Показатели качества питьевой воды
Вода, которую мы используем дома, делится на две категории: техническая и питьевая. Пить воду из систем централизованного водоснабжения в сыром виде не рекомендуется, поскольку она часто загрязняется сточными водами от промышленных предприятий и содержит множество вредных веществ. Присутствие растворенного железа и магния может оказывать токсическое воздействие на печень и селезенку. Употребление водопроводной воды может привести к нарушениям в работе головного мозга, заболеваниям глаз, усилению воспалительных процессов и другим болезням. Фтор, добавляемый в воду для профилактики кариеса, при избытке может повредить зубную эмаль. Температура воды из подземных источников составляет от 4 до 8 ºC, а оптимальная температура питьевой воды считается от 7 до 11 ºC. Активный хлор удаляется даже при кратковременном кипячении.
Оценка качества воды
При химическом анализе воды оцениваются паразитологические и микробиологические характеристики. Качество воды определяется наличием патогенных компонентов и токсинов. Важно учитывать органолептические свойства при взятии проб. Гидрохимические показатели качества питьевой воды согласно ГОСТ 2874-82 и нормам СанПиН включают жесткость, уровень pH, минерализацию, органолептические свойства, кислотность и окисляемость.
Важность качества воды
Качество питьевой воды зависит от состояния водоемов и процессов ее очистки, обработки и обеззараживания, что напрямую влияет на безопасность ее потребления. Для контроля качества питьевой воды оцениваются различные параметры, такие как pH, содержание газов, ионов, соединений металлов, солей, аммония, предельно допустимые концентрации (ПДК) и тяжелых металлов, а также вкусовые и запаховые характеристики.
Безопасная для потребления вода является ключевым фактором для нормального обмена веществ в организмах животных и человека. Однако, даже небольшие примеси различных химических элементов, таких как железо, медь, цинк, кадмий и ртуть, могут накапливаться в тканях и негативно влиять на нервную систему, сердце, почки и другие органы. Качество питьевой воды может изменяться под воздействием природных факторов, режима использования водоемов и технологий водоподготовки, применяемых различными организациями.
Каждая питьевая вода проходит определенную обработку, включающую фильтрацию, окисление, обеззараживание и другие методы. Примеси и частицы могут образовываться на поверхности водоемов, в почвах, на стенках емкостей и в процессе очистки воды. Для повышения качества питьевой воды и защиты потребителей от рисков отравления и других негативных последствий необходимо постоянно контролировать состояние воды и применять комплексные технологии ее очистки и обеззараживания.
Фильтры являются одним из методов очистки воды, а развитие новых технологий в этой области предоставляет дополнительные возможности для обеспечения безопасности питьевой воды. Таблица показателей качества воды включает информацию о концентрации массы, размерах молекул, содержании нитритов, токсичности, примесях и других важных параметрах. Регулярный контроль питьевой воды через исследование образцов из различных источников (например, котлы, колодцы, водоемы) позволяет обеспечить безопасность ее потребления.
Показатели состава питьевой воды
Органолептические свойства воды
Органолептические показатели воды оцениваются с помощью органов чувств и включают вкус, запах, цвет (цветность) и мутность (прозрачность или непрозрачность). Некоторые из этих параметров определяются не только визуально или на ощупь, но и с использованием аналитического оборудования. Например, мутность и цветность измеряют с помощью фотометра, а прозрачность оценивается с использованием цилиндра и градуировочной шкалы.
Вкус
Вкус воды определяется вкусовыми ощущениями при попадании жидкости на рецепторы языка. Он оценивается в баллах, часто сопровождаемых описанием вкуса, что помогает судить о пригодности воды для питья и о наличии специфических химических веществ.
Запах
Запах воды определяется ощущениями от вдыхания пара, поднимающегося над сосудом с исследуемой жидкостью, через нос. Запах выражается в баллах, которые характеризуют его интенсивность и природу, например:
- цветочный
- специфический химический
- болотный
- затхлый
- свежести
- гнилостный
Также могут быть выделены специфические запахи химических соединений, таких как хлор, сероводород или фенол. Определение запаха осуществляется перед другими анализами, чтобы рассчитать коэффициент разбавления и скорректировать подготовку проб. Для этого требуется специальное обучение персонала и соблюдение условий в помещении, таких как отсутствие посторонних запахов и определенный цвет стен.
Цветность воды
Цветность воды показывает изменение длины волны светового луча при прохождении через раствор. Исследование проводится с использованием фотометра или спектрофотометра. Для экспресс-анализа используют стандартную шкалу для сравнения. Чистая вода обычно бесцветна при толщине слоя менее метра. Цветность воды указывает на присутствие органических веществ (гуминовых, красителей), минеральных компонентов или их комплексов. Например, ржавый цвет указывает на высокое содержание железа, коричневый – на гуминовые соединения, а синие оттенки – на химическое загрязнение.
Мутность
Мутность воды определяется содержанием взвешенных частиц, которые уменьшают способность воды пропускать свет. Это происходит из-за отражения и рассеивания света взвесью. Мутность оценивается экспресс-методом с использованием цилиндра с прозрачным дном и бумаги с нанесенным стандартным шрифтом. Мутность не указывает на конкретный компонент, но выявляет наличие посторонних частиц, что служит основанием для дополнительных анализов или установки механического фильтра.
Эти показатели помогают комплексно оценить качество питьевой воды и принять меры для обеспечения ее безопасности.
Химические свойства воды
К химическим свойствам воды относятся:
- Жесткость
- Активная реакция (pH)
- Окисляемость (БПК и ХПК)
- Минерализация (содержание растворенных солей)
Жесткость воды
Жесткость воды определяется концентрацией ионов кальция и магния и измеряется в мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр). Вода из глубоких подземных источников обычно имеет высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), тогда как вода из поверхностных источников обладает относительно низкой жесткостью (3-6 мг-экв/л). Жесткая вода содержит большое количество растворенных минеральных солей, что приводит к образованию накипи на внутренних поверхностях водопроводных труб, котлов и бытовых нагревательных приборов при нагревании.
Жесткость воды может создавать неудобства в быту: моющие средства плохо пенятся, овощи при готовке плохо развариваются, а напитки теряют вкус. Вода считается пригодной для питья, если ее жесткость не превышает 7-10 мг-экв/л. Слишком мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/л) также не полезна для здоровья, так как может вымывать из организма необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу и сердечно-сосудистым заболеваниям. Это касается и дождевой воды, которая подходит для стирки и мытья, но не рекомендуется для питья.
Активная реакция (pH)
Показатель pH указывает на активность ионов водорода (или гидроксид-ионов) в воде. Нейтральная вода имеет pH=7, кислая вода — pH менее 7, а щелочная — pH более 7.
Окисляемость
Окисляемость характеризует содержание в воде растворенных органических соединений. Высокая окисляемость указывает на значительное загрязнение воды бытовыми стоками. В колодцы не должны попадать сточные воды, содержащие белки, жиры, углеводы, эфиры, органические кислоты, фенолы, нефть и спирты.
Минерализация
Минерализация воды измеряет содержание растворенных солей и выражается в мг/л. Этот показатель оценивается по сухому остатку. Поверхностные источники водоснабжения обычно характеризуются низкой минерализацией, тогда как подземные воды имеют более высокое содержание солей. Рекомендуемый предел минерализации питьевой воды составляет 1000 мг/л. Повышенное содержание солей ухудшает вкус воды, делая ее горькой или соленой.
Органолептический порог для хлоридов составляет 350 мг/л, а для сульфатов — 500 мг/л. Нижний предел солесодержания для питьевой воды, при котором не оказывается негативного воздействия на организм, составляет 100 мг/л. Оптимальный диапазон солесодержания в питьевой воде — 200-400 мг/л. Содержание ионов кальция должно быть не меньше 25 мг/л, а ионов магния — не меньше 10 мг/л.
Эти показатели являются ключевыми для оценки химических свойств воды и обеспечения ее безопасности для потребления.
Неорганические показатели качества
В данном разделе рассматриваются вещества и элементы из неорганической химии, включая металлы, анионы неорганических кислот и растворенные газы. Хотя неорганических веществ в воде меньше, чем органических, они широко распространены и активно растворяются, что делает их важными для оценки качества воды.
Железо
Железо является распространенным элементом земной коры. Его присутствие в воде обусловлено деятельностью человека, растворением горных пород и биологической активностью. Природные воды Москвы и Московской области часто характеризуются повышенным содержанием железа из-за режима увлажнения и активной миграции элемента из почвы в водоносные горизонты. Железо часто встречается в скважинах разной глубины, попадая туда из окружающих пород и растворяясь при восстановительных условиях. После вскрытия скважины кислород вызывает окисление железа, делая воду "ржавой". Поэтому состав воды из новых скважин требует постоянного контроля.
Марганец
Марганец, который часто сопровождает железо, занимает четырнадцатое место по распространенности среди элементов. Он образует характерный черный налет на поверхностях, подвергающихся переменному увлажнению и высыханию. Марганец убирается вместе с железом и вызывает неприятные последствия для здоровья при длительном употреблении, включая болезнь Паркинсона.
Ртуть
Ртуть является высокотоксичным тяжелым металлом. Деятельность человека, связанная с производством, применением оружия, добычей и переработкой металлов, приводит к попаданию ртути в окружающую среду. Ртуть вызывает серьезные нарушения работы организма при попадании в него с питьевой водой или пищей. Она образует металлорганические соединения, обладающие высокой токсичностью и миграционной способностью.
Алюминий
Алюминий — самый распространенный металл на Земле, который входит в состав множества минералов. Он образует комплексные соединения с органическими веществами и мигрирует в водоносных горизонтах и водных потоках. Алюминий наиболее токсичен в кислой среде (при pH ниже 5) и при попадании в желудок.
Сульфаты
Сульфаты — это соли серной кислоты, образующиеся при разрушении минералов, содержащих сульфаты, и при окислении диоксида серы, выбрасываемого промышленными предприятиями. Совместно с магнием сульфаты могут оказывать слабительный эффект. Они малотоксичны и присутствуют в минеральной воде в количестве до 1 грамма на литр, обуславливая сульфатный тип минерализации.
Нитраты
Нитраты — анионы азотной кислоты, хорошо растворимые и активно насыщающие воду, мигрируя из почвы, пород и биогенных объектов. Они служат источником азота для растений. При избытке в природных водах нитраты приводят к эвтрофикации, что вызывает избыточное развитие растений и водорослей, и заболачивание. Нитраты токсичны, особенно опасны для грудных детей и пожилых людей.
Хлориды
Хлориды — соли соляной кислоты. Поваренная соль (хлорид натрия) используется в пище и широко распространена. Вместе с сульфатами хлориды составляют основу минерализации природных вод южных регионов. Хлориды и натрий регулируют водный баланс организма, но их избыточное поступление может вызвать задержку жидкости, отеки и нагрузку на сердце.
Санитарные нормы показателей качества питьевой воды
В настоящее время существует множество нормативных документов, регулирующих качество воды в зависимости от её назначения, источника и способа использования. К основным из них относятся:
- Бутилированная вода первой категории: СанПиН 2.1.4.1116-02
- Бутилированная вода высшей категории: СанПиН 2.1.4.1116-02
- Централизованные системы водоснабжения: СанПиН 2.1.4.1074-01
- Водоемы рыбохозяйственного назначения: Приказ Минсельхоза РФ № 552
- Объекты для рекреационного водопользования: СанПиН 2.1.5.980-00
- Вода в плавательных бассейнах: СанПиН 2.1.2.1188-03
- Ливневые стоки: Постановление Правительства РФ № 644
- Хозяйственно-бытовые стоки: Постановление Правительства РФ № 644
Жесткость и детализация норм зависят от количества людей, которые используют воду. Наиболее строгие нормы применяются к водопроводной и бутилированной воде. При оценке качества мы не учитываем нормативы для нецентрализованных источников водоснабжения, так как они допускают содержание веществ, вредных для здоровья. Это допущение основывается на том, что такую воду употребляет небольшое количество людей. Мы считаем, что все источники воды должны соответствовать высоким стандартам безопасности.
Некоторые нормативные документы направлены на охрану окружающей среды. Например, Приказ Минсельхоза РФ № 552 регулирует состояние водоемов, используемых для выращивания и содержания рыбы. Вода, сбрасываемая в эти водоемы, должна соответствовать определённым требованиям.
СанПиН 2.1.2.1188-03 и СанПиН 2.1.5.980-00 обеспечивают защиту человека от вредного воздействия при контакте кожи с водой, регулируя химические, микробиологические и паразитологические показатели.
Постановление Правительства РФ № 644 описывает процедуры обращения со сточными водами. Этот документ включает перечень обязательных параметров, которые должны анализироваться в сточной воде перед её сбросом в центральную канализацию или ливневую систему. Нарушение этих требований ведет к штрафам для организаций-нарушителей.
Эти нормы и регламенты обеспечивают комплексный контроль качества питьевой воды, защищая здоровье населения и окружающую среду.