CC BY
16
К ВОПРОСУ О ПРИРОДЕ ЗАПАХОВ ВОДЫ
Кандидат технических наук А. М. Аренштейн
Из Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной геологии
Вопрос об условиях появления запахов в воде открытых водоемов имеет первостепенное значение для водопрозодных станций, питающихся водой из открытых водоемов. Среди ряда требований, которым должна удовлетворять очищенная на водопроводных станциях вода, действующий в настоящее время ГОСТ 2874-54 отмечает, что вода, подаваемая потребителям, при температуре 20° не должна иметь запаха более 2 баллов. Это требование вызвано тем, что вода как в источнике зодоснабжения, так и очищенная нередко характеризуется наличием специфических привкусов и запахов. Интенсивность привкусов и запахов иногда бывает такова, что ьызывает жалобы потребителей. Чаще всего это наблюдается в случаях питания водопровода из поверхностного водоисточника, хотя это явление отмечается и в случаях использования подземной воды. Ухудшение вкусовых свойств воды происходит в некоторых случаях более или менее внезапно и не сопровождается какими-либо существенными явлениями в водоеме и также неожиданно прекращается, не повторяясь в течение года и даже нескольких лет. Нежелательные привкусы и запахи весьма часто встречаются при использовании озер, прудов и водохранилищ, вода которых подвергается цветению.
Особую группу составляют водоемы, загрязняемые хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами. Вода этих водоемов характеризуется рядом неприятных, определяемых органолептически, свойств. Причину возникновения запахов воды не всегда удается установить. Землистый запах, временами отмечаемый в воде Рублевской водопроводной станции, объясняется присутствием в зоде продуктов жизнедеятельности актиномицетов. Б. Л. Исаченко и А. А. Егорова выделили из воды, донных отложений и почв культуры предполагаемых возбудителей запахов. В литературе имеются указания, что появление запаха в воде может зависеть от ■зымывания продуктов жизнедеятельности актиномицетов из береговых почв, на которых актиномицеты встречаются в большем или меньшем количестве.
B. И. Успенская проводила работы по физиологии питания Oscillatoria splendida; по ее данным, землистый запах воды связан с массовым отмиранием Oscillatoria splendida. Она отмечает, что появление запаха в культурах водорослей связано с недостатком питания и с другими неблагоприятными факторами (щелочной реакцией среды, высокой температурой).
Более точно установлена связь запахов воды с планктонными микроскопическими организмами (главным образом водорослями). Установлено, что при массовом развитии синезеленых водорослей (Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis и др.) вода приобретает травянистый запах. По данным В. И. Успенской, для Oscillatoria Agardhii характерен травянистый запах и запах прелых овощей. Присутствие в планктоне кремневой водоросли Asterionella связано с появлением рыбного запаха. Весьма интенсивным образователем такого же запаха является колониальная жгутиковая водоросль Synura. Есть указания, что обнаружение даже немногих ее клеток в 1 мл зоды связано с появлением запаха огурцов, переходящего при содержании около 100 клеток в том же объеме в рыбный.
В резервуарах водопровода Киева появление специфического запаха воды объяснялось обнаружением синезеленых водорослей. В Харькове, по наблюдению Н. Т. Путилиной, запахи воды были вызваны отмиранием нитчатой водоросли Cladophora. Вопрос о связи между разложением в зоде планктонных организмов и появлением запахов еще мало изучен. Однако установлено, что водные организмы способны прижизненно выделять какие-то вещества, природа которых еще недостаточно известна. Некоторые из этих веществ летучи и могут быть отнесены к группе эфирных масел.
C. В. Горюнова из чистых культур водоросли Oscillatoria выделила вещество, близкое по запаху к гераниевому маслу.
Наблюдения, проведенные А. С. Разумовым на зодоемах и в лабораторных условиях, показывают, что водоросли выделяют какие-то вещества, токсически действующие на бактерии. Из литературных данных известно, что продукты, выделяемые водными растениями, в некоторых случаях оказываются токсичными для животных. Являются ли токсические вещества теми же веществами, которые зозбуждают запах, пока неизвестно. Некоторые вещества, выделяемые водорослями, весьма легко разрушаются, другие, напротив, являются весьма устойчивыми, способными сохраняться при кипячении. Вследствие этого обычные приемы очистки воды в отношении удаления запахов часто не дают желательного результата.
Вопрос о химической природе веществ, придающих воде запахи, и способах их устранения разрабатывался в 1939 г. в Институте химии МГУ под руководством гкад. Н Д. Зелинского. Авторы указывают, что вещества, придающие запах, находятся в воде в очень малых количествах и их не удается обнаружить никакими химическими реагентами, но они легко удаляются порошкообразным активированным углем.
Нельзя признать удовлетворительной шкалу качественной характеристики запахов и их количественной оценки, применяемую на водопроводных станциях. По этой шкале запахи характеризуются названиями затхлый, хлорный, болотный, гнилостный, землистый, аптечный и т. д. Эта шкала не связана ни с определенными возбудителями запахов, если они вызваны организмами, ни с определенными химическими соединениями. Количественные определения интенсивности запаха, а также и метод разведения не точны и субъективны, так же как и все другие органолептические методы. Поэтому особенно важно для водопроводных станций установление объективных методов качественного и количественного определения запахов и привкусов воды, не зависящих от индивидуальных способностей работника, производящего анализ.
В задачу нашей работы входило выяснение связи между запахами воды и находящимися в ней микроорганизмами. Вещества, сообщающие воде запах, выделяли из планктонных водорослей и из воды экстрагированием различными растворителями. Наилучшие результаты получились с серным эфиром. Низкая температура кипения этого растворителя (35°) позволяет избежать изменений, которые могут произойти при удалении растворителя выпариванием.
Воду, эфирные вытяжки из нее и из водорослей подвергали люминесцентному анализу. Для этой цели была использована установка в Институте органической химии МГУ. Люминесцентная установка состояла из лампы ПРК-2, стекла Вуда.
Для опытов серный эфир был трижды перегнан при температуре 35°. До применения его проверяли на способность люминесцировать. Взятые для опытов пробирки проверяли также на способность стекла люминесцировать. Применены были лишь те, которые не давали свечения.
Первые опыты были проведены с чистой культурой Oscillatoria splendida, предоставленной С. В. Горюновой. Культура водоросли на жидкой минеральной среде была отфильтрована через ватный фильтр. Как из водоросли, так и из воды приготовляли вытяжки с помощью серного эфира. Эфирная вытяжка из водорослей давала розово-красную, а вытяжки из фильтрата культуры — бледнорозовую люминесцентную окраску свечения.
Этот опыт показывает, что водоросли выделяют в воду какие-то люминесцирую-щие вещества, содержащиеся в ее клетках. Такая же связь между способностью к люминесценции и характером веществ, содержащихся в водорослях и их прижизненных выделениях, была отмечена в опытах с другими синезелеными водорослями (АпаЬаепа и Aphanizomenon).
Следующая серия опытов была поставлена с различными группами водорослей, чтобы выяснить, имеются ли различия в их выделениях. Для этой цели были взяты пробы планктона в период цветения воды, а также чистые культуры. Для опытов были приготовлены эфирные вытяжки из водорослей. Эти опыты показали, что Micro-cystfs дает вишневую люминесцентную окраску свечения, Aphanizomenon — красную, Oscillatoria — розово-красную, Melosira — желтовато-розовую, Scenedesmus — фиолетовую, Chlorella — лиловую.
В результате этих и других подобных опытов установлено, что не только водоросли различных систематических групп обладают различным свечением, но и имеются различия между отдельными организмами в пределах одной и той же группы водорослей. При выпаривании эфирных вытяжек из воды и планктонных организмов в бюксах на дне остается маслянистый желто-бурый осадок. Этот осадок обладает специфическим запахом, большей частью ароматичным, иногда едким (раздражающим), характерным для каждого организма. Осадки также просматривали на способность свечения. В бюксах с синезелеными водорослями на дне ясно отмечалось свечение красным светом. Водный раствор, приготовленный из этого осадка, светился бледнокрасным светом. Опыты по выяснению возможности применения люминесцентного анализа для установления степени очистки водопроводной воды показали, что окраска свечения как исходной, так и очищенной воды зависит от водоисточника
Так очищенная вода, взятая в период массового развития синезеленых водорослей, дала красную окраску, в то время как вода после очистки, взятая из водоема, в котором развивались диатомовые водоросли, дала желто-розовую окраску. Различие окраски свечения, повидимому, связано с различным качественным составом микронаселения воды.
Люминесценция исходной воды была выражена сильнее, чем воды, прошедшей очистку на фильтровальной станции.
Выводы
1. Планктонные организмы способны прижизненно выделять вещества, которые являются возбудителями специфических запахов воды.
2. Планктонные организмы, принадлежащие к различным систематическим группам и относящиеся в пределах этих групп к различным родам, выделяют различные вещества.
3. Количество этих веществ в результате очистки воды убывает, но полностью они, повидимому, не устраняются.
4. Выделяемые микронаселением воды вещества обладают способностью люминесценции в ультрафиолетовом свете.
5. Помимо легко летучих веществ, организмы выделяют и какие-то мало летучие вещества, специфические для различных организмов и обладающие довольно' хорошо различаемыми запахами.
ЛИТЕРАТУРА
Гор юно за С. В., Химический состав и прижизненные выделения сине-зеленой водоросли Oscillatoria splendida Grew, М.—Л., 1950. — Исаченко Б. Л. и Егорова А. А., Микробиология, 1944, т. XIII, в. 5, стр. 216—224 — Разумов А. С., в кн.: Вопросы санитарной бактериологии, стр. 30—42, М., 1948.—Успенская В. И., Микробиология, 1953, т. XXII, в. 5, стр. 517—524; в. 6, стр. 669—674.
Поступила 13/XII 1954 г.
•¿г it -йг
ОПРЕДЕЛЕНИЕ В ВОДЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТРИЛОНА Б
Кандидат химических наук Л. А. Штуковская
Из Московского областного научно-исследовательского санитарно-гигиенического
института
Одним из новых методов определения жесткости воды является комплексо-метрический метод с трилоном Б, который дает возможность быстро и точно опре делять общую жесткость воды и раздельно — ионы кальция и магния. Метод был описан в 1948 г. Шварценбахом и позднее изучен и уточнен рядом автором.
Чувствительность метода зысокая, позволяющая определять десятые дол» градуса.
По литературным данным, ионы цинка, меди и марганца мешают определению. Ионы цинка количественно определяются данным методом и поэтому дают повышенные величины жесткости воды. В присутствии небольших количеств ионов меди титрование становится невозможным из-за отсутствия точки перехода окраски. Влияние ионов меди и цинка может быть устранено переводом их в труднорастворимые сульфиды путем прибавления 1 мл 2% раствора сернистого натрия к испытуемой пробе воды.
В присутстзии ионов марганца титруемый раствор приобретает серый цвет и определение жесткости становится невозможным. При добавлении незначительных количеств солянокислого гидроксиламина (5—6 капель 1% раствора в испытуемой пробе воды) титрование становится возможным, но определяемая жесткость получается несколько завышенной, так как ионы марганца (Мп2+) количественно определяются, как и ионы кальция и магния, данным методом.
Необходимо указать, что содержание марганца в природных водах, по литературным данным, обычно не превышает 0,5 мг/л, что может дать ошибку при определении жесткости воды всего лишь на 0,05°.
Мы провели определение жесткости воды в нескольких образцах артезианских и колодезных зод Московской области двумя методами: комплексометрическим с трилоном Б и обычным стандартным методом раздельного определения ионов кальция и магния. Во всех исследованных нами случаях мы получили хорошо совпадающие результаты, расхождение между которыми не превышало 0,1—0,2°.
Определение ионов кальция проводили также комплексометрическим методом с трилоном Б, но в присутствии индикатора мурексида. Метод был описан Шварценбахом в 1946 г. Позднее были предложены различные модификации метода и были изучены свойства индикатора. Мурексид является аммонийной солью пурпуровой кислюты. Его эмпирическая формула С8Н806^' Н20. В щелочной среде с величиной рН>9 он окрашивает раствор в фиолетовый цвет. С ионами кальция мурексид дает окрашенный в красный цвет комплекс, с ионами магния он окрашивания не дает. Чувствительность индикатора высокая — 0,40 мг иона кальция в 1 л раствора.
Мешают определению ионы цинка, меди и марганца. Способы их устранения те же, что и при определении жесткости воды.
Метод был нами проверен на различных образцах природных вод Московской области. Ионы кальция определяли 2 методами — комплексометрическим и обычным стандартным — перманганатометрическим.
Определение ионов кальция комплексометрическим методом мы проводили следующим образом: 25—50 мл предварительно профильтрованной зоды вносили в коническую колбу, прибавляли дестиллированную воду до объема 100 мл, 2 мл 2 н. раствора гидроокиси натрия и около 0,03—0,05 г смеси мурексида с хлористым
