кислорода падает, возрастает количество бактерий, в том числе и патогенных.

Лишь немногие организмы способны существовать в водоемах с низким содержанием кислорода в воде.

Для рыбохозяйственных водоемов законодательством России установлены ПДК_вр – концентрации вредных веществ в воде, которые не должны оказывать вредного воздействия на популяции рыб, особенно промысловых.

Перед спуском жидкости в водоемы любое предприятие обязано проводить очистку стоков, это прописано в Водном кодексе РФ и Федеральном законе от 2011 года «О водоснабжении и водоотведении».

Расчет, определение и оформление результатов

После титрования исследователь может переходить к этапу определения и оформления результатов. Для определения массовой концентрации растворённого в воде кислорода следует применять следующую формулу:

где М – молярная масса КВЭ кислорода (8 мг/ммоль); C_m – концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3; V_m – объём раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование, см3; V – вместимость кислородной склянки, см3; V₁ – суммарный объём растворов хлорида марганца и йодида калия, добавленных для фиксации растворённого кислорода, см3.

Непосредственно БПК определяют по формуле:

БПК₅ = Х_н – X_к,

где Х_н – массовая концентрация растворённого в анализируемой пробе кислорода, Х_к – массовая концентрация растворённого кислорода в инкубированной в течение 5 суток пробе.

Если проба подвергалась разбавлению, то БПК₅ для неё определяют по следующей формуле:

БПК₅ = (Х_н – Х_к) * P – БПК₅р * (Р-1),

где Х_н – концентрация O₂ в пробе до инкубации, Х_к – концентрация О₂ после инкубации в течение 5 сут., БПК₅р – биохимическое потребление кислорода в пробах разбавляющей воды, Р – степень разбавления пробы.

БПК₅ определяется для двух инкубированных склянок, а затем результаты измерения, в случае, если их расхождение не превышает предела повторяемости, усредняются и результат измерения представляется в виде:

Х ± D(Р = 0,95),

Где D – границы характеристик погрешности измерения для данной величины БПК_5.

Что такое ХПК и БПК?

Параметры, характеризующие состояние стоков, основаны на расходе кислорода (гидролиз, окисление). В лабораториях измеряют биохимическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК).

БПК оценивает объём кислорода, израсходованный аэробами на окись, разложение частиц органического происхождения. Значение вычисляют, замеряя количество О2, использованного без доступа света за конкретное время (пять — двадцать суток).

Показатель ХПК, определяющий объём органики в воде, выражается миллиграммами окислителя на литр жидкости.

Какие факторы влияют на ХПК?

Состав стоков меняется под влиянием независимых причин:

• биохимические процессы;
• наличие в составе атмосферных осадков;
• происхождение, характер сточной воды (бытовые промышленные, хозяйственные, поверхностные, подземные);
• сезонные явления.

От указанных влияний зависит состав стоков, способность их к соединению с кислородом, поскольку некоторые химические вещества, попадающие в воду, не вступают в реакцию с окислителем. Выбор реактивов для определения ХПК обусловлен составом жидкости.

Чем отличаются ХПК и БПК?

Несмотря на то что с помощью БПК и ХПК оценивают загрязнение воды, эти показатели отличаются. Как было указано выше, принцип действия лежит в окислении органических соединений. БПК представляет собой биохимический процесс, а ХПК — химический.

Советуем почитать: Утилизация оборудования и приборов КОСГУ

Уровень загрязнения биохимически определяется с помощью микроорганизмов в специальной среде (без света) и инкубационном периоде (до двадцати суток). При химическом процессе, чистоту определяют, используя окислители. Срок выполнения анализа сточных вод не превышает четырнадцать дней.

Химическое потребление кислорода показывает общий объём органических веществ в стоках, тогда как БПК даёт оценку загрязнения конкретного объёма воды.

Методики определения ХПК

ХПК сточных вод – это индекс уровня их загрязнения. Для заключения применяют такие способы:

• бихромный;
• перманганатный.

Первый способ предпочтителен для загрязнённой воды. При выполнении используют бихромат калия, серную кислоту. Для реакции бихромного окисления применяют катализатор — сульфат серебра, ускоряющий процесс, но не оставляющий следов пребывания в исследуемом образце. Удаление хлоридов проводят с применением сульфата ртути.

Реакция перманганатного окисления происходит с участием перманганата калия и серной кислоты.

Что такое БПК полное и БПК 5?

Как было указано выше, БПК анализируется от пяти до двадцати суток. Период, за который был проведён анализ обозначают как БПК5 или полное.

Индекс 5 возле аббревиатуры обозначает, что анаэробное воздействие на органические соединения длилось пять суток. По истечении этого времени измеряются полученные показатели количества использованного кислорода в литре сточной воды.

Период для получения полного анализа равен двадцати суткам. Это максимальный срок для процесса окисления микроорганизмами. За это время потребляется весь задействованный в реакции окислитель. Полный период потребления обусловлен характером органических соединений в образце сточной воды.

Методики определения БПК

Для анализа жидкости посредством биохимического потребления применяют скляночный способ. Лаборанты подсчитывают объём кислорода в образцах до инкубационного периода и после него. Материалы содержат при температуре двадцать градусов без света на протяжении времени, нужного для соединения находящихся в сточной воде органических соединений с кислородом.

Три склянки наполняют одинаковым количеством исследуемого материала. Пробы с кислотностью 6-8 pH нагревают (охлаждают) до температуры 20 градусов, насыщают окислителем, взбалтывая на протяжении минуты. Содержимое одной ёмкости проверяют на количество О2, а пробы двух других оставляют в термостате на срок от пяти суток. По завершении инкубационного периода измеряют содержание окислителя обеих ёмкостей. Среднее количество кислорода образцов пересчитывается на литр.

Советуем почитать: Экологические проблемы Поволжья и пути их решения

В БПК методике результат рассчитывают исходя из разницы показателей первой пробы, среднего количества двух других.

Норма показателя ХПК

Промышленные предприятия, коммунальные службы выполняют регулярную очистку сточных вод, после которой, нечистоты должны соответствовать нормативам, закреплённым законодательно (табл.1).

Таблица 1: норма использования кислорода

Параметр (мг/дм³)	Характеристика воды
0-2	Чистая
3-4	Средне чистая
4-15	Средне загрязнённая
больше 15	Загрязнённые

Типы вод

Питьевая и техническая

С точки зрения пригодности для питья вода подразделяется на питьевую и техническую. Требования, предъявляемые к питьевой воде, определяются действующими санитарными нормами и содержат ряд критериев, среди которых отсутствие:

• болезнетворных микроорганизмов;
• веществ, отнесённых к 1-й группе опасности — фосфора, фторида, соединений ртути, свинца и т.п.;
• радионуклеидов.

Также установлены предельные нормы минерализации питьевой воды.

Техническая вода может использоваться для орошения, применяться в качестве энергоносителя в системах кондиционирования воздуха, обеспечивать технологические потребности производственных процессов.

Природные воды

К природным водам относятся все водные запасы планеты, включая моря и океаны, пресные водоёмы, ледники, почвенную и атмосферную влагу.

Поверхностные пресные

Пресные поверхностные воды — это водоёмы с пресной водой, которые находятся на поверхности земли. В эту категорию входят реки, озёра, болота и другие поверхностные скопления пресной влаги.

Подземные грунтовые

Запасы воды планеты сосредоточены не только на её поверхности. Значительная их часть находится в толще земной коры в различных агрегатных состояниях. Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды, которые образуют первый водоносный слой.

Промышленные стоки

Производственные или промышленные сточные воды образуются после использования воды в технологических процессах предприятий и отводятся через специализированные системы отведения или общую канализацию.

Хозяйственно-бытовые

Хозяйственно-бытовые стоки образуются при смешивании в единой системе водоотведения стоков бытового и промышленного происхождения.

Ливневые и очищенные

Воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков, таяния снега и льда образуют ливневые стоки, которые отводятся специальными системами ливневой канализации, которые при необходимости могут оснащаться очистными сооружениями.

Биохимическое потребление кислорода или БПК

Аббревиатура БПК расшифровывается как «биохимическое потребление кислорода». В химии это словосочетание означает количество кислорода, которое тратится на окисление вещества в результате воздействия на микробов и/или органических соединений, содержащихся в образце воды.

Что это за анализ?

Этот показатель важен для определения уровня загрязнения водоёмов легкоокисляющимися органическими веществами.

БПК₅ и БПК_полн

Выделяют БПК₅ и БПК_полн. Подстрочным индексом указано время, которое тратится на окисление. То есть, БПК₅ – это показатель окисления за пять суток, а БПК_полн. – показатель полного завершения процесса окисления. Обычно «полный период времени» равен двадцати суткам. РД 52.24.420-2006 – основной руководящий документ по определению показателей БПК в нашей стране.

Сточные и другие виды вод

Основные типы вод – природные и сточные. К природным относятся водные запасы планеты – моря, океаны, пресные и солёные водоёмы, ледники, грунтовые воды и влага атмосферы. Сточные воды принято различать по источнику происхождения (см. схему 1):

Схема 1. Типология сточных вод

• Естественными стоками (поверхностные сточные воды) называют воды, которые образуются в процессе природного круговорота воды.
• Промышленные стоки – сточные воды, которые образуются в процессе промышленного производства.
• Бытовые (или хозяйственно-бытовые) сточные воды – стоки, которые возникают в процессе бытовой жизнедеятельности человека.

В типологии сточных вод важны следующие показатели:

• Состав загрязняющих веществ (ЗВ):
• органический;
• минеральный;
• смешанный.
• Концентрация ЗВ/степень загрязнения воды:
• Слабозагрязнённая – от 1 до 500 мг/л.
• Среднезагрязнённая – от 500 до 5 тыс. мг/л.
• Сильнозагрязнённая. От 5 до 30 тыс. мг/л.
• При концентрациях загрязняющих веществ, превышающих 30 тыс. мг/л, воды относят к опасным.

Уровень pH>9, либо pH <6 – агрессивные стоки.  В указанных пределах подразделяют:

• pH 5-6,5 – слабокислые стоки;
• pH 6,5-8 – нормальные.
• pH 8-9 – слабощелочные;

Деление вод на природные и сточные следует воспринимать гибко. Эти две системы находятся в тесном взаимодействии, поэтому деление на природные и сточные весьма условно.

Экология и нормы БПК

БПК – показатель, с помощью которого оценивают загрязнение вод. Относительно этого показателя существуют нормы, граничные значения которых зависят от типа воды. Для оценки используется гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ) – аддитивный коэффициент, который представляет собой среднюю долю превышения ПДК по нормам. Он вычисляется по формуле:

В соответствии с ГОСТ 2761-84, нормы БПК для водоёмов хозяйственно-питьевого назначения определяются в 3 мг О₂/дм3 и не более 6 мг O₂/дм3 для водоёмов хозяйственно-бытового и культурного водопользования. При оценке БПК₅ для водоёмов используется ряд условий, представленных в табл. 1.

БПК5 (мгО2л)	Норматив (ПДК)
Менее 3	3
От 3 до 15	2
Свыше 15	1

Табл. 1. Условия для БПК при расчёте ИЗВ

Таким образом, при оценке БПК для различных вод, учитывается превышение показателя над установленными нормами и, при большом превышении, это значительно влияет на ИЗВ.

Необходимые реактивы:

• HCl или H₂SO₄.
• Универсальная индикаторная бумага.
• NH₄Cl.
• K₂Cr₂O₇.
• NaOH или KOH.
• KH₂PO₄.
• Ректификованный этиловый спирт.
• Вода дистиллированная, свежепрокипячённая, охлаждённая до комнатной температуры.
• KI или NaI
• FeCl₃
• Хлороформ.
• MnCl₂ или MnSO_4.
• MgSO₄.
• Крахмал растворимый.
• Фильтры обеззоленные «белая лента» и «синяя лента».
• Na₂HPO₄ или Na₂HPO₄.
• Na₂CO₃.
• СaCI₂.
• K₂HPO₄.
• Na₂S₂O₃.

Следует применять реагенты с квалификацией ч.д.а. Допускается использование реактивов, изготовленных по другой технической документации, если они не хуже указанных выше.

Более подробно со списком требуемых средств измерений, реактивов и вспомогательных устройств можно ознакомиться в п. 4.1 и п. 4.2 РД 52.24.420-2006.

Вспомогательное оборудование, реактивы и материалы

Учитывая множество способов титрования, укажем лишь общие для большинства из них элементы вспомогательного оборудования, химикатов.

При титровании, как правило, используют такие химические вещества:

• окислители – йод, перманганат калия, бихромат калия;
• кислоты – серная, фенилантраниловая;
• щелочи – гидроксид натрия или его заменители;
• соли – соль Мора (сульфат аммония-железа II), сульфат серебра, сульфат ртути;
• дистиллированная вода.

Отметим важную деталь. Перманганат – слабый окислитель, из-за чего его используют для определения ХПК питьевых вод. Бихромат калия универсален в использовании, годится для разных типов воды, популярен в методиках определения COD (ХПК) западных стран.

Базовое оборудование, необходимое для определения ХПК:

• термореактор – используется для подогрева, термостатирования проб;
• анализатор – фотометр, потенциометр или другой тип титратора;
• смеситель – магнитный или ультразвуковой;
• лабораторные весы – высокого класса точности измерения, с отметками 0,1 мг, с пределом не менее 220 мг;
• Колбы – 2-го класса точности, объёмом 0.25, 0.5, 1 л;
• Мерные цилиндры – 2-го кл. т.;
• Термостойкие стаканы, устойчивые к химическому воздействию, емкостью в 1 л;
• Дозаторы – 2-го кл. т. с разметкой.

Как снизить ХПК в сточных водах

Количество БПК и ХПК (розклад ПДАа и БПКполн) в сточных системах понижается посредством прохода через очистительные сооружения. Они могут иметь разную конфигурацию и устройство, для очищения в них могут использоваться разные методы. Стандартной структурой очистительных станций с эффективными показателями биохимии сточных систем и устранения из них грязи является сооружения 4-блочного типа.

Они состоят из блоков:

1. Механического очищения (прохождение через фильтр и отстаивание).
2. Биологическое очищение.
3. Физико-химическое очищение с использованием реагентов.
4. Обработка и утилизирование осадков.

При высококачественной организации работы и оснащённости количество ХПК и БПК будет нормальным после того как вода пройдет первые две ступени очищения.

Теперь вы знаете, что такое ХПК (ХПГ) и БПК и для чего проводятся лабораторные исследования.

Соотношение БПК и ХПК

ХПК и БПК измеряют одновременно, чтобы получить сведения о стоках. Данные сравнивают, соотносят. Если ХПК выше БПК, это значит, что вода содержит много органики, которая не окисляется.

Отличающиеся результаты объясняются происходящими реакциями. Потребление кислорода разное, зависит от типа процессов: химические или биологические. На соотношение влияют характер жидкости и ее содержимое. Увеличение разницы происходит при недостаточном биохимическом окислении. Это значит, что жидкие нечистоты малопригодные для биологической очистки.

На основании оценок результатов мониторинга подбирают эффективные способы очистки.

Методика определения уровня ХПК

Для исследований используют 2 метода: перманганатный и бихромный. В первом случае требуются такие ингредиенты, как марганцовокислый калий и сульфат амония. Результат проверки — перманганатная окисляемость.

Второй из упомянутых лабораторных анализов проводят с настройкой нужного температурного режима. Затем растворяют серную кислоту с бихроматом калия. Также используются катализатор в виде сульфата серебра и нейтрализатор — сульфат ртути.

Второй императивный метод очень перспективен и описывается в международных стандартах. Для его реализации потребуется наличие специализированной аппаратуры, подручных материалов и инструментов.

Например, мерные колбы и цилиндры, термостойкие стаканы, пипетки, лабораторные веса, перемешивающие устройства, термореакторы, термостойкие сосуды для проведения реакций, фотометр либо фотометрический анализатор.

В основном для одной пробы берется 2 кубических см жидкости. Превышение хлоридов и марганца мешает при проведении анализа. Эти проблемы нейтрализуются разбавлением воды. Но по окончанию анализа полученный результата приходится умножать из-за этого на 2. Такими на первый взгляд сложными измерениями находят значение калибровочного ХПК.

Классификация и состав сточных вод

Очистка стоков

Классификация сточных вод включает три основные категории в зависимости от их состава, происхождения и качественных показателей примесей и загрязнений:

• Бытовые, или хозяйственно-фекальные, к которым относятся сточные воды, удаляемые из различных бытовых помещений, таких как туалеты, душевые и ванные комнаты, кухни, прачечные, бани, больницы, столовые и т.д. Основными их загрязнениями являются хозяйственно-бытовые и физиологические отходы, а для их сброса действуют специальные правила приема сточных вод в городскую канализацию;
• Промышленные или производственные, использованные при выполнении разнообразных технологических процессов, таких промывание сырья и продукции, охлаждение оборудования и т.д., а также откачанные на поверхность в процессе добывания полезных ископаемых. Чаще всего промышленные стоки загрязнены производственными отходами, в которых могут содержаться такие вредные и отравляющие вещества, как азот аммонийный в сточных водах, синильная кислота, соли свинца, ртути и меди, фенолы, анилин и т.д., а также отходы, которые могут иметь ценность при использовании в качестве вторичного сырья. Промышленные стоки могут быть разделены на две категории: загрязненные, для которых перед повторным использованием или выпусканием в водоемы производится предварительная очистка сточных вод, и слабозагрязненные или условно чистые, которые не требуют предварительной обработки.
• Атмосферные сточные воды, к которым относятся талые и дождевые воды, а также воды от полива зеленых насаждений и улиц. Данная категория сточных вод содержит в себе в основном загрязнения минерального происхождения и представляет меньшую санитарную опасность, чем производственные и бытовые стоки, поэтому очистка ливневых сточных вод является наименее требовательной процедурой.

Уровень загрязнения сточных вод рассчитывается в зависимости от концентрации в них различных примесей, выражающейся в массе на единицу объема (г/м3 или мг/л).

Бытовые сточные воды являются относительно однообразными по своему составу, а концентрация в них загрязнений зависит от того, какой объем воды расходуется на одного человека, проще говоря – от норм водопотребления.

В зависимости от того, какое значение принимает разбавление сточных вод, загрязнения бытовых стоков подразделяют на следующие категории:

• Нерастворимые, в которых образуются крупные взвеси, размеры частиц в которых превышают 0,1 мм;
• Пены, суспензии и эмульсии, размеры частиц которых составляют от 0,1 мкм до 0,1 мм;
• Коллоидные – размер частиц от 1 нм до 0,1 мкм;
• Растворимые, в состав которых входят молекулярно-дисперсные частицы, размер которых не достигает 1 нм.

Кроме того, отличают органические, минеральные и биологические загрязнения бытовых стоков:

• Минеральные загрязнения включают в себя частицы песка, глины и шлака, растворы солей, щелочей, кислот и прочие вещества.
• Органические загрязнения могут быть как животного, так и растительного происхождения. Растительные загрязнения – это различные остатки плодов, растений и овощей, а также бумага, масла растительные и т.д., характеризующиеся повышенным содержанием углерода. К животным загрязнениям можно отнести различные человеческие и животные физиологические выделения, остатки органической ткани, клейкие вещества и т.д., для которых характерно высокое содержание азота.
• Биологические же загрязнения включают в себя различные грибки (плесневые и дрожжевые), микроорганизмы, водоросли и бактерии, среди которых довольно большое количество возбудителей таких болезней, как паратиф, тиф брюшной, дизентерия, сибирская язва и т.д. Такие загрязнения могут быть характерны не только для бытовых сточных вод, но и для части промышленных стоков, например – отходов мясокомбинатов, скотобоен и т.д. Несмотря на то, что химический состав данных загрязнений является органическим, создаваемая ими при поступлении в водоемы санитарная опасность требует их выделения в отдельную категорию.

В состав бытовых стоков входят следующие загрязнения (значения приведены в процентах от общего числа загрязнений):

• Минеральные вещества – 42%;
• Органические вещества – 58%;
• Взвешенные осаждающиеся вещества – 20%;
• Коллоидные смеси – 10%
• Растворимые вещества – 50%.

Состав промышленных сточных вод и их степень загрязнения могут варьироваться в зависимости от характера конкретного производства и различных условий применения воды в технологическом процессе.

На количество же атмосферных сточных вод существенное влияние оказывает рельеф и климат конкретной местности, а также такие показатели, как характер застройки, вид дорожного покрытия и т.п.