Общая минерализация лечебно столовых вод составляет. Сухой остаток при общей минерализации питьевой воды
Ни для кого не секрет, что на бытовом уровне отношение к качеству воды зачастую бывает легкомысленным, основанным на вкусовой оценке «нравится - не нравится». Существуют объективные показатели качества воды, которые должны соблюдаться непосредственно при потреблении. Изначально вода стандартного качества, но по дороге к потребителю она может вобрать в себя много «лишнего».
Что такое pH?
pH - это водородный показатель, который характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН.
pH воды - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.
Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому Всемирная Организация Здравоохранения (далее - ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН.
Что такое минерализация воды?
Минерализация представляет собой количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей.
По данным ВОЗ надежные данные о возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л, однако уже при величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей.
Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой.
Что означает «мягкая» и «жесткая» вода»?
Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.
"Жесткая вода" - одна из самых распространенных проблем, причем как в загородных домах с автономным водоснабжением, так и в городских квартирах. Степень жесткости измеряется в миллиграмм-эквиваленте на литр (мг-экв/л). По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв/л вода считается "мягкой", от 2 до 4 мг-экв/л - нормальной (для пищевых целей), от 4 до 6 мг-экв/л - жесткой, а свыше 6 мг-экв/л - очень жесткой.
Для многих целей жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее предпочтительна, чем мягкая. И вот почему: при использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств.
Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют малосимпатичные разводы на посуде и поверхности сантехники; "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда.
При нагревании воды содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на поря-док более строгие требования по жесткости;
Что такое железистая вода?
Разные виды железа "ведут" себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время образуется краснобурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании - надо "винить" трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб.
Необходимо также отметить, что "беда никогда не ходит одна" и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (или комплекса метдов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой.
Методы удаления железа из воды
Удаление из воды железа - без преувеличения одна из самых сложных задач в водоочистке. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что нам в своей практике неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа в 20-35 мг/л и успешно удалять его.
Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:
1. Окисление (кислородом воздуха или хлором, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением и фильтрацией. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение.
У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков:
Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.
Во-вторых, эти методы окисления слабо помогают в борьбе с органическим железом.
В-третьих, наличие в воде железа часто сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН.
2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в компактных высокопроизводительных системах.
Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления).
Все системы на основе данного типа окисления кроме специфических черт имеют и ряд недостатков:
Во-первых. Они неэффективны в отношении органического железа.
Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 15-20 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.
3. Ионный обмен. Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Достоинством ионного обмена является также и то, что он "не боится" верного спутника железа - марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии.
Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу, бывает сильно затруднена.
Объясняется это следующими причинами:
Во-первых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое "забивает" смолу и очень плохо из нее вымывается.
Во-вторых, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа, и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная ёмкость смолы.
В-третьих, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому "зарастанию" смолы органической пленкой, которая служит питательной средой для бактерий.
Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде.
4. Мембранные методы. Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа отнюдь не главное их предназначение. Этим и объясняется тот факт, что применение мембран пока не входит в число стандартных методов борьбы с присутствием в воде железа. Основное назначение мембранных систем - удаление бактерий, простейших и вирусов, подготовка высококачественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой доочистки воды.
Практическое же применение мембран ограничено следующими факторами:
Во-первых, мембраны даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие среды и ионообменные смолы, критичны к "зарастанию" органикой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). То есть мембранные системы применимы либо там, где нет железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами.
Во-вторых, стоимость. Мембранные системы весьма и весьма недешевы. Их применение рентабельно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).
Что такое окисляемость?
Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей.
Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, участвовшего в окислении этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.
Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.
Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные - 5-12 мг О2 /дм3. Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2 /дм3.
Как нормируются чувственные показатели качества воды?
К числу органолептических (или чувственных) показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров - вкус и запах - не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.
Запах и привкус
Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается - она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ, вода начинает принимать тот или иной привкус и/или запах.
Основными причинами возникновения привкуса и запаха в воде являются:
- Гниющие растения. Водоросли и водные растения в процессе гниения могут взывать рыбный, травяной, гнилостный запах воды.
- Грибки и плесень. Эти микроорганизмы вызывают возникновение плесневого, зем-листого или затхлого запаха и привкуса.
- Железистые и сернистые бактерии.
- Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный резкий привкус.
- Хлорирование воды. Вопреки широко распространенному мнению, сам хлор при правильном использовании не вызывает возникновения сколько-нибудь заметного запаха или привкуса. Появление же такого запаха/привкуса свидетельствует о передозировке при хлорировании. В то же время, хлор способен вступать в химические реакции с различными растворенными в воде веществами, образуя при этом соединения, которые собственно и придают воде хорошо известный многим запах и привкус "хлорки".
Цветность
Цветность определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами и выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Различают "истинный цвет", обусловленный только растворенными веществами, и "кажущийся" цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц.
Цветность природных вод обусловлена в основном присутствием окрашенных органических веществ и соединений железа и некоторых других металлов.
Наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую - в лесостепях и степных зонах.
Мутность
Мутность воды вызвана присутствием веществ органического и неорганического происхождения.
В России мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (едини-цы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина.
Общее микробное число
В связи с тем, что определение патогенных бактерий при биологическом анализе воды представляет собой непростую и трудоемкую задачу, в качестве критерия бактериологической загрязненности используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony Forming Units - CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом.
В основном для выделения бактерий и подсчета общего микробного числа используют метод фильтрации через мембрану.
При этом методе определенное количество воды пропускается через специальную мембрану. В результате, на поверхности мембраны остаются все находящиеся в воде бактерии. После чего мембрану с бактериями помещают на определенное время в специальную питательную среду при температуре 30-37 оС.
Во время этого периода, называемого инкубационным, бактерии получают возможность размножиться и образовать хорошо различимые колонии, которые уже легко поддаются подсчету.
Колиформные бактерии
Термин "Колиформные организмы" (или "колиформные бактерии") относится к классу бактерий, имеющих форму палочек, в основном живущих и размножающихся в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и большинства теплокровных животных (например, домашнего скота и водоплавающих птиц).
В воду попадают, как правило, с фекальными стоками и способны выживать в ней в течение нескольких недель, хотя и лишены способности к размножению.
В основном определяется концентрациями отдельных катионов (в частности, Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na +) и анионов (в частности, Cl - , SO 4 2- , HCO 3 -). Кроме того, есть более общие характеристики, производные от некоторых индивидуальных концентраций - например, общая жесткость и щелочность воды.
Существует и еще более обобщенный показатель - сухой остаток (общая минерализация) воды, т.е. суммарное количество веществ, растворенных в единице объема воды. В принципе, сухой остаток (общая минерализация) определяется содержанием как неорганических (минеральных), так и органических веществ в воде. Однако, в норме концентрация органических соединений в воде пренебрежимо мала, поэтому с достаточной точностью величину сухого остатка (общей минерализации) можно считать равной сумме концентраций неорганических катионов и анионов.
Общая минерализация питьевой воды
Понятия «сухой остаток» и «общая минерализация» часто считают тождественными. Это с связано с тем, что такой интегральный показатель, как суммарное количество растворенных веществ, можно точно вычислить, лишь зная концентрации всех индивидуальных ингредиентов (ионов). Поскольку на практике это далеко не всегда возможно, широко практикуется определение сухого остатка, измеряемого гравиметрическим методом (взвешиванием) после упаривания воды.
Полученные значения, однако, часто оказываются гораздо более низкими, чем арифметическая сумма индивидуальных концентраций. Связано это с термическим разложением гидрокарбонат-ионов с выделением углекислого газа. Поэтому самые значительные расхождения межде величинами сухого остатка и вычисляемой общей минерализацией (TDS - total dissolved solids) наблюдаются для вод с высокой щелочностью, т.е. с высоким содержанием гидрокарбонат-ионов.
Разумеется, сухой остаток (общая минерализация) — гораздо менее информативный показатель, нежели данные полного химического анализа питьевой воды. В то же время, он позволяет получить обобщенное представление о качестве питьевой воды. В первую очередь, о ее органолептических свойствах:
- слишком высокие (более 1 г/л) значения сухого остатка (общей минерализации) свидетельствуют о том, что такая вода хуже утоляет жажду. Кроме того, вода с очень высокой минерализацией может иметь соленый или горький привкус;
- вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.
С другой стороны, вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.
На основании результатов многочисленных научных исследований, как эпидемиологических, так и экспериментальных, установлен оптимальный уровень сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды — 200-500 мг/л. Вода, минерализованная на уровне до 1000 мг/л, считается качественной, пригодной для питья и приготовления пищи без ограничений. Вода с более высокой минерализацией относится к минеральным водам, употребление которых связано с определенными показаниями и ограничениями.
Для нормализации минерального состава питьевой воды, в том числе для получения питьевой воды с оптимальным значением сухого остатка (общей минерализации) можно использовать минеральные добавки серии «Северянка». Дополняя питьевую воду солями кальция, магния, калия, гидрокарбонат-ионами и другими жизненно важными ингредиентами, «Северянка» оптимизирует значение сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды.
КЛАССИФИКАЦИЯ ВОД ПО ВЕЛИЧИНЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИ. Все природные воды содержат то или иное количество солей. Наблюдаемый диапазон величин минерализации вод в природе чрезвычайно велик. Так,средняя минерализация атмосферных осадков на севере всего 10 мг/л. Минерализация снега в Антарктиде еще ниже -1 - 1,5 мг/л. В то же время минерализация рассолов выражается часто первыми сотнями граммов в литре. Минерализация уникальных по химическому составу подземных рассолов Ангаро-Ленского бассейна достигает 500-600 г/л.
Минерализацию пресных вод принято выражать в мг/л или г/л, соленых вод и рассолов в г/л или г/кг. В нефтяной гидрогеологии минерализацию иногда выражают в г-экв/л или г-экв/л.
Существует несколько классификации вод по величине минерализации, в которых, в зависимости от практического назначения или из других соображений, выделяются различные градации минерализации.
Классификация В.И.Вернадского считается простой с значениями:
пресные до 1 г/дм .
соленые 1 – 50 г/дм .
рассолы более 50 г/дм .
По В.А.Приклонскому классификация следующая:
пресные до 1 г/дм .
соленые 1 – 32 г/дм .
средне минерализованная 3 - 10 г/дм .
В стандарте МЕСТ 41-05-263-86 минерализация показана в таблице 3.
Классификация подземных вод по минерализации.
Таблица 3
О. А. Алекин, округляя различные предложенные той или иной классификацией пределы, намечает следующее деление вод по величине минерализации:
О. А. Алекин указывает, что область пресных вод, установленная до 1 г/кг, основана на восприятии человеком вкуса солености при сумме ионов в воде свыше 1 г/кг. Граница 25 г/кг между солоноватыми водами и водами морской солености установлена на том основании, что примерно по этой же минерализации температура замерзания и максимальная плотность воды совпадают. Граница между водами морской солености и солеными водами установлена потому, что в морях не наблюдается соленость свыше 50 г/кг.
В гидрогеологии пользуетеся популярностью классификация А. М. Овчинникова:
Ультрапресные пресные менее 0,2 г/л;
воды с относительно 0,2-0,5 г/л;
повышенной минерализацией 0,5-1,0 г/л;
солоноватые 1,0-3,0 г/л;
соленые 3,0-10,0 г/л;
воды повышенной соленостью 10,0-35,0 г/л
Для аридного Казахстана С.Ж.Сыдыков предлагает классификацию
Е. В Пиннекер рассолы по минерализации делит на четыре группы, которые различаются по химическому составу, объемному весу и другим признакам (табл. 4 дана классификация рассолов по величине минерализации).
Таблица 4
Между минерализацией и химическим составом воды устанавливается определенная закономерная зависимость: минерализацию наименее минерализованных вод обусловливают слабо растворимые соли, а минерализацию высоко концентрированных вод и рассолов - сильно растворимые соли. Поэтому гпдросиликатные воды будут находиться в группе весьма пресных, гидрокарбонатные кальциевые воды, за исключением углекислых газовых вод, всегда будут пресными, сульфатные и сульфатно-хлоридные воды преимущественно солоноватые и соленые, рассолы обычно относятся к хлоридному классу.
В химическом составе слабых и крепких рассолов резко доминируют ионы хлора и натрия. Весьма крепкие рассолы не могут образоваться без существенного участия хлоридов магния и хлоридов кальция, поскольку предельная растворимость NaCl в воде не превышает в обычных условиях 350 г/л. Предельно насыщенные рассолы образуются наиболее высоко-растворимыми хлоридными солями кальция и магния.
В природных условиях указанная закономерность иногда, нарушается. Встречаются хлоридные воды умеренной и даже низкой минерализации и, наоборот, гидросиликатные воды повышенной минерализации. Такого рода исключения называются гидрохимическими аномалиями , они свидетельствуют о специфических условиях формирования данных вод.
Гидрогеохимическая терминалогия. Гидрогеохимия –наукатолько что возникшая и нет прочно остановившихся общеринятых терминов. Это прежде всего термин «минерализация», который в минералогии понимается как процесс отложения рудных и нерудных минералов.
В гидрогеохимии и гидрогеологии под минерализацией принято понимать сумму ионов, молекул и различных соединений, содержащихся в водном растворе. Говоря о минерализации, имеется в виду состав всего комплекса химических веществ природной воды (диссоциированных, недиссоциированных, комплексных, коллоидных веществ). Разнобразие таких составов и определяют гидрогеохимическую терминалогию. Чтобы получить величину минерализации, обычно суммируют содержания ионов, присутствующих в химическом составе воды, хотя, строго говоря, минерализация и сумма ионов не идентичные понятия. Сумма ионов характеризует лишь диссоциированную часть химического состава воды. Вследствие того, что подавляющая часть растворенных в воде веществ находится обычно в диссоциированном состоянии (главнейшие ионы), вычисление суммы ионов, за исключением отдельных случаев, дает достаточно точное представление о минерализации воды.
В большинстве случаев суммирование определяемых ингредиентов дает более правильное представление о минерализации воды, чем сухой остаток.
Пределы минерализации по классификации Климентова даются вталице 5.
Таблица 5.
Ниже в таблице 6 даны значения степени минерализации и данные рН по Приклонскому и Лаптеву.
Таблица 6
В таблицах, кроме химических данных необходимо помещать следующие сведения: 1) обьект и его местоположение, 2) наименование водоносного горизонта и водоносной породы, дата отбора пробы воды (год, месяц, число). Резултаты анализа представляются в таблице в трех формах: миллиграммах (граммах) на литр, миллиграмм-эквивалентах на литр и процент-эквивалентах. Следует избегать астрономических цифр.
В таблице обязательно должна фигурировать сумма ионов, характеризующая величину минерализации воды, Полезно привезти величину сухого остатка, если она определялась аналитическим путем. Ионы рациональнее располагать в следующем порядке С1 -- , SО 4 -- , НСО 3 -- , СО 3 -- , К + , Nа + , Мg ++ , Са ++ .
Анионы распределяются в порядке их химической активносги, в отношении катионов это правило не соблюдено, поскольку более активный кальций стоит после магния. Такое расположение ионов удобно для комбинирования при пересчете химического состава воды из ионной формы в солевую. Объединяя эквивалентные количества катионов н анионов в том порядке, в каком они расположены, мы получим солевой состав воды.
Для обработки и систематизации результатов химических анализов подземных вод используются разработанные методы и приемы. В результате этого исследуемые воды можно оценить в соответствии требованиям для использований в хозяйственных целей и нужд других отрослей. Результаты химических анализов можно выразить графически и классифицировать подземные воды по химическому составу, минеральной жесткости, температурной и другими показателями. Эти сведения используются для определений типы подземных вод, уточнения их размещенияи в соответствующих пластах, сруппировать в единое водоносные гоизонты и устанавливать гидрогеологическую связь с поверхностными водами, а также условия формирования микрокомпонентного состава. Эти сведения о подземных водах очень нужны в целях использования в хозяйственном и других отраслях производств.
Основная литература: ОЛ 1 , 3 .
Дополнительная литература: ДЛ 1 /
1. Как определяют значения минерализации?
2. Как рассчитывают сухой остаток?
3. Какая единица измерения минерализации?
Вода, которую употребляют люди в сыром виде и для приготовления различных блюд, должна быть качественной и безопасной для их здоровья. Важное место в этом занимает минерализация воды - концентрация растворённых в ней минеральных веществ в виде ионов и коллоидов.
В составе воды содержится определённое количество различных твёрдых веществ, среди которых присутствует небольшое количество органических солей и значительно большее - неорганических. К последним относят соли хлоридов, бикарбонатов, сульфатов кальция, натрия, магния, калия и другие. Общая минерализация воды представляет собой суммарный показатель всех растворенных веществ.
Многие считают, что солесодержание и сухой остаток - тождественные показатели. Однако между ними есть разница. При установлении сухого остатка не учитываются летучие органические вещества. Поэтому показатели общей минерализации и сухого остатка имеют отличия в пределах 8-12%.
Классификация воды
К основным показателям, которые берутся во внимание при классификации минеральных вод, относятся, кроме минерализации, газовый и ионный составы, кислотность, температура и радиоактивность.
Уровни минерализации
В соответствии с уровнем минерализации существуют такие виды воды:
- питьевая пресная (меньше 1 г/л);
- слабоминерализованная (1-2 г/л);
- маломинерализованная (2-6 г/л);
- среднеминерализованная (6-16 г/л);
- высокоминерализованная (16-35 г/л);
- минеральная рассольная (35-155 г/л);
- крепкорассольная (выше 155 г/л).
Ручьи, появляющиеся от тающих ледников, и речные потоки, образующиеся в дождевых экваториальных лесах, характеризуются ультрапресной водой.
Гигиенические нормы
Подавляющая часть озёр и рек на планете Земля является пресной. А вот поверхностные водоёмы засушливых и пустынных регионов, как правило, характеризуются минерализацией более 1 промилле (1 промилле равен 0,1 %). Моря отличаются повышенной соленостью, а океаны содержат примерно 37% разных солей, значительную часть которых занимает хлористый натрий (NaCl).
Благодаря опреснению речной водой внутренним морям свойственна меньшая минерализация. Воды-рассолы расположены в основном в глубинах земли. Однако существуют солёные озера и на земной поверхности, такие как Мертвое море.
В соответствии с гигиеническими нормами пригодной для питья считается вода с минерализацией до 1000 мг/л, в некоторых случаях этот показатель может доходить до 1400-1550 мг/л. Норма минерализации водопроводной воды - до 1000 мг/л солей, хотя чаще всего этот показатель находится в пределах 350-650 мг/л.
Искусственная минерализации
Имитированную минерализацию проводят для придания питьевой воде привычного вкуса. Помимо этого, с помощью данного процесса жидкость можно искусственно насытить полезными для человеческого организма минералами. Даже если их содержание будет минимальным, такая вода будет намного полезнее для здоровья.
Солесодержание или минерализация - это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ, главным образом, неорганических солей. За рубежом минерализацию также называют «общим количеством растворённых частиц» - Total Dissolved Solids (TDS).
Обычно минерализацию подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), но, учитывая, что единица измерения «литр» не является системной, правильнее минерализацию выражать в мг/дм3, при больших концентрациях - в граммах на литр (г/л, г/дм3). Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды - parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное и для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm .
В зависимости от общей минерализации воды делятся на следующие виды : слабоминерализованные (1–2 г/л), малой минерализации (2–5 г/л), средней минерализации (5–15 г/л), высокой минерализации (15–30 г/л), рассольные минеральные воды (35–150 г/л), крепкорассольные воды (150 г/л и выше).
Качество питьевой воды регулируется в России рядом СанПин , нормирующих качество водопроводной и бутилированной питьевой воды.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) не вводит ограничений на общую минерализацию воды. Но вода при минерализации более 1000–1200 мг/л может менять свой вкус и вызывать тем самым нарекания. Поэтому ВОЗ по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, хотя уровень и может изменяться в зависимости от сложившихся привычек или местных условий .
Кроме бутилированной питьевой воды, которую можно использовать для питья ежедневно, существуют бутылочные минеральные воды делят на три группы: столовые, лечебные и лечебно-столовые .
В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная минерализация не должна превышать величины 1000 мг/дм3. По согласованию с органами Департамента Санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации до 1500 мг/дм3 .
Дистиллированная вода - это вода, которая была максимально очищена от всякого рода примесей (микро- и макроэлементы, соли, посторонние включения) при помощи процесса дистилляции. Также исключается наличие в ее составе тяжелых металлов, вирусов, бактерий. Получается она только при создании определенных условий человеком, в природе ее не существует как таковой, никаких микроорганизмов и полезных минеральных веществ в ней нет. Качество нормируется ГОСТ 6709–72.
Имеется точка зрения, что использование постоянно в питьевых целях воды с низким солесодержанием ведет к «вымываю» из организма солей, в том числе кальция .
Цель работы - определить солесодержания различных видов питьевых вод. Для достижения цели были определены следующие задачи: 1) произвести обзор литературы по теме исследования; 2) произвести замеры солесодержания различных типов вод; 3) сравнить полученные значения солесодержания с нормативными.
Методика проведения исследований
Измерения производили на кондуктометре Мультитест КСЛ-101. Кондуктометр КСЛ-101 предназначен для измерения удельной электрической проводимости жидкостей и общего солесодержания в пересчете на хлористый натрий.
В основу работы кондуктометра заложен контактный метод измерения удельной электрической проводимости жидкостей. Прибор относится к переносным полуавтоматическим широкодиапазонным цифровым измерительным приборам с температурной компенсацией. Выбор диапазона производится автоматически. На индикатор выводится четыре значащие десятичные цифры, дискретность вывода равна единице младшего разряда.
В кондуктометре предусмотрена автоматическая температурная компенсация результатов измерения помощью специального электрода. Внешний вид прибора и электродов представлены на рис. 1.
Определяли солесодержание пяти проб воды.
Рис. 1. Внешний вид кондуктометра Мультитест КСЛ-101 и процесс измерений
Для анализа приобрели в супермаркете воду трех видов: 1) Шадринская лечебно-столовая № 319 (г. Екатеринбург), согласно данным производителя солесодержание от 6 до 9,1 г/л ; Нарзан натуральной газации (г. Кисловодск), согласно данным производителя солесодержание от 2 до 3 г/л . «Люкс вода» (г. Челябинск), согласно данным производителя солесодержание до 400 мг/л .
Кроме того, были произведены анализы водопроводной воды из под крана, для этого воду из холодного крана спускали в течение 15 минут, а затем отбирали в чистую емкость. Также измеряли содержание кипяченой водопроводной воды, поскольку обычно для питья используется водопроводная вода после кипячения.
Измеряли электропроводность дистиллированной, приготовленной в лаборатории химического факультета ЮУрГУ (НИУ) г Челябинск.
Для измерения электроды помещали в стаканчик с водой, нажимали кнопку «Пуск», ждали, когда установится значение в течение 3 минут. Записывали результат высветившийся на табло.
Результаты исследований
Были произведены измерения солесодержания питьевых вод и дистиллированной воды. Результаты измерений представлены в таблице 1. Также в таблице 1 приведены нормативные значения солесодержания (в соответствии с принятыми стандартами либо требования производителя).
Из исследованных вод наименьшим значением солесодержания обладает дистиллированная вода - 3,1 мг/л, что соответствует требованиям ГОСТ 6709–72.
Были исследованы три типа воды, купленной в магазинах г. Челябинска. Наименьшим солесодержанием характеризуется Люкс вода - 120 мг/л, это значение ниже 400 мг/л как устанавливает производитель. Эта вода по солесодержанию относится к столовой и может использоваться в питьевых целях ежедневно.
Воды Шадринская лечебно-столовая № 319 и Нарзан натуральной газации по своему солесодержанию относятся к лечебно-столовым. Но в обоих случаях полученные значения солесодержания были ниже нижнего значения, заявленного производителем. Для воды Шадринской - 3573 мг/л против 6000 мг/л, для Нарзана - 1709 мг/л против 2000 мг/л. Возможно, это связанно тем, что продукция не является оригинальной.
Таблица 1
Результаты измерений
№ п/п |
Наименование воды |
Норматив, мг/л |
|
дистиллированная |
5 (ГОСТ 6709–72) |
||
водопроводная |
|||
Водопроводная кипяченая |
|||
Шадринская |
|||
Люкс вода |
Заключение
В ходе проведения исследований нами измерено солесодержание шести типов воды. Водопроводная вода соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074–01 по солесодержанию. После кипячения ее солесодержание незначительно снижается. Наименьшим солесодержанием из исследованных питьевых вод, купленных в магазинах города, характеризуется Люкс вода - 120 мг/л. Эта вода по солесодержанию относится к столовой и может использоваться в питьевых целях ежедневно.
Литература:
- Таубе П. Р., А. Г. Баранова Химия и микробиология воды. - М. Высш. шк., 1983. - 280 с.
- Андруз Дж. Введение в химию окружающей среды / Дж. Андруз, П. Бримблекумб, Т. Джикелз, П. Лисс; Пер. с англ. А. Г. Заварзиной; Под ред. Г. А. Заварзина. - М.: Мир, 1999. - 271 с.
- СанПиН 2.1.4.1074–01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России. - 2002. http://www.narzanwater.ru/?home=1 Дата обращения 07.09.2015.
- Электронный ресурс: http://l-w.ru/poleznoe_o_vode/o_vode/ Дата обращения 07.09.2015.