Метрологическое обеспечение производства

ВВЕДЕНИЕ 

 

 

Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода — это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Понятие "питьевая вода" сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Питьевая вода — вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным  нормативным требованиям и предназначенная  для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при  которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как  при употреблении внутрь, так и  при использовании в гигиенических  целях, а также при производстве пищевой продукции.

С 1 января 2002 года в Республике Казахстан  введен в действие нормативный правовой акт — Санитарные правила и нормы "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" — СанПиН 2.1.4.1074-01. В основе гигиенических требований к качеству воды для питьевых и бытовых нужд лежит принцип безопасности в эпидемиологическом отношении, безвредности по химическому составу и благоприятности по органолептическим свойствам.

В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия  заметно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных  вод. Несмотря на относительную высокую  защищенность (по сравнению с поверхностными) от загрязнения, в них уже обнаруживаются свинец, хром, ртуть, медь, цинк, др. Естественно, что концентрация тяжелых металлов в подземных водах возрастает на территории близ больших городов и промышленных центров.

Лаборатории по анализу питьевой воды централизованного и нецентрализованного  водоснабжения уже сегодня четко  определяют тенденцию роста случаев  обнаружения в водах из скважин  нитратов, фосфатов, что свидетельствует  о выбросе в водоносные слои минеральных  и органических удобрений. В колодезных водах обнаруживаются фосфаты, азот аммонийный, что говорит о попадании  в источник азотных, фосфорных и  органических удобрений.

В настоящее время, возможно, в связи  с применением минеральных удобрений (суперфосфат), содержащих значительные примеси фторидов, возросли концентрации фторид-ионов не только в поверхностных, но и в подземных водах.

Очень часто исследуемые пробы  вод характеризуются содержанием  железа и солей жесткости, значительно  превышающим оптимальный физиологический  уровень и, следовательно, санитарно-гигиенические  нормативы. Железо в водной среде  присутствует чаще всего в форме  бикарбоната, закиси, сульфида. В силу гидрохимических закономерностей  в подземных водах железо встречается  в различных соотношениях с марганцем.

В последние годы наметилась тенденция  обнаружения сероводорода и сульфидов  в водах, как следствие загрязнения  воды органическими соединениями и  серобактериями.

В скважинных водах нередки случаи обнаружения нефти и нефтепродуктов, которые попадают в воду в процессе бурения и вследствие проникновения  в неглубокие водоносные слои бензина  и дизельного топлива с автозаправочных  станций или закачивания под  землю производственных отходов.

Кроме того, потребитель может сталкиваться с проблемой микробиологический безопасности воды — ведь даже вода из подземных источников может содержать  единичные клетки патогенных микроорганизмов, но основную угрозу представляет вода, вторично загрязняемая микробами при  нарушении герметичности водопроводной  сети.

В воде источников водоснабжения обнаруживаются несколько тысяч органических веществ  разных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения  — гуминовые вещества, различные  амины, др., которые способны изменять органолептические свойства воды.

При оценке качества воды, предназначенной  для питьевых целей, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, проводят химический анализ по очень большой номенклатуре показателей, среди которых наиболее востребованны заказчиком: цветность, мутность, содержание железа, марганца, меди, общая жесткость, перман-ганатная окисляемость, рН, содержание нитратов, фосфатов, хлоридов, сульфатов, фторидов, гидрокарбонатов. Среди показателей микробиологической безопасности: "общее микробное число" и "термотолерантные колиформные бактерии".

По результатам анализа оценивается  состав воды по технологическим и  токсикологическим показателям и выдаются рекомендации по корректировке состава воды с учетом концентрации компонентов и технологии очистки.

Существует много способов проверить  воду на качество, например, попробовать  воду на вкус, выпаривать или отстаивать воду в течение нескольких часов  и наблюдать выпадение белого осадка. Но такие методы "анализа  и контроля" имеют существенный недостаток— субъективность и большую вероятность ошибки в определении качества воды. Единственно точный и надежный способ проверки воды на качество, пригодность для питья — это использование современных методов и приборов ее анализа и контроля.

Для решения этой проблемы наиболее эффективным является комплексный  подход путем создания системы управления качеством питьевой воды, включающей производство, контроль и мониторинг качества воды в условиях современного мегаполиса. При этом контроль и мониторинг качества воды должен проводиться как в водоемах в местах водозабора, так и в процессе производства питьевой воды. Немаловажная роль при производственном контроле качества воды отводится и метрологическому обеспечению.

Цель курсовой работы заключается в изучении особенностей метрологического обеспечения контроля качества питьевой воды, а также путей совершенствования системы контроля и мониторинга качества воды в современных условиях.

В соответствии с поставленной целью  сформулированы задачи исследований:

- проанализировать основные показатели  качества питьевой воды;

- провести  выбор методов и приборов контроля качества питьевой воды;

- выявить роль метрологического  обеспечения контроля качества  воды;

-  рассмотреть основные инструменты метрологического обеспечения контроля качества воды;

- изучить современные автоматические  приборы контроля качества воды.

Таким образом, качество питьевой воды является не только экономическим, но и очень значимым социальным фактором. Для предотвращения распространения  загрязненной воды, представляющей потенциальную  опасность для здоровья людей, важное значение в системе подачи воды населению имеет мониторинг качества воды. Целью мониторинга является получение информации о состоянии воды в источнике водоснабжения, об эффективности обработки воды, а также о соответствии качества воды, предназначенной для потребления человеком, требованиям установленных нормативов. Результаты мониторинга формируют стратегию выбора технологии водоподготовки и программы реконструкции водораспределительных сетей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ

 

1. Показатели качества воды

 

 

Контроль качества воды является актуальной задачей. Вряд ли стоит много  говорить о важности проблемы качества питьевой воды. Однако, только по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого  качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год.

Это даёт основание назвать  проблему водоснабжения доброкачественной  водой в достаточном количестве одной из главных проблем человечества.

Более того, в мировой  практике доступность и качество питьевой воды являются одной из главных  составляющих в оценке экологического благополучия любого региона.

Можно выделить две типичные задачи:

• ежедневный мониторинг и контроль качества воды
• контроль после ЧП (усиленный контроль)

Ежедневный контроль качества подразумевает мониторинг по основным параметрам качества воды в обычном  режиме. Усиленный контроль включает в себя проведение анализов по более  широкому спектру параметров и быстрого принятия мер реагирования.

Обычно исследования проводятся так: берутся пробы воды, далее, исходя из текущего типа контроля, проводятся соответствующие анализы на содержание в воде различных веществ и  бактерий. Данные обрабатываются, и  на основе полученных результатов делается вывод о качестве воды. Обработка  может проводиться как вручную, так и в автоматическом режиме.  

Можно выделить три группы показателей качества воды:

• физические
• химические
• бактериологические

К физическим параметрам относятся  такие показатели как температура, мутность, цвет, запах, привкус воды.

Одним из важных химических показателей качества воды является содержание в ней фтора. Так, при  концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание  эндемическим флюрозом.

При концентрации 1,4 - 1,6 мг/л  у некоторых лиц на отдельных  зубах отмечаются желто-коричневые пятнышки. При значениях значительно  ниже оптимальных развивается кариес зубов.

Другим показателем качества является концентрация железа. Избыток  придает воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение.

Избыток увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию  организма.

Кроме описанных выше параметров, также будут исследоваться наличие  в воде марганца, свинца, сероводородов  и загрязненность воды нефтепродуктами.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб.см воды и должен быть до 100.

Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными  и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки.

Бактериальное загрязнение  измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр - объем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

 

 

2. Лабораторно-производственный контроль качества воды

 

 

Качество питьевой воды оценивается  комплексом различных показателей, определяемых санитарно-химическим и  гидробиологическим анализом.

Полный санитарно-химический анализ воды включает несколько десятков определений: температуры, запаха, цветности, мутности, взвешенных веществ и их зольности (для исходной воды); жесткости  общей, карбонатной и некарбонатной; щелочности; содержания сульфатов, хлоридов, нитритов, нитратов, фосфатов, силикатов, аммиака солевого и альбуминоидного; ионов Са²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺ (остаточный), Cu²⁺, Zn²⁺, F ^- ; плотного остатка; углекислоты свободной и связанной; растворенного кислорода; окисляемости, БПК₅ (для исходной воды), рН, общего числа бактерий; числа бактерий группы кишечной палочки. Кроме перечисленных определений исходная вода не реже 1 раза в год анализируется на содержание радиоактивных веществ, соединений селена, стронция, ионов Мо²⁺, Ве²⁺, Pb²⁺, As³⁺, As⁵⁺, и в случае их постоянного обнаружения эти определения включаются в полный анализ.

Повседневный контроль качества воды обеспечивается значительно меньшим  числом анализов. Характер и число  показателей, по которым осуществляется повседневный контроль, могут значительно  изменяться в зависимости от вида водоисточника, методов обработки воды и требований, предъявляемых к воде потребителем. Требования к качеству воды, используемой для нужд промышленных и сельскохозяйственных предприятий или другими потребителями, в каждом конкретном случае обосновываются специалистами, отвечающими за качество производимой продукции или оказываемых услуг.

Для каждой централизованной системы питьевого водоснабжения  эксплуатационной организацией разрабатывается  специальная программа, в которой  обосновывается перечень контролируемых показателей и регламент проведения контроля.