Лабораторные исследования — Характеристики питьевой воды


Общая информация
Документы и опыт работ
Предлагаемые услуги
Материалы по теме работ

Обратно к списку статей

Питьевая вода должна отвечать определённым установленным стандартам и нормативам.

Существует несколько стандартов на питьевую воду:

  • Российский стандарт, определяемый соответствующими нормами и ГОСТами;
  • Стандарт ВОЗ (Все мирной организации здравоохранения);
  • Стандар т США и стандарта стран Европейского союза (ЕС).

Качество питьевой воды на территории РФ определяется нормами санитарно-эпидемиологических правил и нормативами, утвержденными главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Главным Российским ГОСТом на питьевую воду является введенные в действие в 2002 г. Санитарные правила и нормы (СанПиН).

В соответствии с действующими стандартами и нормами под термином питьевая вода высокого качества подразумевается:

  • вода с соответствующими органолептическими показателями — прозрачная, без запаха и с приятным вкусом;
  • вода с рН = 7—7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л;
  • вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л;
  • вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналити ческих методов);
  • вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов.

Примерный норматив на воду показан в таблице 1:

Таблица 1. Примерный норматив воды

Показатель

Значение

1 Мутность до 1,5 мг/л.
2 Цветность до 20 град.
3 Запахи и привкусы при 20 °С.  отсутствуют
4 Хлориды 70-100 мг/л.
5 Сульфаты до 5-30 мг/л.
6 Гидрокарбонаты 140-300 мг/л.
7 Водородный показатель 6,5-8,5
8 Общая жесткость 1,5-2,5 мг-экв/л.
10 Фтор*При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание флюрозом. При концентрации 1,4-1,6 мг/л развивается кариес зубов. 0,7-1,5 мг/л.
11 Железо*Избыток железа придает воде красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток железа увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени. до 0,3 мг/л.
12 Кальций 10-20 мг/л
13 Магний 2-10 мг/л
14 Натрий 70-100 мг/л
15 Калий 1-10 мг/л
16 Марганец до 0,1 мг/л.
17 Бериллий до 0,0002 мг/л.
18 Молибден
*При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру.
до 0,05 мг/л.
19 Мышьяк до 0,05 мг/л.
20 Свинец до 0,1 мг/л.
21 Селен до 0,001 мг/л.
22 Стронций
*При концентрации свыше 7 мг/л вызывает заболевание костей.
до 2 мг/л.
23 Радий 1,2·10(-10) Ки/л.
24 Медь
*При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.
до 1 мг/л.
24 Алюминий до 0,5 мг/л.
26 Цинк
*При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.
до 5 мг/л.
27 Гексаметафосфат до 3,5 мг/л.
28 Триполифосфат до 3,5 мг/л.
29 Полиакриламид до 2 мг/л.
30 Нитриты до 3,3 мг/л.
31 Нитраты
*При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак
до 45 мг/л.
32 Общее количество бактерий в 1 мл до 100.
33 Коли-индекс до 3.
34 Коли-титр Менее 300.
35 Цисты патогенных кишечных простейших отсутствие.
36 Сумма галогенсодержащих соединений до 0,1 мг/л.
37 Хлороформ до 0,06 мг/л.
38 Четыреххлорный углерод до 0,006 мг/л.
39 Нефтепродукты до 0,3 мг/л.
40 Летучие фенолы до 0,001 мг/л.
41 Кремний до 5 мг/л.
42 Кадмий до 0,001 мг/л.
43 Ртуть до 0,0005 мг/л.
44 Аммиак до 2 мг/л.
45 Серовород
*Появление в воде может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод. При концентрации 0,5 мг/л появляется неприятный запах, интенсифицируется процесс коррозии и зарастания трубопроводов.
не более 0,003

Краткий перечень неорганических и органических веществ в питьевой воде, оказывающих неблаготворное влияние на организм человека, представлен в таблице 2.

Таблица 2.
Влияние неорганических и неорганических веществ на организм человека

Название вещества, бактерии или вируса

Органы и системы человека,
на которые влияют эти соединения

Неорганические вещества

Бериллий

Желудочно-кишечный тракт

Кадмий

Почки

Медь

Почки, печень

Мышьяк

Кожа, кровь; канцероген

Нитраты и нитриты

Мутации

Ртуть

Почки

Свинец

Почки, замедление развития

Селен

Кровь

Таллий

Желудочно-кишечный тракт, кровь, почки, печень

Цианид

Нервная система

Органические вещества

Бензол

Канцероген

Пестициды (ДДТ, анахлор, гептахлор)

Канцерогены

Соединения хлора (винилхлорид,  дихлорэтан)

Кровь, почки, печень

Фенол

Печень, почки, обмен веществ

Толуол

Нервная система, почки, печень

 

Параметры питьевой воды подразделяются на три группы:

  • органолептические свойства;
  • показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения;
  • химические свойства

Органолептические показатели питьевой воды —  оценки запаха, вкуса, цвета и мутности, каждый человек может выполнить самостоятельно.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: жесткостью, окисляемостью, величиной рН, общей минерализацией — содержанием в воде растворенных солей и элементов.

Основные содержащиеся в воде элементы показаны ниже:

КАЛЬЦИЙ

Кальций является чрезвычайно важным минералом. Человеческое тело содержит до 30-40 кг кальция, 99% которого находится в костях и зубах. Кальций участвует в формировании костей, он необходим для возбуждения нервов, работы мышц, свертываемости крови и передачи гормональных сигналов. Кроме того, кальций регулирует активность различных ферментов и имеет противовоспалительные и антиаллергические свойства. Недостаток кальция приводит к нарушениям работы мышц и является причиной остеопороза.

МАГНИЙ

Магний, как и калий, очень важный элемент в клетке. Он активирует ферменты, регулирующие различные химические реакции в организме, принимает участие в функционировании мышечных и нервных клеток и играет ключевую роль для нормального функционирования сердца и кровообращения. Организм теряет магний при употреблении спиртного. Последствиями может быть раздражительность, слабая концентрация, судороги мышц и нарушения сердечного ритма.

НАТРИЙ

Натрий — это жизненно важный минерал, основная задача которого состоит в том, чтобы вместе с хлоридами регулировать водно- и кислотно-щелочной баланс организма. Совместно с калием натрий играет значительную роль при формировании нервного импульса.

КАЛИЙ

Калий — минерал, играющий важную роль в функционировании мышечных и нервных клеток. Он необходим мышечным клеткам сердца, которые нуждаются в достаточном содержании калия. Недостаток калия может выражаться как общей усталостью, так и судорогами мышц, а также мышечной слабостью или нарушениями сердечного ритма.

ХЛОРИДЫ

Хлориды определяют совокупность находящегося в теле хлора, который способствует поддержанию кислотно-щелочного баланса жидкостей и играет важную роль при производстве соляной кислоты в желудке.

ХЛОР

Хлором обеззараживают воду, т.к. хлор — мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микро организмы. Однако в реках и озерах, откуда ве дется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некото рыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более токсические соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опас ны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образова нием диоксина, хлороформа, хлортолуола и дру гих канцерогенных веществ. Обеззараживать воду без хлора экономически нецелесообразно, поскольку альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием газообразного озона, ултрафиолета и серебра для этой цели дорогие.

СУЛЬФАТЫ

Сульфаты являются солями серной кислоты, которые, в сочетании с магнием и натрием, активизируют пищеварение. Также сульфаты могут содействовать выведению вредных веществ почками и предотвращать формирование мочевых камней.

ФТОРИДЫ

Кроме известного антикариесного воздействия фтора отмечается его свойство служить биокатализатором процессов минерализации, что используется в лечебных целях при остеопорозе, рахите и других заболеваниях. Природные воды с повышенным содержанием фтора в сочетании с кальцием положительно влияют на устойчивость организма к радиационному поражению. Фтор способен снижать концентрацию стронция в костной ткани примерно на 40%, и этот процесс не сопровождается обеднением скелета кальцием.

ЖЕСТКОСТЬ

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са2+), магния (Mg2+) и железа (Fe2+, Fe3+). Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости), способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na+) таким свойством не обладают. Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь — каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло.

На практике, стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трехвалентное железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и вклад в жесткость малы.

Источником ионов кальция и магния являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы Ca2+ и Mg2+ поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород.

Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Содержание солей жесткости в питьевой воде в пределах 1 — 4 мг-экв/л способствует протеканию нормальных обменных процессов в организме. С питьевой водой человек получает 1-2 г минеральных солей в сутки, а, в связи с тем, что в отличие от многих пищевых продуктов ионы в воде находятся в растворенном (гидратированном) состоянии, их усваиваемость организмом увеличивается на порядок. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л. В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

Величина pH может быть от 0 до 14 и показывает, является ли раствор кислым, нейтральным или щелочным. Если величина pH меньше чем 7, — то раствор кислый, как, например, лимонный сок, имеющий величину pH 2-3. Растворы с величиной pH 7 нейтральны, как, например, дистиллированная вода. Растворы с величиной pH более 7 щелочные.

ГИДРОКАРБОНАТЫ

Гидрокарбонаты — необходимый организму элемент, который регулирует кислотно-щелочной баланс. Он связывает и нейтрализует повышенную кислотность, например, желудочного сока, крови, мышц, не нанося им вреда. Совместно с углекислотой гидрокарбонат образует так называемую буферную систему, которая, поддерживает рН крови.

ОБЩАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ

Общая минерализация — это показатель содержания растворенных в воде веществ или общее солесодержание, поскольку вещества, растворенные в воде, находятся в виде солей (гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия). Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л. По общей минерализации воды делятся на следующие категории (Таблица 3):

Таблица 3. Категории вод по степени общей минерализации

Категория вод

Минерализация, г/дм3

Рассолы

> 35

Воды повышенной солености

10 — 35

Соленые

3 — 10

Солоноватые

1.0 — 3.0

Воды с повышенной минерализацией

0.5 — 1.0

Пресные

0.2 — 0.5

Ультрапресные

< 0.2

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ

Микроэлементы — это жизненно необходимая для организма группа минеральных веществ. Они нужны человеческому организму в небольших количествах, но при этом имеют очень большое значение. Микроэлементы являются важными составляющими белков, гормонов, энзимов, участвуют во множестве функций обмена веществ, активизируют иммунную систему и укрепляют иммунную защиту. К ним относится железо, кремний, цинк, марганец, медь, селен, хром, молибден.

ПЕРМАНГАНАТНАЯ ОКИСЛЯЕМОСТЬ

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

СТЕПЕНЬ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДЫ

Определяется числом бактерий, содержащихся в 1 см3 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 — обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять менее 300. Коли-индекс — число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

ПДК

Предельно допустимая концентрация примесей вредных веществ, которые при превышении норматива становятся вредными, выглядит следующим образом: нормативы ЕС, США и ВОЗ определяют, что его вообще не должно быть. Российский стандарт дает такие цифры: не более ста микроорганизмов на один кубический сантиметр и не более трех бактерий типа кишечных палочек в одном литре воды, что в принципе соответствует мировым стандартам.

В таблице 4 приведены значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.

Таблица 4. Значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.

Вещество

ПДК, мг/л

Вещество

ПДК, мг/л

Медь, никель, цинк

0,1

Железо

0,3

Аммиак

2,0

Нефть высокозернистая

0,1

Хлор активный

0,0

Нефть прочая

0,3

Капрлактам

1,0

Фенол

0,001

Тетраэтилсвинец

0,0

Дихлофенол

0,002

Свинец

0,03

Хлорофос

0,05

Бензол

0,5

Сероуглерод

1,0

Анилин

0,1

Нафтеновые кислоты

0,3

Гексахлорбензол

0,05

ДДТ пестицид

0,2

Нитраты по азоту

45,0

Нормативы на самые ядовитые вещества в воде приведены в таблице 5

Таблица 5. Нормативы на самые ядовитые вещества в воде

Параметр

ЕС

США

ВОЗ

Россия

Бензапирен

0,01

0,2

0,7

0,005

Бензол

1

5

0,7

10

Винилхлорид

0,5

2

10

Дихлорэтан

3

5

30

Мышьяк

10

50

10

50

Нитриты

500

1000

3000

Примечание. Если ПДК составляет сотни тысяч микрограмм, то вещество не является вредным. Если ПДК составляет сотни-тысячи микрограмм, то такое вещество может оказаться опасным. Если ПДК в пределах единиц, десятых и сотых долей микрограмма, то данное вещество почти всегда яд (бензол, винилхлорид, мышьяк, ртуть, свинец).

В статье использованы материалы из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006

По материалам сайта o8ode.ru

Обратно к списку статей