Całkowita mineralizacja suchej pozostałości wody. Ogólna mineralizacja wód i metody jej eliminacji. Stopień skażenia bakteriologicznego wody
Całkowita mineralizacja odnosi się do sumy cząstek rozpuszczonych w wodzie. Sole, które pod wpływem cząsteczek wody rozkładają się na jony (dysocjują), mają maksymalną rozpuszczalność.
Wskaźnik całkowitej mineralizacji wody odzwierciedla zawartość w niej soli, wśród których najliczniej reprezentowane są związki sodu, potasu, wapnia, magnezu oraz pozostałości kwasów solnego, węglowego i siarkowego.
Gdzie jest używany?
Wartość mineralizacji całkowitej jest stale i wszędzie wykorzystywana do charakteryzowania składu wody. Jego smak i właściwości fizjologiczne zależą od całkowitego stężenia rozpuszczonych soli. Na tym w szczególności opiera się działanie wód leczniczych w uzdrowiskach balneologicznych. W codziennej praktyce wskaźnik odzwierciedla charakterystykę wody każdego regionu, stopień naturalnej czystości i skuteczność czyszczenia.
Mineralizacja całkowita ścieków jest wielkością informującą o sprawności oczyszczalni ścieków w przedsiębiorstwach.
Dla wody pakowanej pierwszej kategorii wartość standardowa wynosi 1000 mg/l. W wodzie butelkowanej najwyższej kategorii wartość całkowitego stężenia rozpuszczonych soli powinna być niższa: od 200 mg/l do 500 mg/l.
W SanPiN, a także w niektórych innych źródłach, terminy „mineralizacja całkowita” i „sucha pozostałość” są uważane za synonimy. Ściśle mówiąc, nie jest to całkowicie legalne. Metoda oznaczania suchej pozostałości opiera się na odparowaniu rozpuszczalnika. Po podgrzaniu wodorowęglan ulega zniszczeniu wraz z uwolnieniem dwutlenku węgla i zamienia się w anion węglanowy. W związku z tym zawsze istnieje niewielka różnica pomiędzy wskaźnikami całkowitej mineralizacji a ilością suchej pozostałości.
Mineralizację całkowitą oblicza się poprzez zsumowanie wszystkich stężeń jonów uzyskanych w standardowych analizach według standardów GOST. Metodą wyznaczania tego wskaźnika jest arytmetyka. Otrzymana wartość będzie się różnić od wartości suchej pozostałości o niewielką ilość równą połowie stężenia anionów węglanowych.
Czasami mówi się o obecności niewielkiej ilości substancji organicznych we wskaźniku całkowitego stężenia jonów. To nie jest prawda. Wskaźnik mineralizacji obejmuje związki pochodzenia mineralnego. Związki organiczne nie są jednym z nich.
Wpływ na zdrowie człowieka
Większość konsumentów lubi smak wody zawierającej około 600 mg/l soli. Przywiązania i nawyki ludzi są różne. W regionach, w których woda zawsze miała zwiększoną lub zmniejszoną mineralizację, następuje adaptacja smaku. Ludność uważa to za całkiem normalne, a nawet smaczne. WHO uważa jednak, że stężenia przekraczające 1000 mg/l są niedopuszczalne. Wskaźniki równe 1200 mg/l powodują obecność goryczki. Większość populacji nie lubi tej wody.
Omawiając fizjologiczne znaczenie składu soli wody, należy zauważyć, że z tego źródła do organizmu człowieka trafia nie więcej niż 7% niezbędnych składników mineralnych. Ten sposób nasycania ciała przydatnymi elementami jest ważny, ale nie decydujący.
Źródła zanieczyszczeń
Składniki mineralne dostają się do wody z gleby, której skład jest specyficzny dla każdego obszaru. Źle oczyszczone ścieki z przedsiębiorstw przemysłowych mogą w zauważalny sposób przyczynić się do wzrostu stężenia soli. Aby w pełni zaspokoić dzienne zapotrzebowanie człowieka na wodę, warto kupować produkty butelkowane o dobrym smaku.
Zabezpiecz się przed wszelkimi zagrożeniami i skorzystaj z usługi Aqua Market.
Mineralizacja całkowita jest całkowitym ilościowym wskaźnikiem zawartości substancji rozpuszczonych w wodzie. Parametr ten nazywany jest również zawartością rozpuszczalnych substancji stałych lub całkowitą zawartością soli, ponieważ substancje rozpuszczone w wodzie mają postać soli. Najczęściej spotykane są sole nieorganiczne (głównie wodorowęglany, chlorki i siarczany wapnia, magnezu, potasu i sodu) oraz niewielkie ilości substancji organicznych rozpuszczalnych w wodzie.
Bardzo często całkowita mineralizacja wody jest mylona z suchą pozostałością. Zawartość substancji stałych oznacza się przez odparowanie litra wody i zważenie pozostałości. W rezultacie nie uwzględnia się bardziej lotnych związków organicznych rozpuszczonych w wodzie. Prowadzi to do tego, że całkowita mineralizacja i sucha pozostałość mogą różnić się niewielką ilością - z reguły nie więcej niż 10%.
W zależności od mineralizacji wody naturalne można podzielić na następujące kategorie:
Mineralizacja g/dm 3 |
|
Ultraświeży |
|
Wody o stosunkowo dużej mineralizacji |
|
Słony |
|
Wody o dużym zasoleniu |
|
Poziom akceptowalności całkowitego zasolenia wody jest bardzo zróżnicowany w zależności od lokalnych warunków i ustalonych zwyczajów. Zazwyczaj smak wody uważa się za dobry, jeśli całkowita zawartość soli wynosi do 600 mg/l. Przy wartościach większych niż 1000-1200 mg/l woda może powodować reklamacje konsumentów. Dlatego też, zgodnie ze wskazaniami organoleptycznymi, WHO zaleca górną granicę mineralizacji wody na poziomie 1000 mg/l.
Otwarta jest także kwestia wody o niskim zasoleniu. Uważa się, że taka woda jest zbyt świeża i pozbawiona smaku, choć wiele tysięcy osób pijących wodę z odwróconej osmozy, która ma bardzo niską zawartość soli, wręcz przeciwnie, uważa ją za bardziej akceptowalną.
Tematyka „woda” pojawia się coraz częściej w prasie, często toczą się dyskusje na temat zalet lub wad wody z punktu widzenia zaopatrzenia organizmu w składniki mineralne. Niektóre materiały publikowane w renomowanych publikacjach stwierdzają dość kategorycznie: „Jak wiadomo, wraz z wodą otrzymujemy aż 25% dziennego zapotrzebowania na chemikalia”. Nie ma jednak możliwości dotarcia do oryginalnych źródeł. Spróbujmy znaleźć odpowiedź na pytanie: „Ile minerałów może uzyskać przeciętny człowiek z wody pitnej spełniającej normy sanitarne?” W naszym rozumowaniu będziemy kierować się prostym, codziennym zdrowym rozsądkiem i licealną wiedzą. Podsumujmy wyniki w tabeli. Wyjaśnijmy treść jej kolumn, a zarazem tok rozumowania.
Najpierw musisz wybrać kilka pozycji wyjściowych:
1. Jakich minerałów i w jakich ilościach potrzebuje dana osoba?
Kwestia „składu mineralnego” człowieka i, w związku z tym, potrzeb jego organizmu jest bardzo złożona. Na co dzień bardzo łatwo żonglujemy (niestety także w prasie masowej) określeniami „elementy przydatne”, „szkodliwe”, „toksyczne” itp. Zacznijmy od tego, że samo sformułowanie kwestii szkodliwości i przydatności pierwiastków chemicznych jest względne. Już w starożytności było wiadomo, że chodzi o koncentrację. To, co przydatne w minimalnych ilościach, w dużych ilościach może być potężną trucizną. W pierwszej kolumnie podano listę podstawowych (istotnych) makroelementów i kilku mikroelementów z Popularnej Encyklopedii Medycznej.
Jako normy dziennego zapotrzebowania wykorzystano także dane z Popularnej Encyklopedii Medycznej (kolumna 2). Ponadto za wartość bazową przyjmuje się wartość minimalną dla dorosłego mężczyzny (w przypadku nastolatków i kobiet, zwłaszcza matek karmiących piersią, normy te są często wyższe).
2. Jaki jest skład mineralny „przeciętnej” wody?
Oczywiste jest, że nie ma „przeciętnej” wody i nie może być. W związku z tym proponuje się stosowanie wody hipotetycznej, czyli za spożywaną przyjmuje się wodę „pewną”, w której zawartość podstawowych makro- i mikroelementów jest równa maksymalnej dopuszczalnej z punktu widzenia bezpieczeństwa zdrowotnego – kolumna III ze stołu.
W czwartej kolumnie tabeli wyliczono, ile wody należy spożyć, aby pokryć dzienne zapotrzebowanie na każdy pierwiastek. Ogromnym założeniem jest tutaj to, że w obliczeniach strawność minerałów z wody przyjmuje się jako 100%, co jest dalekie od prawdy.
3. Jakie jest dzienne spożycie wody przez przeciętnego człowieka?
Człowiek spożywa dziennie średnio 1,2 litra wody bezpośrednio w postaci płynnej (napoju i płynnego pożywienia). Dzieląc tę liczbę przez odpowiednią liczbę z 4. kolumny, oblicza się procent spożycia każdego pierwiastka z wodą, który teoretycznie (biorąc pod uwagę wszystkie powyższe założenia) może przyjąć dziennie przeciętny człowiek (5. kolumna).
Dla porównania szósta kolumna zawiera minilistę źródeł pożywienia, w których te same pierwiastki trafiają do organizmu. Lista kilku produktów ma na celu zobrazowanie faktu, że organizm otrzymuje ten lub inny makro- lub mikroelement nie z jednego produktu, ale z reguły trochę z różnych.
Kolumna 7 pokazuje ilość danego produktu w gramach, której spożycie zapewni organizmowi w ciągu dnia (przy takim samym założeniu 100% strawności jak w przypadku wody) taką samą ilość odpowiedniego makro- lub mikroelementu, jak hipotetyczna woda pitna .
Element |
Dzienne zapotrzebowanie |
MPK w wodzie |
Wymagana ilość wody do uzyskania 100% normy |
Teoretycznie możliwy % min. Substancje z wody |
Alternatywny |
Ilość produktu dostarczająca makro- i mikroelementy równa ilości dostarczanej z wodą |
Twardy ser |
12 gr |
|||||
Fosfor (fosforany) |
Grzyby (suszone) |
24 gr |
||||
Arbuz |
27 gr |
|||||
Suszone morele |
0,86 g |
|||||
Sól kuchenna |
0,6 g |
|||||
Chlor (chlorki) |
Sól kuchenna |
0,5 g |
||||
Wątroba wołowa |
42 gr |
|||||
Sushi z białych grzybów. |
1,1 g |
|||||
Makrela |
129 gr |
|||||
Wątroba wołowa |
32 gr |
|||||
Jarmuż morski |
9 gr |
Z uzyskanych danych jasno wynika, że teoretycznie z wody pitnej w wystarczających ilościach możemy pozyskać jedynie 2 mikroelementy – fluor i jod.
Podane dane w żadnym wypadku nie mogą służyć jako zalecenia żywieniowe. Zajmuje się tym cała nauka dietetyki. Tabela ta ma na celu jedynie zobrazowanie faktu, że o wiele łatwiej i co najważniejsze bardziej realnie jest pozyskać wszystkie niezbędne dla organizmu makro- i mikroelementy z pożywienia niż z wody.
Usuwanie soli mineralnych z wody
Proces usuwania wszystkich minerałów z wody nazywa się demineralizacją.
Demineralizacja przeprowadzana za pomocą wymiany jonowej nazywana jest dejonizacją. Podczas tego procesu woda jest oczyszczana w dwóch warstwach materiału jonowymiennego, aby skuteczniej usunąć wszystkie rozpuszczone sole. Żywica kationowymienna „naładowana” jonami wodorowymi H + i żywica anionowymienna „naładowana” jonami hydroksylowymi OH - są stosowane jednocześnie lub sekwencyjnie. Ponieważ wszystkie sole rozpuszczalne w wodzie składają się z kationów i anionów, mieszanina żywic kationowymiennych i anionowymiennych całkowicie zastępuje je w oczyszczonej wodzie jonami wodorowymi H + i hydroksylowymi OH -. Następnie w wyniku reakcji chemicznej jony (dodatnie i ujemne) łączą się, tworząc cząsteczki wody. W rzeczywistości następuje całkowite odsalanie wody.
Woda dejonizowana ma szeroki zakres zastosowań przemysłowych. Znajduje zastosowanie w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym, przy produkcji lamp elektronopromieniowych do telewizorów, w przemysłowej obróbce skóry i w wielu innych przypadkach.
Destylacja polega na odparowaniu uzdatnianej wody, a następnie zatężeniu pary. Technologia jest bardzo energochłonna, ponadto podczas pracy destylatora na ściankach parownika tworzy się kamień.
Elektrodializa opiera się na zdolności jonów do przemieszczania się w objętości wody pod wpływem pola elektrycznego. Membrany jonoselektywne umożliwiają przejście kationów lub anionów. W objętości ograniczonej membranami jonowymiennymi stężenie soli maleje.
Odwrócona osmoza to bardzo ważny proces wchodzący w skład wysoce profesjonalnego oczyszczania wody. Pierwotnie proponowano odwróconą osmozę do odsalania wody morskiej. Wraz z filtracją i wymianą jonową odwrócona osmoza znacznie rozszerza możliwości oczyszczania wody.
Zasada jego działania jest niezwykle prosta – woda przepuszczana jest przez półprzepuszczalną cienkowarstwową membranę. Przez najmniejsze pory, które mają wymiary porównywalne z wielkością cząsteczki wody, pod ciśnieniem mogą przedostać się jedynie cząsteczki wody i niskocząsteczkowe gazy – tlen, dwutlenek węgla, a wszelkie zanieczyszczenia pozostające po drugiej stronie membrany są w stanie przedostać się do wnętrza membrany. osuszony.
Pod względem skuteczności czyszczenia systemy membranowe nie mają sobie równych: osiągają prawie 97-99,9% dla każdego rodzaju zanieczyszczeń. Rezultatem jest woda, która we wszystkich swoich właściwościach przypomina wodę destylowaną lub silnie zdemineralizowaną.
Dogłębne czyszczenie membrany można przeprowadzić wyłącznie wodą, która została poddana wstępnemu kompleksowemu czyszczeniu. Usuwanie piasku, rdzy i innych nierozpuszczalnych zawiesin odbywa się za pomocą mechanicznego wkładu z komórkami o wielkości do 5 mikronów. Wkład na bazie wysokiej jakości granulowanego węgla kokosowego pochłania związki żelaza, aluminium, metali ciężkich i radioaktywnych, wolny chlor oraz mikroorganizmy rozpuszczone w wodzie. Bardzo ważny jest ostatni etap etapu wstępnego, w którym następuje końcowe oczyszczenie z najmniejszych dawek chloru i związków chloroorganicznych, które działają destrukcyjnie na materiał membrany. Produkowany jest w kartuszu z prasowanego węgla kokosowego.
Po kompleksowym podczyszczeniu woda doprowadzana jest na membranę, po czym uzyskuje się wodę pitną o najwyższej klasie czystości. Natomiast w celu usunięcia z niej rozpuszczonych gazów, które nadają nieprzyjemny zapach i smak, woda w końcowym etapie przepuszczana jest przez wysokiej jakości tłoczony węgiel aktywny z dodatkiem srebra. Fakt, że woda po oczyszczeniu w systemie membranowym jest niemal całkowicie wolna od soli mineralnych, od wielu lat wywołuje ożywione dyskusje. Choć o wiele skuteczniej jest pozyskać niezbędną dla organizmu ilość makro- i mikroelementów z pożywienia (patrz wyżej), wielu jest tak przyzwyczajonych do smaku, że sole mineralne dają wodę, która w przypadku ich braku wydaje się pozbawiona smaku i „martwa”. ” Całkowite usunięcie szkodliwych zanieczyszczeń przy jednoczesnym utrzymaniu minerałów w użytecznych stężeniach okazuje się jednak na tyle trudne i kosztowne, że zwykle najpierw wodę oczyszcza się w miarę możliwości, a następnie, jeśli to konieczne, dodaje się dodatki.
Domowe instalacje odwróconej osmozy są zwykle wyposażone w zbiorniki magazynujące oczyszczoną wodę, ponieważ stopień filtracji wody przez membranę jest niski. Zbiornik magazynowy, zwykle o łącznej pojemności 12 litrów, to akumulator hydrauliczny podzielony wewnątrz elastyczną przegrodą silikonową. Z jednej strony przegroda ma kontakt z oczyszczoną wodą, a z drugiej pompowane jest powietrze pod ciśnieniem 0,5 atm. Taki zbiornik jest w stanie pomieścić nie więcej niż 6-8 litrów oczyszczonej wody. Zwykle trwa to od 2 do 6 godzin. Aby zapewnić działanie systemu, gdy ciśnienie w linii jest niewystarczające (poniżej 2,5–2,8 atm), zainstalowana jest pompa wspomagająca.
Należy zaznaczyć, że jeżeli woda źródłowa jest bardzo twarda i zawiera nadmierną ilość zanieczyszczeń mechanicznych lub rozpuszczonych, wówczas przed instalacją odwróconej osmozy zaleca się zainstalowanie dodatkowych systemów uzdatniania wody (odżelaziacz, zmiękczacz, systemy dezynfekcji, czyszczenia mechanicznego, itp.).
Teoretycznie membrany usuwają niemal wszystkie znane nam mikroorganizmy, w tym wirusy, jednak stosowane w domowych instalacjach wody pitnej nie są w stanie zapewnić całkowitej ochrony przed mikroorganizmami. Potencjalne nieszczelności uszczelek i wady produkcyjne mogą spowodować przedostanie się niektórych mikroorganizmów do uzdatnionej wody. Dlatego też małe domowe systemy odwróconej osmozy nie powinny być stosowane jako podstawowy sposób eliminacji skażeń biologicznych.
Bardzo ważne jest, aby zrozumieć, że proces odwróconej osmozy zachodzi tylko wtedy, gdy ciśnienie wody w systemie wynosi co najmniej 2,5-2,8 atm. Faktem jest, że na membranie półprzepuszczalnej po stronie wody oczyszczonej (odsolonej) zawsze występuje nadmierne ciśnienie osmotyczne, które zakłóca proces filtracji. To właśnie tę presję trzeba pokonać.
ŻELAZO (Fe)
Zazwyczaj żelazo występuje w wodach naturalnych w różnych postaciach:
1. dwuwartościowe jony żelaza rozpuszczalne w wodzie (Fe 2+);
2. trójwartościowe jony żelaza, rozpuszczalne tylko w bardzo kwaśnej wodzie (Fe 3+);
3. nierozpuszczalny wodorotlenek żelaza;
4. tlenek żelaza (Fe 2 O 3), występujący w postaci cząstek rdzy z rur;
5. w połączeniu ze związkami organicznymi lub bakteriami żelaza. Bakterie żelazne często żyją w wodzie zawierającej żelazo. W miarę namnażania się tych bakterii mogą tworzyć czerwono-brązowe narośla, które mogą zatykać rury i zmniejszać ciśnienie wody. Rozkładająca się masa tych bakterii żelaza może powodować nieprzyjemny zapach, smak i plamy wody.
Żelazo rzadko występuje w lądowych zbiornikach wodnych. Po dotarciu na powierzchnię woda zawierająca rozpuszczone żelazo jest zwykle przezroczysta i bezbarwna, o silnym żelaznym smaku. Pod wpływem powietrza woda nabiera swego rodzaju mlecznej mgiełki, która wkrótce zmienia kolor na czerwony (pojawia się osad wodorotlenku żelaza). Ta woda pozostawia ślady na prawie wszystkim. Nawet przy zawartości żelaza w wodzie wynoszącej 0,3 mg/l pozostawia rdzawe plamy na każdej powierzchni.
Obecność żelaza w wodzie jest wyjątkowo niepożądana. Nadmiar żelaza gromadzi się w organizmie człowieka i niszczy wątrobę, układ odpornościowy oraz zwiększa ryzyko zawału serca.
Zadowalającą metodą usuwania niewielkich ilości rozpuszczonego żelaza z wody jest zastosowanie zmiękczaczy jonowymiennych. Nie da się od razu powiedzieć, ile żelaza można usunąć. Odpowiedź na to pytanie w każdym indywidualnym przypadku zależy od konstrukcji urządzenia, a także od innych specyficznych warunków. Żelazo obecne w wodzie w postaci nierozpuszczonej nie jest usuwane przez zmiękczacze, a ponadto je psuje. Dlatego w przypadku stosowania zmiękczaczy do usuwania rozpuszczonego żelaza np. ze studni, w żadnym wypadku nie należy dopuścić do kontaktu wody ze studni z powietrzem.
Najskuteczniejszym sposobem usunięcia umiarkowanych stężeń żelaza może być zastosowanie filtrów utleniających. Filtr taki należy zamontować na rurze wodociągowej przed zmiękczaczem wody. Filtry utleniające zazwyczaj zawierają media filtracyjne pokryte dwutlenkiem manganu (MnO2). Może to być piasek glaukonitowy poddany obróbce manganem, syntetyczny materiał manganowy, naturalna ruda manganu i inne podobne materiały. Tlenek manganu przekształca rozpuszczalne jony żelazawe znajdujące się w wodzie w żelazo. Ponadto związki manganu są silnym katalizatorem utleniania żelaza żelazawego tlenem rozpuszczonym w wodzie. Ponieważ w wodzie podziemnej jest bardzo mało tlenu, w celu bardziej wydajnego procesu utleniania woda przed filtrem odmrażającym jest nasycana tlenem (powietrzem). Gdy tworzy się nierozpuszczalny wodorotlenek żelaza, jest on filtrowany z wody przez granulowany materiał zawarty w filtrze.
W przypadku dużych stężeń żelaza można zastosować małe pompy, eżektory i inne urządzenia, które dodadzą do wody chemiczne utleniacze, takie jak podchloryn sodu (wybielacz do użytku domowego „Belizna”) lub roztwór nadmanganianu potasu. Podobnie jak dwutlenek manganu w filtrach żelaznych, te utleniacze chemiczne przekształcają rozpuszczone żelazo żelazne w nierozpuszczalne żelazo żelazowe.
MANGAN (Mn)
Mangan zwykle występuje w wodzie zawierającej żelazo. Chemicznie można go uznać za powiązany z żelazem, ponieważ. występuje w tych samych związkach. Mangan najczęściej występuje w wodzie w postaci wodorowęglanu lub wodorotlenku, znacznie rzadziej występuje w postaci siarczanu manganu. Kiedy mangan wchodzi w kontakt z czymkolwiek, pozostawia ciemnobrązowe lub czarne ślady, nawet przy minimalnych stężeniach w wodzie. Podczas prac hydraulicznych i hydraulicznych pojawia się osad manganu, w wyniku czego woda często pozostawia czarny osad i staje się mętna. Nadmiar manganu jest niebezpieczny: jego nagromadzenie w organizmie może prowadzić do poważnej choroby – choroby Parkinsona.
Aby rozwiązać problem usuwania manganu, odpowiednie są te same metody, co w przypadku żelaza.
Odwrócona osmoza to metoda, którą można zastosować w celu zmniejszenia stężenia fluoru w wodzie w domu.
SÓD (Na)
Sole sodu występują w całej wodzie naturalnej. Nie tworzą kamienia po ugotowaniu ani tandetnego osadu po zmieszaniu z mydłem. Ich wysokie stężenia zwiększają żrące działanie wody i mogą nadawać jej nieprzyjemny smak. Duże ilości jonów sodu zakłócają działanie jonowymiennych zmiękczaczy wody. Tam, gdzie woda jest bardzo twarda i zawiera dużo sodu, zmiękczona woda może zatrzymać wiele jonów powodujących twardość.
Skuteczną metodą usuwania sodu z wody w domu jest odwrócona osmoza.
AZOTANY (NO 3 -)
Zazwyczaj gleba zawiera niewielkie ilości naturalnych azotanów. Obecność azotanów w wodzie wskazuje, że jest ona zanieczyszczona substancjami organicznymi. Zasadniczo woda zanieczyszczona azotanami znajduje się w płytkich studniach i studniach, ale czasami taka woda występuje w studniach głębokich. Już tak niskie stężenie azotanów, rzędu 10-20 mg/l, może być przyczyną poważnych chorób u dzieci, a znane są przypadki śmierci.
Azotany można usunąć z wody metodą odwróconej osmozy.
CHLORKI I SIARCZANY (Cl - , SO4 2-)
Prawie cała naturalna woda zawiera jony chlorkowe i siarczanowe. Niskie do umiarkowanych stężenia tych jonów nadają wodzie przyjemny smak, a ich obecność jest pożądana. Nadmierne stężenia mogą sprawić, że woda będzie nieprzyjemna do picia. Zarówno chlorki, jak i siarczany przyczyniają się do całkowitej zawartości minerałów w wodzie. Całkowite stężenie tych substancji może mieć różnorodne skutki - od nadawania wodzie zwiększonej twardości po korozję elektrochemiczną. Woda zawierająca więcej niż 250 mg/l siarczanów nabiera wyraźnego „lekarskiego smaku”. W nadmiernych stężeniach siarczany mogą również działać jako środek przeczyszczający.
Wodę można oczyścić z chlorków i siarczanów metodą odwróconej osmozy.
Siarkowodór (H 2 S)
Siarkowodór to gaz czasami występujący w wodzie. Obecność tego gazu można łatwo rozpoznać po obrzydliwym zapachu „zgniłych jaj”, który pojawia się już przy niskich stężeniach (0,5 mg/l).
Istnieje kilka sposobów usuwania siarkowodoru z wody. Większość z nich sprowadza się do utleniania i przemiany gazu w czystą siarkę. Następnie ten nierozpuszczalny żółty proszek usuwa się przez filtrację. Do usunięcia siarkowodoru o bardzo niskim stężeniu wystarczy filtr z węglem aktywnym. W tym przypadku węgiel po prostu adsorbuje gaz na swojej powierzchni.
FENOL (C 6 H 5 OH)
Jednym z najniebezpieczniejszych rodzajów odpadów przemysłowych jest fenol. W chlorowanej wodzie fenol wchodzi w reakcje chemiczne z chlorem i tworzy związki chlorofenolowe o nieprzyjemnym „leczniczym” smaku i zapachu. W tym przypadku nieprzyjemny zapach pojawia się przy stężeniach fenolu równych jednej części na miliard. Związki fenolowe i chlorofenolowe usuwa się przepuszczając wodę przez węgiel aktywny.
Ustalono, że główne tło radiacyjne na naszej planecie (przynajmniej na razie) tworzą naturalne źródła promieniowania. Według naukowców udział naturalnych źródeł promieniowania w całkowitej dawce, jaką gromadzi przeciętny człowiek przez całe życie, wynosi 87%. Pozostałe 13% pochodzi ze źródeł sztucznych. Spośród nich 11,5% (czyli prawie 88,5% „sztucznego” składnika dawki promieniowania) powstaje w wyniku stosowania radioizotopów w praktyce medycznej. A tylko pozostałe 1,5% to skutek skutków wybuchów jądrowych, emisji z elektrowni jądrowych, wycieków ze składowisk odpadów nuklearnych itp.
Wśród naturalnych źródeł promieniowania radon pewnie trzyma się dłoni, powodując aż 32% całkowitej dawki promieniowania.
Radon jest radioaktywnym gazem ziemnym, całkowicie przezroczystym, pozbawionym smaku, zapachu i znacznie cięższym od powietrza. Powstaje w wnętrznościach Ziemi w wyniku rozpadu uranu, który choć w małych ilościach jest częścią prawie wszystkich rodzajów gleb i skał. Zawartość uranu jest szczególnie wysoka (do 2 mg/l) w skałach granitowych.
W związku z tym na obszarach, gdzie granit jest dominującym pierwiastkiem skałotwórczym, można spodziewać się zwiększonej zawartości radonu. Nie jest wykrywany standardowymi metodami. Jeżeli istnieje uzasadnione podejrzenie obecności radonu, konieczne jest zastosowanie specjalnego sprzętu do pomiarów. Radon stopniowo przedostaje się z głębin na powierzchnię, gdzie natychmiast rozprasza się w powietrzu, dzięki czemu jego stężenie pozostaje znikome i nie stwarza zagrożenia. Problemy pojawiają się, gdy nie ma wystarczającej wymiany powietrza, na przykład w domach i innych pomieszczeniach. W takim przypadku zawartość radonu w zamkniętym pomieszczeniu może osiągnąć niebezpieczne stężenia. Radon przedostaje się do organizmu człowieka poprzez oddychanie i może powodować szkodliwe skutki dla zdrowia. Według amerykańskiej publicznej służby zdrowia radon jest drugą po paleniu tytoniu najczęstszą przyczyną raka płuc u ludzi.
Radon bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, a woda gruntowa w kontakcie z radonem bardzo szybko się nim nasyca. Kiedy do zaopatrzenia domu w wodę wykorzystuje się studnie, radon przedostaje się do domu wraz z wodą. Radon rozpuszczony w wodzie działa dwojako. Z jednej strony przedostaje się do układu pokarmowego wraz z wodą. Z drugiej strony, gdy woda wypływa z kranu, uwalnia się radon, który może gromadzić się w znacznych ilościach w kuchniach i łazienkach. Stężenie radonu w kuchni lub łazience może być 30-40 razy wyższe niż w innych pomieszczeniach, np. salonie. Narażenie inhalacyjne na radon jest uważane za bardziej niebezpieczne dla zdrowia.
Miarą radioaktywności jest aktywność radionuklidu w źródle. Aktywność jest równa stosunkowi liczby samorzutnych przemian jądrowych w tym źródle w krótkim przedziale czasu do wartości tego przedziału. W układzie SI jest ona mierzona w bekerelach (Bq, Bq), co odpowiada 1 rozpadowi na sekundę. Aktywność substancji często ocenia się na jednostkę masy substancji (Bq/kg) lub jej objętość (Bq/l, Bq/m3).
W Nowosybirsku poziom radonu w wodzie studziennej waha się od 10 do 100 Bq/l, w niektórych obszarach (Niżniaja Jełcówka, Akademgorodok itp.) osiągając kilkaset Bq/l. W Rosyjskich Normach Bezpieczeństwa Radiacyjnego (NRB-99) maksymalny poziom zawartości radonu w wodzie, przy którym wymagana jest interwencja, wynosi 60 Bq/l (normy amerykańskie są znacznie bardziej rygorystyczne - 11 Bq/l).
Jedną z najskuteczniejszych metod zwalczania radonu jest napowietrzanie wody („bulgotanie” wody za pomocą pęcherzyków powietrza, podczas którego prawie cały radon dosłownie „leci na wiatr”). Dlatego osoby korzystające z wody miejskiej praktycznie nie mają się czym martwić, ponieważ napowietrzanie jest częścią standardowego procesu uzdatniania wody w miejskich stacjach uzdatniania wody. Jeśli chodzi o indywidualnych użytkowników wody studziennej, badania przeprowadzone w USA wykazały dość wysoką skuteczność węgla aktywnego. Filtr oparty na wysokiej jakości węglu aktywnym jest w stanie usunąć aż do 99,7% radonu. Jednak z biegiem czasu liczba ta spada do 79%. Zastosowanie zmiękczacza przed filtrem węglowym pozwala zwiększyć tę ostatnią wartość do 85%.
informacje zaczerpnięte ze strony http://aquafreshsystems.ru/index.htm
Woda pitna musi spełniać określone ustalone standardy i GOST.
Istnieje kilka standardów dotyczących wody pitnej:
- Norma rosyjska, określona przez odpowiednie normy i GOST;
- norma WHO (Światowej Organizacji Zdrowia);
- Norma amerykańska i norma Unii Europejskiej (UE).
Jakość wody pitnej na terytorium Federacji Rosyjskiej określają normy i standardy sanitarno-epidemiologiczne zatwierdzone przez Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej. Głównym rosyjskim GOST dotyczącym wody pitnej są Przepisy i Normy Sanitarne (SanPiN) wprowadzone w 2002 roku.
Zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami, pod pojęciem wysokiej jakości wody pitnej rozumie się:
- woda o odpowiednich właściwościach organoleptycznych – przezroczysta, bezwonna i o przyjemnym smaku;
- woda o pH = 7-7,5 i twardości nie wyższej niż 7 mmol/l;
- woda, w której łączna ilość składników mineralnych nie przekracza 1 g/l;
- woda, w której szkodliwe zanieczyszczenia chemiczne stanowią dziesiąte lub setne ich maksymalnego dopuszczalnego stężenia lub są w ogóle nieobecne (to znaczy ich stężenia są tak małe, że przekraczają możliwości nowoczesnych metod analitycznych);
- woda, w której praktycznie nie ma patogennych bakterii i wirusów.
Przybliżony standard wody przedstawiono w tabeli 1:
Tabela 1. Przybliżony standard wody
Indeks | Oznaczający |
|
---|---|---|
Mętność | do 1,5 mg/l. |
|
Chroma | do 20 stopni |
|
Zapach i smak w temperaturze 20°C. | nic |
|
Siarczany | do 5-30 mg/l. |
|
Węglowodany | 140-300 mg/l. |
|
wartość PH | ||
Ogólna twardość | 1,5-2,5 mEq/l. |
|
*Przy stężeniu 2-8 mg/l możliwa jest fluoroza. Przy stężeniu 1,4-1,6 mg/l rozwija się próchnica. | 0,7-1,5 mg/l. |
|
Żelazo | do 0,3 mg/l. |
|
Mangan | do 0,1 mg/l. |
|
Beryl | do 0,0002 mg/l. |
|
Molibden | do 0,05 mg/l. |
|
do 0,05 mg/l. |
||
do 0,1 mg/l. |
||
do 0,001 mg/l. |
||
Stront | ||
1,2·10(-10) Ci/l. |
||
Miedź | ||
Aluminium | do 0,5 mg/l. |
|
Cynk | ||
Heksametafosforan | do 3,5 mg/l. |
|
Trójpolifosforan | do 3,5 mg/l. |
|
Poliakryloamid | ||
do 3,3 mg/l. |
||
Azotany | do 45 mg/l. |
|
Całkowita liczba bakterii w 1 ml wynosi do 100. | ||
Indeks Coli | ||
Miano coli | ||
Cysty patogennych pierwotniaków jelitowych | brak. |
|
Suma związków zawierających halogen | do 0,1 mg/l. |
|
Chloroform | do 0,06 mg/l. |
|
Tetrachlorek węgla | do 0,006 mg/l. |
|
Produkty naftowe | do 0,3 mg/l. |
|
Lotne fenole | do 0,001 mg/l. |
|
do 0,001 mg/l. |
||
do 0,0005 mg/l. |
||
Siarkowodór | nie więcej niż 0,003 |
Tabela 2 zawiera ogólne wymagania dotyczące składu i właściwości wody, ze wskazaniem dopuszczalnych norm. Jakość wody do poboru wody ocenia się nie tylko na podstawie obecności w niej substancji toksycznych i śmierdzących, ale także na podstawie zmian parametrów fizykochemicznych i właściwości wody.
Tabela 2. Wskaźnik składu i właściwości wód zbiornikowych
Wskaźnik składu i właściwości wody | Wymagania i standardy |
---|---|
Zawiesiny | |
Pływające zanieczyszczenia | Na powierzchni wody nie powinno być żadnych pływających filmów, plam oleju ani nagromadzeń innych zanieczyszczeń. |
Pachnie i smakuje | Woda nie powinna nabywać zapachów i smaków o intensywności większej niż jeden punkt |
Nie należy wykrywać w kolumnie 20 centymetrów |
|
Temperatura | Letnia temperatura wody w wyniku odprowadzania ścieków nie powinna wzrosnąć o więcej niż 3 stopnie w porównaniu do średniej miesięcznej temperatury najcieplejszego miesiąca w ciągu ostatnich 10 lat |
wartość PH | |
Skład mineralny | Nie powinna przekraczać 1000 mg/l w suchej pozostałości, chlorki – 350 mg/l, siarczany – 500 mg/l |
Rozpuszczony tlen | Nie mniej niż 4 mg/l |
BZT przy 20 st | Nie więcej niż 3 mg/l |
Nie więcej niż 15 mg/l |
Uwaga: Próbkę wody analizuje się pod kątem następujących wskaźników: twardość całkowita, pH, zawartość żelaza, kolor, zapach, azotany, azotyny, siarkowodór, mikrobiologia wody itp. Ponadto wydajność urządzeń do oczyszczania wody zależy od szczytowe obciążenie poborem wody, jest obiektem o dużym znaczeniu.
Krótką listę substancji nieorganicznych i organicznych oraz bakterii i wirusów znajdujących się w wodzie pitnej, mających niekorzystny wpływ na organizm człowieka, przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3.
Wpływ substancji nieorganicznych i nieorganicznych, bakterii i wirusów na organizm człowieka
Nazwa substancji, bakterii lub wirusa | Narządy i układy człowieka, |
---|---|
Substancje nieorganiczne |
|
Beryl | Przewód pokarmowy |
Nerki, wątroba |
|
Skóra, krew; czynnik rakotwórczy |
|
Azotany i azotyny | |
Nerki, powolny rozwój |
|
Przewód pokarmowy, krew, nerki, wątroba |
|
System nerwowy |
|
Materia organiczna |
|
Czynnik rakotwórczy |
|
Pestycydy (DDT, anachlor, heptachlor) | Substancje rakotwórcze |
Związki chloru (chlorek winylu, dichloroetan) | Krew, nerki, wątroba |
Wątroba, nerki, metabolizm |
|
Układ nerwowy, nerki, wątroba |
|
Bakterie i wirusy |
|
Escherichia coli | Przewód pokarmowy |
Enterowirusy | Przewód pokarmowy |
Wirus zapalenia wątroby |
Parametry wody pitnej dzielą się na trzy grupy:
- właściwości organoleptyczne;
- wskaźniki skażenia bakteryjnego i sanitarno-chemicznego;
- Właściwości chemiczne
Właściwości organoleptyczne wody pitnej- oceny zapachu, smaku, barwy i zmętnienia, każda osoba może dokonać samodzielnie.
Właściwości chemiczne wody charakteryzują się następującymi wskaźnikami: twardością, utlenialnością, wartością pH, ogólną mineralizacją – zawartością rozpuszczonych w wodzie soli i pierwiastków.
Wapń
Wapń jest niezwykle ważnym minerałem. Organizm człowieka zawiera do 30-40 kg wapnia, z czego 99% znajduje się w kościach i zębach. Wapń bierze udział w tworzeniu kości, jest niezbędny do stymulacji nerwów, pracy mięśni, krzepnięcia krwi i przekazywania sygnałów hormonalnych. Ponadto wapń reguluje aktywność różnych enzymów oraz działa przeciwzapalnie i przeciwalergicznie. Brak wapnia prowadzi do dysfunkcji mięśni i jest przyczyną osteoporozy.
Magnez
Magnez, podobnie jak potas, jest bardzo ważnym pierwiastkiem w komórce. Aktywuje enzymy regulujące różne reakcje chemiczne w organizmie, bierze udział w funkcjonowaniu komórek mięśniowych i nerwowych, odgrywa kluczową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu serca i krążenia krwi. Organizm traci magnez podczas picia alkoholu. Konsekwencjami mogą być drażliwość, słaba koncentracja, skurcze mięśni i zaburzenia rytmu serca.
Sód
Sód jest niezbędnym minerałem, którego głównym zadaniem, wraz z chlorkami, jest regulacja gospodarki wodno-kwasowo-zasadowej organizmu. Wraz z potasem sód odgrywa znaczącą rolę w powstawaniu impulsu nerwowego.
Potas
Potas jest minerałem odgrywającym ważną rolę w funkcjonowaniu komórek mięśniowych i nerwowych. Jest niezbędny dla komórek mięśniowych serca, które potrzebują wystarczającej ilości potasu. Brak potasu może objawiać się ogólnym zmęczeniem i skurczami mięśni, a także osłabieniem mięśni lub zaburzeniami rytmu serca.
Chlorki
Chlorki określają ilość chloru znajdującego się w organizmie, co pomaga w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej płynów i odgrywa ważną rolę w wytwarzaniu kwasu solnego w żołądku.
Chlor
Chlor służy do dezynfekcji wody, ponieważ... chlor jest silnym utleniaczem, który może niszczyć patogeny. Jednakże w rzekach i jeziorach, z których czerpie się wodę, wraz ze ściekami przedostaje się wiele substancji, a z częścią z nich wchodzi chlor. W rezultacie powstaje znacznie więcej toksycznych związków niż samego chloru. Na przykład związki chloru z fenolem; Nadają wodzie nieprzyjemny zapach i wpływają na wątrobę i nerki, ale w małych stężeniach nie są bardzo niebezpieczne. Można jednak łączyć chlor z benzenem, toluenem, benzyną, tworząc dioksyny, chloroform, chlorotoluen i inne substancje rakotwórcze. Dezynfekcja wody bez chloru jest ekonomicznie nieopłacalna, gdyż alternatywne metody dezynfekcji wody polegające na wykorzystaniu w tym celu ozonu gazowego, światła ultrafioletowego i srebra są drogie.
Siarczany
Siarczany to sole kwasu siarkowego, które w połączeniu z magnezem i sodem aktywują trawienie. Siarczany mogą również pomóc nerkom w eliminacji szkodliwych substancji i zapobiegać tworzeniu się kamieni moczowych.
Fluorki
Oprócz dobrze znanego przeciwpróchnicowego działania fluoru, odnotowuje się jego zdolność do pełnienia roli biokatalizatora procesów mineralizacji, który wykorzystuje się w celach leczniczych w osteoporozie, krzywicy i innych chorobach. Naturalne wody o dużej zawartości fluoru w połączeniu z wapniem korzystnie wpływają na odporność organizmu na uszkodzenia radiacyjne. Fluor jest w stanie zmniejszyć stężenie strontu w tkance kostnej o około 40%, a procesowi temu nie towarzyszy ubytek wapnia w kośćcu.
Sztywność
Pojęcie twardości wody jest zwykle kojarzone z kationami wapnia (Ca 2+), magnezu (Mg 2+) i żelaza (Fe 2+, Fe 3+). Oddziałują z anionami, tworząc związki (sole twardości), które mogą się wytrącać. Jednowartościowe kationy (na przykład sód Na +) nie mają tej właściwości. Twarda woda zawiera dużo soli mineralnych, które powodują osadzanie się kamienia – soli kamiennej – na ściankach naczyń, kotłów i innych urządzeń. Twarda woda jest destrukcyjna i nie nadaje się do systemów wodociągowych. W takiej wodzie nie zaparzy się dobrze herbaty, a mydło słabo się rozpuszcza. W tabeli 4 wymieniono główne kationy metali powodujące twardość oraz aniony, z którymi są one związane.
Tabela 4.
Główne kationy metali powodujące twardość i aniony, z którymi są związane
W praktyce stront, żelazo i mangan mają tak mały wpływ na twardość, że zwykle są zaniedbywane. Glin (Al 3+ ) i żelazo (Fe 3+ ) również przyczyniają się do twardości, ale przy poziomach pH występujących w wodach naturalnych ich rozpuszczalność i wpływ na twardość są niewielkie.
Źródłem jonów wapnia i magnezu są naturalne złoża wapienia, gipsu i dolomitu. Jony Ca 2+ i Mg 2+ dostają się do wody w wyniku oddziaływania rozpuszczonego dwutlenku węgla z minerałami oraz innych procesów rozpuszczania i chemicznego wietrzenia skał.
Woda ze źródeł podziemnych charakteryzuje się dużą twardością, natomiast woda ze źródeł powierzchniowych ma stosunkowo niską twardość (3-6 mEq/l). Zawartość soli twardościowych w wodzie pitnej w granicach 1 - 4 mEq/l sprzyja prawidłowym procesom metabolicznym w organizmie. Wraz z wodą pitną człowiek otrzymuje 1-2 g soli mineralnych dziennie, a ponieważ w odróżnieniu od wielu pokarmów jony w wodzie występują w stanie rozpuszczonym (uwodnionym), ich wchłanianie przez organizm wzrasta o ok. rząd wielkości. Woda miękka powinna mieć twardość nie większą niż 10 mEq/l. W ostatnich latach sugeruje się, że woda o niskiej zawartości soli twardościowych przyczynia się do rozwoju chorób układu krążenia.
wartość PH
Wartość pH może wynosić od 0 do 14 i wskazuje, czy roztwór jest kwaśny, obojętny czy zasadowy. Jeśli wartość pH jest mniejsza niż 7, wówczas roztwór jest kwaśny, na przykład sok z cytryny, który ma wartość pH 2-3. Roztwory o wartości pH 7 są obojętne, np. woda destylowana. Roztwory o wartości pH większej niż 7 są alkaliczne.
Węglowodany
Wodorowęglany są niezbędnym dla organizmu pierwiastkiem regulującym równowagę kwasowo-zasadową. Wiąże i neutralizuje wzmożoną kwasowość np. soku żołądkowego, krwi, mięśni, nie uszkadzając ich. Razem z dwutlenkiem węgla wodorowęglan tworzy tzw. układ buforowy, który utrzymuje pH krwi.
Ogólna mineralizacja
Mineralizacja całkowita jest wskaźnikiem zawartości substancji rozpuszczonych w wodzie lub całkowitej zawartości soli, gdyż substancje rozpuszczone w wodzie występują w postaci soli (wodorowęglanów, chlorków i siarczanów wapnia, magnezu, potasu i sodu). Woda ze źródeł powierzchniowych ma mniejszą gęstość osadu niż woda ze źródeł podziemnych, tj. zawiera mniej rozpuszczonych soli. Limit mineralizacji wody pitnej (suchej pozostałości) wynoszący 1000 mg/l został kiedyś ustalony na podstawie organoleptycznej. Wody o dużej zawartości soli mają słonawy lub gorzki smak. Dopuszcza się ich zawartość w wodzie na poziomie progu odczuwalności: 350 mg/l dla chlorków i 500 mg/l dla siarczanów. Dolna granica mineralizacji, przy której homeostaza organizmu utrzymywana jest w drodze reakcji adaptacyjnych, to sucha pozostałość 100 mg/l, optymalny poziom mineralizacji to 200-400 mg/l. W tym przypadku minimalna zawartość wapnia powinna wynosić co najmniej 25 mg/l, magnezu -10 mg/l. Ze względu na ogólną mineralizację wody dzieli się na następujące kategorie (tab. 5):
Tabela 5. Kategorie wód ze względu na stopień mineralizacji całkowitej
Mikroelementy
Mikroelementy to grupa substancji mineralnych niezbędnych dla organizmu. Organizm ludzki potrzebuje ich w małych ilościach, ale są one bardzo ważne. Mikroelementy są ważnymi składnikami białek, hormonów, enzymów, uczestniczą w wielu funkcjach metabolicznych, aktywują układ odpornościowy i wzmacniają obronę immunologiczną. Należą do nich żelazo, krzem, cynk, mangan, miedź, selen, chrom, molibden.
Utlenialność wody
Utlenialność zależy od zawartości rozpuszczonych substancji organicznych w wodzie i może służyć jako wskaźnik zanieczyszczenia źródła ściekami. W przypadku studni szczególnie niebezpieczne są ścieki zawierające białka, tłuszcze, węglowodany, kwasy organiczne, etery, alkohole, fenole, olej itp.
Stopień skażenia bakteriologicznego wody
Określa się ją na podstawie liczby bakterii zawartych w 1 cm 3 wody i powinna ona wynosić maksymalnie 100. W wodzie ze źródeł powierzchniowych znajdują się bakterie wprowadzone przez ścieki i wodę deszczową, zwierzęta itp. Woda z podziemnych źródeł artezyjskich z reguły nie jest zanieczyszczona bakteriami.
Wyróżnia się bakterie chorobotwórcze (chorobotwórcze) i saprofityczne. Aby ocenić zanieczyszczenie wody bakteriami chorobotwórczymi, oznacza się w niej zawartość bakterii E. coli. Zanieczyszczenie bakteryjne mierzy się za pomocą miana coli i wskaźnika coli. Miano coli - objętość wody zawierającej jedną E. coli powinna być mniejsza niż 300. Indeks coli - liczba E. coli zawarta w 1 litrze wody powinna wynosić maksymalnie 3.
RPP
Maksymalne dopuszczalne stężenie zanieczyszczeń substancjami szkodliwymi, których przekroczenie staje się szkodliwe, kształtuje się następująco: Normy UE, USA i WHO stanowią, że w ogóle nie powinno ono występować. Rosyjska norma podaje następujące liczby: nie więcej niż sto mikroorganizmów na centymetr sześcienny i nie więcej niż trzy bakterie, takie jak E. coli, w jednym litrze wody, co w zasadzie odpowiada standardom międzynarodowym.
Tabela 6 pokazuje wartości MPC dla niektórych substancji w zbiornikach wodnych do celów domowych i pitnych.
Tabela 6. Wartości MPC dla niektórych substancji w zbiornikach wodnych do celów domowych i pitnych.
Normy dla najbardziej toksycznych substancji w wodzie podano w tabeli 7 (dane zaczerpnięte z książki M. Achmanowa. Woda, którą pijemy. M.: Eksmo, 2006):
Tabela 7. Normy dla najbardziej toksycznych substancji w wodzie
Notatka. Jeśli MPC wynosi setki tysięcy mikrogramów, wówczas substancja nie jest szkodliwa. Jeśli MPC wynosi od setek do tysięcy mikrogramów, wówczas taka substancja może być niebezpieczna. Jeśli maksymalne dopuszczalne stężenie mieści się w jednostkach, dziesiątych i setnych mikrograma, wówczas substancja ta jest prawie zawsze trująca (benzen, chlorek winylu, arsen, rtęć, ołów).
Normy wody pitnej krajów UE (Europa Zachodnia) i USA, zalecenia Światowej Organizacji Zdrowia oraz standardy krajowe przedstawiono w tabeli 8 (wg M. Achmanowa. Woda, którą pijemy. M.: Eksmo, 2006)
Tabela 8. Standardy wody pitnej w Rosji i za granicą*
Parametr | MPC, mikrogramy na litr (µg/l) |
|||
---|---|---|---|---|
Rosja |
||||
Akryloamid | ||||
Poliakryloamid | ||||
Aluminium | ||||
Benzopiren | ||||
Beryl | ||||
Chlorek winylu | ||||
Dichloroetan | ||||
Mangan | ||||
Molibden | ||||
Pestycydy | ||||
Stront | ||||
Siarczany | ||||
Trichloroetyl | ||||
Chloroform | ||||
Notatka*. Dane zaczerpnięte z książki M. Achmanowa. Woda, którą pijemy. M.: Eksmo, 2006
WWA to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne podobne do benzopirenu.
- W danych UE skrótem jest tydzień. (tydzień) oznacza średnią tygodniową dawkę substancji, która gwarantuje, że nie wyrządzi szkody organizmowi ludzkiemu.
- Gwiazdka wskazuje te wartości MPC w rosyjskich normach, które zostały zaczerpnięte z artykułów naukowych lub nowych zasad i przepisów sanitarnych. Inne wartości są wskazane w GOST.
- Dwie gwiazdki oznaczają te wartości MPC w amerykańskich standardach, które nazywane są wtórnymi: nie są one uwzględnione w standardzie krajowym, ale mogą zostać zalegalizowane przez władze państwowe.
- Myślnik w dowolnej pozycji w tabeli oznacza, że dla tego połączenia nie ma danych.
W tabelach 7-8 przedstawiono różne grupy substancji: metale lekkie i ciężkie (do tych ostatnich zalicza się wiele metali, takich jak aluminium, tytan, chrom, żelazo, nikiel, miedź, cynk, kadm, ołów, rtęć itp.), nieorganiczne i organiczne znajomości. Dane są uogólnione i najbardziej zgodne ze standardami rosyjskimi i europejskimi. Normy USA i WHO opisują substancje organiczne bardziej szczegółowo. Zatem norma amerykańska wymienia około trzydziestu rodzajów niebezpiecznych substancji organicznych. Najbardziej szczegółowe są zalecenia WHO, które zawierają następujące odrębne wykazy substancji:
- substancje nieorganiczne (głównie metale ciężkie, azotany i azotyny);
- substancje organiczne (około trzydziestu), pestycydy (ponad czterdzieści);
- substancje stosowane do dezynfekcji wody (głównie różne związki bromu i chloru – ponad dwadzieścia);
- substancje wpływające na smak, kolor i zapach wody.
Normy wymieniają substancje, które przy maksymalnych dopuszczalnych stężeniach w wodzie nie wpływają negatywnie na zdrowie – są to przede wszystkim srebro i cyna. W niektórych zaleceniach WHO dotyczących niektórych substancji znajduje się uwaga: Nie ma wiarygodnych danych pozwalających ustalić normę. Oznacza to, że prace nad badaniem ich w organizmie trwają: znanych jest setki tysięcy związków, ale tylko kilka z nich zostało zbadanych pod kątem ich wpływu na organizm ludzki.
Rosyjski GOST nie zawiera maksymalnych dopuszczalnych stężeń dla szeregu substancji określonych w normach zagranicznych. Wymagania dotyczące jakości wody pitnej w Federacji Rosyjskiej muszą być zgodne z normami GOST i nowym SanPiN. Istnieją inne dokumenty regulacyjne, które zawierają listę ponad 1300 szkodliwych substancji i ich maksymalnych dopuszczalnych stężeń. W przypadku większości wskaźników rosyjski standard albo odpowiada obcym, albo ustala standardy w niektórych przypadkach bardziej rygorystyczne, w innych bardziej miękkie. Jeśli porównamy szereg wskaźników MPC podanych w normach rosyjskich i zagranicznych, na przykład dla aluminium, MPC dla niego wynosi 200 μg/l według norm zagranicznych i 500 μg/l według norm rosyjskich. Pomimo dwuipółkrotnej rozbieżności wartości te są tego samego rzędu. Dla żelaza (200-300 µg/l), miedzi (1000-2000 µg/l), rtęci (1-2 µg/l), ołowiu (10-30 µg/l) - dla tych substancji spełniona jest zgodność z MPC , wówczas różnice są nie większe niż dwa do trzech razy. Według normy UE dopuszczalna jest obecność benzopirenu w granicach 0,01 µg/l (lub 10 ng/l), dla aluminium normą jest 100 µg/l (lub 0,1 mg/l), a sodu, siarczanów i chlor może występować w wodzie w ilościach 200 000-250 000 µg/l (tj. 200-250 mg/l, czyli 0,2-0,25 g/l). Różnica w maksymalnych dopuszczalnych stężeniach w normach UE, USA, WHO i Rosji jest pięć do sześciu razy, a w niektórych przypadkach - dziesięć, dwadzieścia, sto. RPP dla arsenu w Rosji jest taka sama jak w USA, norma dla benzopirenu jest bardziej rygorystyczna niż w Europie i USA i tylko benzen może budzić wątpliwości co do poprawności rosyjskich wskaźników GOST.
Doktorat O.V. Mosin
Oświetlony. źródło : M. Achmanowa. Woda, którą pijemy. Moskwa: Eksmo, 2006
Zasolenie czyli mineralizacja jest wskaźnikiem ilości substancji rozpuszczonych zawartych w wodzie, głównie soli nieorganicznych. Za granicą mineralizacja nazywana jest także „całkowitymi rozpuszczonymi substancjami stałymi” (TDS).
Zwykle mineralizację oblicza się w miligramach na litr (mg/l), jednak biorąc pod uwagę, że jednostka miary „litr” nie jest systemowa, bardziej poprawne jest wyrażanie mineralizacji w mg/dm3, przy wyższych stężeniach – w gramach na litr (g /l, g/dm3). Ponadto poziom mineralizacji można wyrazić w częściach na milion cząstek wody - częściach na milion (ppm). Zależność pomiędzy jednostkami miary w mg/l i ppm jest prawie równa i dla uproszczenia możemy przyjąć, że 1 mg/l = 1 ppm.
W zależności od ogólnej mineralizacji wody dzieli się na następujące typy: niska mineralizacja (1–2 g/l), niska mineralizacja (2–5 g/l), średnia mineralizacja (5–15 g/l), wysoka mineralizacja ( 15–30 g/l), solankowe wody mineralne (35–150 g/l), mocne wody solankowe (150 g/l i więcej).
Jakość wody pitnej reguluje w Rosji szereg norm SanPin, które standaryzują jakość wody pitnej z kranu i butelkowanej.
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) nie nakłada ograniczeń na całkowite zasolenie wody. Jednak woda o mineralizacji powyżej 1000–1200 mg/l może zmienić swój smak i tym samym powodować dolegliwości. Dlatego WHO na podstawie wskazań organoleptycznych zaleca limit całkowitej mineralizacji wody pitnej na poziomie 1000 mg/l, chociaż poziom ten może się różnić w zależności od utrwalonych przyzwyczajeń lub warunków lokalnych.
Oprócz butelkowanej wody pitnej, którą można pić codziennie, dostępne są butelkowane wody mineralne podzielone na trzy grupy: stołowe, lecznicze i lecznicze-stołowe.
Zgodnie z wymogami higienicznymi dotyczącymi jakości wody pitnej mineralizacja ogólna nie powinna przekraczać 1000 mg/dm3. W porozumieniu z władzami Departamentu Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego, dla sieci wodociągowej dostarczającej wodę bez odpowiedniego uzdatniania (np. ze studni artezyjskich) dopuszcza się zwiększenie mineralizacji do 1500 mg/dm3.
Woda destylowana to woda maksymalnie oczyszczona z wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń (mikro- i makroelementów, soli, wtrąceń obcych) za pomocą procesu destylacji. Wykluczona jest także obecność w jego składzie metali ciężkich, wirusów i bakterii. Okazuje się, że tylko wtedy, gdy człowiek stworzy pewne warunki, nie istnieje w naturze jako takiej, nie ma w niej mikroorganizmów ani użytecznych minerałów. Jakość jest standaryzowana przez GOST 6709–72.
Istnieje pogląd, że ciągłe używanie do celów spożywczych wody o niskiej zawartości soli prowadzi do „wypłukania” z organizmu soli, w tym wapnia.
Celem pracy jest określenie zawartości soli w różnych rodzajach wody pitnej. Dla osiągnięcia celu zidentyfikowano następujące zadania: 1) przegląd literatury dotyczącej tematu badań; 2) zmierzyć zawartość soli w różnych rodzajach wody; 3) porównać uzyskane wartości zawartości soli z normami.
Metodologia Badań
Pomiary wykonano konduktometrem Multitest KSL-101. Konduktometr KSL-101 przeznaczony jest do pomiaru przewodności elektrycznej właściwej cieczy oraz zawartości soli całkowitej w przeliczeniu na chlorek sodu.
Działanie konduktometru opiera się na kontaktowej metodzie pomiaru przewodności elektrycznej właściwej cieczy. Urządzenie należy do przenośnych półautomatycznych cyfrowych przyrządów pomiarowych o szerokim zakresie z kompensacją temperatury. Zakres jest wybierany automatycznie. Wskaźnik wyświetla cztery znaczące cyfry dziesiętne, rozdzielczość wyjściowa jest równa najmniej znaczącej cyfrze.
Konduktometr zapewnia automatyczną kompensację temperaturową wyników pomiarów za pomocą specjalnej elektrody. Wygląd urządzenia i elektrod pokazano na ryc. 1.
Oznaczono zawartość soli w pięciu próbkach wody.
Ryż. 1. Wygląd konduktometru Multitest KSL-101 i proces pomiarowy
Do analizy zakupiliśmy z supermarketu trzy rodzaje wody: 1) stołówka lekarska Shadrinskaya nr 319 (Jekaterynburg), według producenta, zawartość soli od 6 do 9,1 g/l; Naturalna karbonatyzacja Narzan (Kisłowodzk), według producenta, zawartość soli wynosi od 2 do 3 g/l. „Woda Lux” (Czelabińsk) według producenta zawiera sól do 400 mg/l.
Dodatkowo przeprowadzono badania wody wodociągowej, w tym celu wodę z zimnego kranu spuszczano przez 15 minut, a następnie pobierano do czystego pojemnika. Zmierzono także zawartość przegotowanej wody kranowej, gdyż wodę kranową najczęściej używa się do picia po przegotowaniu.
Zmierzyliśmy przewodność elektryczną wody destylowanej, przygotowaną w laboratorium Wydziału Chemii SUSU (Krajowy Uniwersytet Badawczy) w Czelabińsku.
W celu pomiaru elektrody umieszczano w szklance wody, naciskano przycisk „Start” i odczekano 3 minuty. Wynik wyświetliliśmy na tablicy wyników.
Winiki wyszukiwania
Zmierzono zawartość soli w wodzie pitnej i destylowanej. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli 1. W tabeli 1 przedstawiono także standardowe wartości zawartości soli (zgodnie z przyjętymi normami lub wymaganiami producenta).
Spośród badanych wód najniższą zawartość soli ma woda destylowana – 3,1 mg/l, co spełnia wymagania GOST 6709–72.
Badano trzy rodzaje wody kupowanej w sklepach w Czelabińsku. Woda Lux charakteryzuje się najniższą zawartością soli – 120 mg/l, przy czym wartość ta jest niższa niż 400 mg/l ustalone przez producenta. Woda ta, pod względem zawartości soli, zaliczana jest do wód stołowych i może być używana do codziennego picia.
Wody Shadrinskaya leczniczo-jadalni nr 319 i Narzan o naturalnym nasyceniu dwutlenkiem węgla pod względem zawartości soli zaliczane są do wód leczniczych i stołówkowych. Jednak w obu przypadkach uzyskane wartości zawartości soli były niższe niż dolna wartość deklarowana przez producenta. Dla wody Shadrinskaya - 3573 mg/l wobec 6000 mg/l, dla Narzana - 1709 mg/l wobec 2000 mg/l. Może to wynikać z faktu, że produkty nie są oryginalne.
Tabela 1
Wyniki pomiarów
№ p/s |
Nazwa wody |
Norma, mg/l |
|
destylowana |
5 (GOST 6709–72) |
||
zaopatrzenie w wodę |
|||
Gotowany kran |
|||
Szadrynska |
|||
Woda Lux |
Wniosek
W trakcie naszych badań zmierzyliśmy zawartość soli w sześciu rodzajach wody. Woda kranowa spełnia wymagania SanPiN 2.1.4.1074–01 dotyczące zawartości soli. Po ugotowaniu zawartość soli nieznacznie maleje. Najniższą zawartością soli w badanych wodach pitnych kupowanych w sklepach miejskich charakteryzuje się woda Lux – 120 mg/l. Woda ta, pod względem zawartości soli, zaliczana jest do wód stołowych i może być używana do codziennego picia.
Literatura:
- Taube P. R., A. G. Baranova Chemia i mikrobiologia wody. - M. Wyższy. szkoła, 1983. - 280 s.
- Andruz J. Wprowadzenie do chemii środowiska / J. Andruz, P. Brimblecombe, T. Jickels, P. Liss; Za. z angielskiego A. G. Zavarzina; wyd. G. A. Zavarzina. - M.: Mir, 1999. - 271 s.
- SanPiN 2.1.4.1074–01 Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną. Kontrola jakości. Wymagania higieniczne zapewniające bezpieczeństwo systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę. - M.: Centrum Informacyjno-Wydawnicze Ministerstwa Zdrowia Rosji. - 2002. http://www.narzanwater.ru/?home=1 Data dostępu: 09.07.2015.
- Zasób elektroniczny: http://l-w.ru/poleznoe_o_vode/o_vode/ Data dostępu: 09.07.2015.
W zależności od stopnia mineralizacji wyróżnia się 3 kategorie wody pitnej: woda pitna stołowa, woda mineralna lecznicza, woda mineralna lecznicza.
Woda pitna stołowa- woda o całkowitej mineralizacji do 1 g/l. Woda ta jest zalecana do codziennego spożycia. Nie ma żadnych ograniczeń w użytkowaniu.
Tak naprawdę jest to cała woda pitna, której używamy na co dzień, w tym do gotowania, herbaty, kawy i napojów bezalkoholowych. Wszystkie wody butelkowane o pojemności 19 l i 5 l są wodą pitną stołową. Produkowana jest również woda pitna stołowa w pojemnościach 1,5 l, 0,5 l, 0,33 l i 0,25 l. Pojemnik, w którym wytwarzana jest woda pitna stołowa, może być plastikowy lub szklany.
Często picie wody butelkowanej o pojemności 1,5 litra lub 0,5 litra nazywane jest „wodą mineralną”. Nie jest to całkowicie poprawne. Rzeczywiście, na niektórych etykietach z tabliczką jest napisane, że woda pitna jest mineralna, ale w tym przypadku nie oznacza to stopnia mineralizacji, ale oficjalną nazwę produktu zgodnie z klasyfikacją TU lub SanPin.
Wody pitne stołowe obejmują takie marki jak Arkhyz, Akhsau, Uvinskaya Zhelzhem, Gornaya Verkhina, Salkovskaya, Pilgrimm, Dombay, Shishkin Les, Nestle, Staromytishchinskaya. Produkty znanych marek AquaMinerale i BonAqua to także wody pitne stołowe.
Woda pitna ze stołu leczniczego może być spożywana jako napój orzeźwiający lub wykorzystywana w celach leczniczych i profilaktycznych. Woda ta ma limit zużycia nie większy niż 1,5 litra. na dzień. Jeśli ten limit zostanie przekroczony, nadmiar soli i minerałów może odkładać się w tkankach miękkich i prowadzić do rozwoju chorób o różnym nasileniu.
Wody mineralne stołowe lecznicze obejmują większość znanych nam marek wód mineralnych - Narzan, Borjomi, Essentuki-2, Essentuki-4, Essentuki-7, Novoterskaya Healing, Karmadon, „Jermuk” itp.
Regularne spożywanie leczniczej wody pitnej pomoże nasycić organizm niezbędnymi, niepowtarzalnymi minerałami i mikroelementami, pomoże uporać się z zaburzeniami przewodu żołądkowo-jelitowego, poprawi motorykę jelit, normalizuje pracę pęcherzyka żółciowego, wątroby i nerek.
Lecznicze mineralne wody pitne. Należą do nich wody o całkowitej mineralizacji powyżej 10 g/l. Wody lecznicze należy spożywać wyłącznie po konsultacji z lekarzem. Z reguły pije się je w kursach zgodnie z reżimem, często przed wypiciem podgrzewa się je do pożądanej temperatury.
Wody te ze względu na wysoki stopień mineralizacji mają wyraźne działanie lecznicze. Lecznicze wody mineralne podlegają ścisłym ograniczeniom w spożyciu. Ograniczenie to ustala lekarz przepisując przebieg leczenia wodami mineralnymi. Nie należy pić leczniczych wód mineralnych codziennie w sposób niekontrolowany, gdyż może to spowodować poważne rozstroje żołądka i jelit.
Terapeutyczne wody mineralne obejmują takie marki jak „Uvinskaya Medicinal”, „DonatMg”, „Essentuki-17”, „Novoizhevskaya”, „Semigorodskaya” itp.
Leczenie leczniczymi wodami mineralnymi jest przepisywane w przypadku otyłości, cukrzycy, nadciśnienia, dny moczanowej, zaburzeń menopauzy, zgagi, chorób układu oddechowego, chorób żołądkowo-jelitowych itp.