Meditsiinilise lauavee kogumineraliseerumine on: Kuiv jääk joogivee kogumineralisatsioonis
Pole saladus, et majapidamiste tasandil on suhtumine vee kvaliteeti sageli kergemeelne, lähtudes maitsehinnangust "meeldib või mitte". Vee kvaliteedil on objektiivsed näitajad, mida tuleb tarbimisel vahetult jälgida. Esialgu on vesi standardkvaliteediga, kuid teel tarbijani võib see endasse võtta palju “lisa”.
Mis on pH?
pH on vesinikuindikaator, mis iseloomustab vabade vesinikuioonide kontsentratsiooni vees. Kuvamise hõlbustamiseks võeti kasutusele spetsiaalne indikaator, mida nimetatakse pH-ks.
Vee pH on üks olulisemaid veekvaliteedi töönäitajaid, mis määrab suuresti keemilise ja bioloogilised protsessid esinevad vees. Sõltuvalt pH väärtusest võib muutuda keemiliste reaktsioonide kiirus, vee söövitava agressiivsuse määr, saasteainete toksilisus jne.
Tavaliselt jääb pH tase vahemikku, mille juures see ei mõjuta tarbija vee kvaliteeti. Nii jääb jõgede vetes pH tavaliselt vahemikku 6,5-8,5, sademetel 4,6-6,1, soodes 5,5-6,0, in mereveed 7,9-8,3. Seetõttu ei anna Maailma Terviseorganisatsioon (edaspidi WHO) mingeid soovitusi meditsiinilised näitajad pH väärtused.
Mis on vee mineraliseerumine?
Mineraliseerimine on kvantitatiivne näitaja vees lahustunud ainete sisaldus. Seda parameetrit nimetatakse ka lahustuvate tahkete ainete sisalduseks või soola üldsisalduseks, kuna vees lahustunud ained on soolade kujul.
WHO andmetel puuduvad usaldusväärsed andmed suurenenud soolsuse võimalike tervisemõjude kohta. Seetõttu ei kehtestata WHO piiranguid meditsiinilistel põhjustel. Tavaliselt peetakse vee maitseks heaks soola üldsisaldusega kuni 600 mg/l, kuid isegi üle 1000-1200 mg/l väärtuste korral võib vesi tarbijatel kaebusi tekitada.
Lahtine on ka madala soolsusega vee küsimus. Arvatakse, et selline vesi on liiga mage ja maitsetu, kuigi paljud tuhanded inimesed, kes joovad väga madala soolasisaldusega pöördosmoosi vett, peavad seda vastuvõetavamaks.
Mida tähendavad "pehme" ja "kõva" vesi?
Karedus on vee omadus, mis on põhjustatud selles lahustuvatest kaltsiumi- ja magneesiumisooladest.
“Kare vesi” on üks levinumaid probleeme nii autonoomse veevarustusega maamajades kui ka linnakorterites. Kõvadust mõõdetakse milligrammi ekvivalentides liitri kohta (mg-ekv/l). Ameerika klassifikatsiooni järgi (for joogivesi) kui kõvadussoolade sisaldus on alla 2 mEq/l, loetakse vett “pehmeks”, 2–4 mEq/l – normaalne (toiduks), 4–6 mEq/l – kõvaks ja üle 6. mg-ekv/l – väga karm.
Paljudel eesmärkidel ei mängi vee karedus olulist rolli (näiteks tulekahjude kustutamisel, aia kastmisel, tänavate ja kõnniteede puhastamisel). Kuid mõnel juhul võib jäikus tekitada probleeme. Vannis käies, nõusid pestes, pesu pestes või autot pestes on kõva vesi palju vähem eelistatav kui pehme vesi. Ja siin on põhjus: pehme vee kasutamisel kulub pesuainet 2 korda vähem.
Seebiga suheldes moodustab kõva vesi “seebiräbu”, mida veega maha ei pesta ja mis jätab nõudele ja sanitaartehniliste seadmete pinnale ebameeldivad plekid; “Seebiräbu” ei uhu maha ka inimese naha pinnalt, ummistades poorid ja kattes iga kehakarva, mis võib põhjustada lööbeid, ärritust ja sügelust.
Vee kuumutamisel kristalliseeruvad selles sisalduvad karedussoolad, mis langevad katlakivina välja. Katlakivi on 90% veekütteseadmete rikete põhjus. Seetõttu on nõuded kateldes, boilerites jne soojendatavale veele suurusjärgu võrra kõrgemad. ranged nõuded kõvaduse järgi;
Mis on rauavesi?
Erinevat tüüpi raud "käitub" vees erinevalt. Seega, kui anumasse valatud vesi on puhas ja läbipaistev, kuid mõne aja pärast tekib punakaspruun sade, on see märk kahevalentse raua olemasolust vees. Kui kraanist väljuv vesi on kollakaspruun ja settides tekib sade, tuleb “süüdistada” raudrauda. Kolloidraud värvib vett, kuid ei moodusta setet. Bakteriaalne raud avaldub veepinnal vikerkaarekilena ja torude sisse koguneva tarretiselaadse massina.
Samuti tuleb märkida, et "õnnetus ei lähe kunagi üksi" ja praktikas leitakse peaaegu alati mitme või isegi kõigi raualiikide kombinatsioon. Arvestades, et orgaanilise, kolloidse ja bakteriaalse raua määramiseks puuduvad ühtsed heakskiidetud meetodid, siis valikus tõhus meetod(või meetodite kogum) vee puhastamiseks rauast sõltub väga palju veetöötlusettevõtte praktilistest kogemustest.
Raua veest eemaldamise meetodid
Raua eemaldamine veest on liialdamata üks raskemaid ülesandeid veetöötluses. Kõik olemasolevad meetodid on rakendatavad ainult teatud piirides ja neil on nii eelised kui ka olulised puudused. Konkreetse rauaeemaldusmeetodi (või meetodite kombinatsiooni) valik sõltub suuresti veetöötlusettevõtte kogemustest. Mitte ilma uhkuseta võime teatada, et oleme oma praktikas korduvalt kokku puutunud rauasisaldusega 20-35 mg/l ja selle edukalt eemaldanud.
Nii et olemasolevaid meetodeid Raua eemaldamine võib hõlmata:
1. Oksüdeerimine (õhuhapnik või kloor, vesinikperoksiid, osoon), millele järgneb settimine ja filtreerimine. See on kõige rohkem vana moodi ja seda kasutatakse ainult suurtel munitsipaalsüsteemid. Kõige arenenum ja tugev oksüdeerija täna on osoon. Selle tootmisseadmed on aga üsna keerulised, kallid ja nõuavad märkimisväärset energiatarbimist, mis piirab selle kasutamist.
Kõigil ülaltoodud oksüdatsioonimeetoditel on mitmeid puudusi:
Esiteks, kui koagulante ei kasutata, kulub oksüdeeritud raua sadestusprotsess pikka aega, vastasel juhul on koaguleerimata osakeste filtreerimine nende väiksuse tõttu väga keeruline.
Teiseks on neist oksüdatsioonimeetoditest vähe abi võitluses orgaanilise raua vastu.
Kolmandaks kaasneb raua esinemisega vees sageli ka mangaani sisaldus. Mangaani on palju raskem oksüdeeruda kui rauda ja lisaks veel palju kõrgemal kõrgel tasemel pH.
2. Katalüütiline oksüdatsioon, millele järgneb filtreerimine. Tänapäeval kõige levinum rauaeemaldusmeetod, mida kasutatakse kompaktsetes suure jõudlusega süsteemides.
Meetodi olemus seisneb selles, et raua oksüdatsioonireaktsioon toimub spetsiaalse filterkeskkonna graanulite pinnal, millel on katalüsaatori omadused (keemilise oksüdatsioonireaktsiooni kiirendaja).
Kõik süsteemid põhinevad seda tüüpi Lisaks spetsiifilistele omadustele on oksüdatsioonil ka mitmeid puudusi:
Esiteks. Need on orgaanilise raua suhtes ebaefektiivsed.
Teiseks ei tule seda tüüpi süsteemid endiselt toime juhtumitega, kus rauasisaldus vees ületab 15-20 mg/l, mis pole sugugi haruldane. Mangaani sisaldus vees ainult raskendab olukorda.
3. Ioonivahetus. Ioonivahetus kui veepuhastusmeetod on tuntud juba pikka aega ja seda kasutati (ja kasutatakse siiani) peamiselt vee pehmendamiseks. Ioonivahetuse eeliseks on ka see, et see "ei karda" raua ustavat kaaslast - mangaani, mis raskendab oluliselt oksüdatsioonimeetodite kasutamisel põhinevate süsteemide tööd. Ioonivahetuse peamine eelis seisneb selles, et lahustunud olekus olevat rauda ja mangaani saab veest eemaldada.
Kuid praktikas võib katioonivahetusvaikude kasutamine raua jaoks olla väga keeruline.
Seda seletatakse järgmiste põhjustega:
Esiteks on ioonvahetusvaigud väga tundlikud vees sisalduva raudraua suhtes, mis “ummistab” vaigu ja pestakse sellest väga halvasti välja.
Teiseks, millal kõrge kontsentratsioon raudvees ühelt poolt suureneb lahustumatu raudraua tekke tõenäosus, teisalt kahaneb vaigu ioonivahetusvõime palju kiiremini.
Kolmandaks võib orgaaniliste ainete (sealhulgas orgaanilise raua) olemasolu vees põhjustada vaigu kiiret “ülekasvamist” orgaanilise kilega, mis toimib bakterite kasvulavana.
Sellest hoolimata tundub ioonvahetusvaikude kasutamine olevat kõige lootustandvam suund võitluses vees sisalduva raua ja mangaani vastu.
4. Membraanmeetodid. Membraantehnoloogiaid kasutatakse veepuhastuses üsna laialdaselt, kuid rauaeemaldus pole sugugi nende peamine eesmärk. See seletab tõsiasja, et membraanide kasutamine ei kuulu veel standardmeetodite hulka raua esinemise vastu vees. Membraansüsteemide põhieesmärk on bakterite, algloomade ja viiruste eemaldamine ning kvaliteetse joogivee valmistamine. See tähendab, et need on mõeldud vee sügavaks puhastamiseks.
Membraanide praktilist kasutamist piiravad järgmised tegurid:
Esiteks on membraanid, isegi rohkem kui granuleeritud filtermaterjalid ja ioonivahetusvaigud, kriitilise tähtsusega orgaanilise ainega "ülekasvamiseks" ja pinna ummistumiseks lahustumatute osakestega. sel juhul rooste). See tähendab, et membraanisüsteemid on rakendatavad kas seal, kus rauda pole, või tuleb nende saasteainete probleem kõigepealt lahendada muude meetoditega.
Teiseks maksumus. Membraansüsteemid on väga-väga kallid. Nende kasutamine on tasuv ainult siis, kui väga kõrge kvaliteet vesi (näiteks toiduainetööstuses).
Mis on oksüdeeritavus?
Oksüdeeritavus on väärtus, mis iseloomustab orgaanilise ja mineraalid oksüdeeritud ühe tugeva keemilise oksüdeeriva ainega.
Seda parameetrit väljendatakse 1 dm3 vees sisalduvate ainete oksüdatsioonis osaleva hapniku milligrammides.
Enamik kõrge aste oksüdatsioon saavutatakse dikromaadi ja jodaadi meetoditega. Looduslike veekogude oksüdeeritavus võib olla väga erinev, alates milligrammi fraktsioonidest kuni kümnete milligrammideni O2 liitri vee kohta.
Pinnavee oksüdeeruvus on suurem kui põhjaveel. Seega iseloomustab mägijõgesid ja järvi oksüdeeritavus 2-3 mg O2 / dm3, madaliku jõgesid - 5-12 mg O2 / dm3. Põhjavee oksüdatsioonivõime on keskmiselt sajandik kuni kümnendik milligrammi O2/dm3 kohta.
Kuidas on veekvaliteedi sensoorsed näitajad standarditud?
Organoleptilised (või sensoorsed) näitajad hõlmavad neid veekvaliteedi parameetreid, mis määravad selle tarbijaomadused, st. need omadused, mis mõjutavad otseselt inimese meeli (lõhn, puudutus, nägemine). Nendest parameetritest kõige olulisemat – maitset ja lõhna – ei saa formaalselt mõõta, mistõttu tehakse nende määramine asjatundlike vahenditega. Vee organoleptilisi omadusi hindavate ekspertide töö on väga keeruline ja vastutusrikas ning sarnaneb paljuski kõige peenemate jookide degusteerijate tööga, kuna need peavad tabama vähimaidki maitse- ja lõhnavarjundeid.
Lõhna ja maitse
Keemiliselt puhas vesi täiesti ilma maitse- ja lõhnata. Looduses sellist vett aga ei esine – see sisaldab alati lahustunud aineid. Anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete kontsentratsiooni suurenedes hakkab vesi omandama teatud maitse ja/või lõhna.
Vee maitse ja lõhna peamised põhjused on:
- Mädanevad taimed. Vetikad ja veetaimed mädanemisprotsessis, kala, taim, mädane lõhn vesi.
- Seened ja hallitus. Need mikroorganismid põhjustavad hallitanud, mullast või kopitanud lõhna ja maitset.
- Raua- ja väävlibakterid.
- Raud, mangaan, vask, tsink. Nende metallide korrosiooniproduktid annavad veele iseloomuliku terava maitse.
- Vee kloorimine. Vastupidiselt levinud arvamusele, kloor ise õige kasutamine ei tekita märgatavat lõhna ega maitset. Sellise lõhna/maitse ilmnemine viitab kloorimise käigus tekkinud üledoosile. Samal ajal on kloor võimeline sisenema keemilised reaktsioonid erinevate vees lahustunud ainetega, moodustades ühendeid, mis tegelikult annavad veele tuntud “pleegitaja” lõhna ja maitse.
Chroma
Värvus määratakse katsevee värvi võrdlemisel standarditega ja seda väljendatakse kraadides plaatina-koobalti skaalal. Eristatakse "tõelist värvi", mille põhjustavad ainult lahustunud ained, ja "nähtavat" värvi, mis on põhjustatud kolloidsete ja hõljuvate osakeste olemasolust vees.
Loodusliku vee värvuse põhjuseks on peamiselt värviliste orgaaniliste ainete ning raua ja mõnede teiste metallide ühendite olemasolu.
Kõrgeima värvusega on turbarabade ja soometsade aladel paiknevate jõgede ja järvede pinnaveed, kõige madalama värvusega aga metsastepi- ja stepivööndites.
Hägusus
Vee hägusust põhjustavad orgaanilise ja anorgaanilise päritoluga ained.
Venemaal määratakse vee hägusus fotomeetriliselt, võrreldes testitava vee proove standardsete suspensioonidega. Mõõtmistulemust väljendatakse kaoliini põhistandardi suspensiooni kasutamisel mg/dm3 või formatsiini põhistandardi suspensiooni kasutamisel TU/dm3 (hägususühikud dm3 kohta).
Mikroobide koguarv
Tulenevalt asjaolust, et määratlus patogeensed bakterid vee bioloogiline analüüs on keeruline ja aeganõudev ülesanne, bakterioloogilise saastumise kriteeriumina kasutatakse kolooniaid moodustavate bakterite (Colony Forming Units - CFU) koguarvu 1 ml vees. Saadud väärtust nimetatakse mikroobide koguarvuks.
Põhimõtteliselt kasutatakse bakterite isoleerimiseks ja mikroobide koguarvu arvutamiseks membraanfiltratsiooni meetodit.
Selle meetodi abil juhitakse teatud kogus vett läbi spetsiaalse membraani. Selle tulemusena jäävad kõik vees olevad bakterid membraani pinnale. Pärast seda asetatakse bakteritega membraan teatud ajaks spetsiaalsesse toitainekeskkond temperatuuril 30-37 oC.
Sellel perioodil, mida nimetatakse inkubatsiooniks, on bakterid võimelised paljunema ja moodustama selgelt nähtavaid kolooniaid, mida saab kergesti loendada.
Kolibakterid
Mõiste "kolibakterid" (või "kolibakterid") viitab pulgakujuliste bakterite klassile, mis peamiselt elavad ja paljunevad keha alumises osas. seedetrakt inimesed ja enamik soojaverelisi loomi (näiteks kariloomad ja veelinnud).
Tavaliselt satuvad nad vette koos väljaheitejäätmetega ja suudavad selles mitu nädalat ellu jääda, kuigi neil puudub võime paljuneda.
Peamiselt määratud üksikute katioonide (eelkõige Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +) ja anioonide (eelkõige Cl -, SO 4 2-, HCO 3 -) kontsentratsioonidega. Lisaks on neid veel Üldised omadused, mis tuleneb mõnest individuaalsest kontsentratsioonist – näiteks vee üldkaredusest ja aluselisusest.
On veel üldistatum näitaja - vee kuivjääk (kogu mineraliseerumine), s.o. veemahuühikus lahustunud ainete koguhulk. Põhimõtteliselt määrab kuivjäägi (üldmineralisatsioon) nii anorgaaniliste (mineraalsete) kui ka orgaaniliste ainete sisaldus vees. Samas normaalne kontsentratsioon orgaanilised ühendid vees on tühiselt väike, seetõttu võib piisava täpsusega kuiva jäägi (kogu mineralisatsiooni) väärtust lugeda võrdseks anorgaaniliste katioonide ja anioonide kontsentratsioonide summaga.
Joogivee üldine mineraliseerumine
Mõisteid "kuiv jääk" ja "täielik mineralisatsioon" peetakse sageli identseteks. See on tingitud asjaolust, et sellist terviklikku näitajat nagu lahustunud ainete koguhulk saab täpselt arvutada ainult kõigi üksikute koostisosade (ioonide) kontsentratsioonide teadmisega. Kuna praktikas pole see alati võimalik, kasutatakse laialdaselt kuivjäägi määramist, mõõdetuna gravimeetrilise meetodiga (kaalumine) pärast vee aurustamist.
Saadud väärtused on aga sageli palju väiksemad kui üksikute kontsentratsioonide aritmeetiline summa. Selle põhjuseks on vesinikkarbonaadi ioonide termiline lagunemine koos vabanemisega süsinikdioksiid. Seetõttu on kõige olulisemad lahknevused kuivjäägi väärtuste ja arvutatud kogumineralisatsiooni (TDS - lahustunud tahkete ainete kogusisaldus) vahel kõrge aluselisusega vees, st. suure vesinikkarbonaadiioonide sisaldusega.
Muidugi on kuivjääk (kogu mineraliseerumine) palju vähem informatiivne näitaja kui joogivee täieliku keemilise analüüsi andmed. Samas võimaldab see saada üldise ettekujutuse joogivee kvaliteedist. Esiteks selle organoleptiliste omaduste kohta:
- Kuivjäägi (kogu mineralisatsiooni) liiga kõrge (üle 1 g/l) väärtused näitavad, et selline vesi kustutab janu halvemini. Lisaks võib väga kõrge mineralisatsiooniga vesi olla soolase või mõru maitsega;
- väga madala mineralisatsiooniga vesi (kuivainesisaldus alla 100 mg/l) võib samuti olla ebameeldiva maitsega ja tavakasutuseks ohtlik. Sellist vett iseloomustab tavaliselt väga madal karedus, s.t. madalad kaltsiumi- ja magneesiumiioonide kontsentratsioonid, mis on oluline riskitegur haiguste tekkeks südame-veresoonkonna süsteemist ja luu- ja lihaskonna süsteem.
Teisest küljest võib väga madala mineralisatsiooniga vesi (kuivainesisaldus alla 100 mg/l) olla ka ebameeldiva maitsega ja tavakasutuseks ohtlik. Sellist vett iseloomustab tavaliselt väga madal karedus, s.t. kaltsiumi- ja magneesiumiioonide madal kontsentratsioon, mis on oluline riskitegur südame-veresoonkonna ja lihasluukonna haiguste tekkeks.
Paljude tulemuste põhjal teaduslikud uuringud, nii epidemioloogiline kui ka eksperimentaalne, on kehtestatud joogivee kuivjäägi (kogu mineralisatsiooni) optimaalne tase - 200-500 mg/l. Kuni 1000 mg/l mineraliseeritud vett peetakse kvaliteetseks, piiranguteta joomiseks ja toiduvalmistamiseks sobivaks. Kõrgema mineralisatsiooniga vee all mõeldakse mineraalvett, mille kasutamine on seotud teatud näidustuste ja piirangutega.
Normaliseerimiseks mineraalne koostis võib kasutada joogivett, sh optimaalse kuivjäägi väärtusega (täielik mineralisatsioon) joogivee saamiseks mineraalsed toidulisandid Sari "Severyanka". Täiendades joogivett kaltsiumi, magneesiumi, kaaliumisoolade, vesinikkarbonaadi ioonide ja muude elutähtsate koostisosadega, optimeerib Severyanka joogivee tahkete ainete väärtust (täielik mineralisatsioon).
VEE KLASSIFIKATSIOON MINERALISATSIOONI JÄRGI. Kõik looduslikud veed sisaldavad teatud koguses sooli. Vee mineralisatsiooni väärtuste vahemik looduses on äärmiselt suur. Seega on atmosfäärisademete keskmine mineraliseerumine põhjas vaid 10 mg/l. Lume mineraliseerumine Antarktikas on veelgi madalam -1 - 1,5 mg/l. Samas väljendub soolvee mineraliseerumine sageli esimestes sadades grammides liitri kohta. Angara-Lena basseini maa-aluste soolvee, mis on ainulaadse keemilise koostisega, mineraliseerumine ulatub 500-600 g/l.
Mineraliseerimine mage vesi Tavapärane on väljendada mg/l või g/l, soolases vees ja soolvees g/l või g/kg. Nafta hüdrogeoloogias väljendatakse mineraliseerumist mõnikord g-ekv/l või g-ekv/l.
Soolsuse hulga järgi eristatakse mitut vee klassifikatsiooni, milles sõltuvalt praktilisest otstarbest või muudest kaalutlustest eristatakse erinevaid mineralisatsiooniastmeid.
V.I. Vernadsky klassifikatsiooni peetakse lihtsaks järgmiste väärtustega:
värske kuni 1 g/dm.
soolatud 1 – 50 g/dm.
soolveed üle 50 g/dm.
V.A. Priklonsky sõnul on klassifikatsioon järgmine:
värske kuni 1 g/dm.
soolatud 1 – 32 g/dm.
keskmiselt mineraliseeritud 3 - 10 g/dm.
MEST standardis 41-05-263-86 on mineraliseerumine näidatud tabelis 3.
Põhjavee klassifitseerimine mineralisatsiooni järgi.
Tabel 3
O. A. Alekin, ümardades ühe või teise klassifikatsiooniga pakutud erinevaid piire, toob välja järgmise veejaotuse mineralisatsiooni hulga järgi:
O. A. Alekin toob välja, et kuni 1 g/kg kehtestatud mageveeala põhineb inimese tajul soolsuse maitsest, kui ioonide summa vees on üle 1 g/kg. Riimvee ja mere soolsusega vee vaheline piirmäär 25 g/kg kehtestati selle põhjal, et ligikaudu sama soolsuse korral langevad kokku vee külmumispunkt ja maksimaalne tihedus. Merevee ja soolase vee piir määrati kindlaks, kuna meredes ei täheldata soolsust üle 50 g/kg.
Hüdrogeoloogias on populaarne A. M. Ovtšinnikovi klassifikatsioon:
ülivärske värske alla 0,2 g/l;
vesi suhteliselt 0,2-0,5 g/l;
suurenenud mineraliseerumine 0,5-1,0 g/l;
riim 1,0-3,0 g/l;
soolane 3,0-10,0 g/l;
kõrge soolsusega vesi 10,0-35,0 g/l
Kuiva Kasahstani jaoks pakub S.Zh.Sydykov klassifikatsiooni
E. Pinnecker jagab soolveed mineralisatsiooni järgi nelja rühma, mis erinevad keemilise koostise, mahukaalu ja muude tunnuste poolest (Tabelis 4 on toodud soolvee klassifitseerimine mineralisatsiooni järgi).
Tabel 4
Mineraliseerumise ja vee keemilise koostise vahel kehtestatakse teatav looduslik seos: kõige vähem mineraliseerunud vete mineraliseerumise määravad halvasti lahustuvad soolad, kõrge kontsentratsiooniga vee ja soolvee mineraliseerumise määravad hästi lahustuvad soolad. Seetõttu kuuluvad hüdrosilikaatveed väga magedate vete, süsivesinike rühma kaltsiumi veed, välja arvatud süsinikdioksiidiga veed, on alati mage, sulfaat- ja sulfaatkloriidvesi on valdavalt riimveelised ja soolased, soolveed kuuluvad tavaliselt kloriidide klassi.
Nõrkade ja tugevate soolvee keemilises koostises domineerivad teravalt kloori- ja naatriumioonid. Ilma magneesiumkloriidide ja kaltsiumkloriidide olulise osaluseta ei saa tekkida väga tugevaid soolalahuseid, kuna NaCl maksimaalne lahustuvus vees ei ületa tavatingimustes 350 g/l. Äärmiselt küllastunud soolalahused moodustuvad kaltsiumi ja magneesiumi kõige paremini lahustuvatest kloriidsooladest.
IN looduslikud tingimused Seda mustrit mõnikord rikutakse. Seal on mõõduka ja isegi madala mineralisatsiooniga kloriidveed ja vastupidi kõrge mineralisatsiooniga hüdrosilikaatsed veed. Selline erand nimetatakse hüdrokeemilisteks anomaaliateks, näitavad need konkreetsed tingimused nende vete tekkeks.
Hüdrogeokeemiline terminoloogia. Hüdrogeokeemia on teadus, mis on äsja tekkinud ja millel puuduvad kindlad üldtunnustatud terminid. See on eeskätt termin "mineraliseerumine", mida mineraloogias mõistetakse maagi ja mittemaagiliste mineraalide ladestamise protsessina.
Hüdrogeokeemias ja hüdrogeoloogias mõistetakse mineralisatsiooni all tavaliselt ioonide, molekulide ja mitmesugused ühendused sisaldub vesilahuses. Mineralisatsioonist rääkides peame silmas kogu kompleksi koostist keemilised ained looduslik vesi (dissotsieerunud, dissotsieerumata, komplekssed, kolloidsed ained). Selliste kompositsioonide mitmekesisus määrab hüdrogeokeemilise terminoloogia. Mineralisatsiooni väärtuse saamiseks summeeritakse tavaliselt vee keemilises koostises sisalduvate ioonide sisaldus, kuigi rangelt võttes ei ole mineraliseerumine ja ioonide summa identsed mõisted. Ioonide summa iseloomustab ainult vee keemilise koostise dissotsieerunud osa. Tulenevalt asjaolust, et valdav enamus vees lahustunud ainetest on tavaliselt dissotsieerunud olekus (peamised ioonid), annab ioonide summa arvutamine, välja arvatud teatud juhtudel, üsna täpse ettekujutuse vee mineraliseerumisest.
Enamasti annab kindlaksmääratud koostisosade liitmine vee mineraliseerumisest õigema ettekujutuse kui kuivjääk.
Klimentovi klassifikatsiooni järgi mineraliseerumise piirid on toodud tabelis 5.
Tabel 5.
Allpool tabelis 6 on Priklonsky ja Laptevi järgi toodud mineralisatsiooniastme ja pH andmete väärtused.
Tabel 6
Tabelitesse on vaja lisaks keemilistele andmetele lisada järgmised andmed: 1) objekt ja selle asukoht, 2) veekihi ja põhjaveekihi nimetus, veeproovi võtmise kuupäev (aasta, kuu, päev). Analüüsi tulemused on esitatud tabelis kolmel kujul: milligrammid (grammid) liitri kohta, milligrammi ekvivalendid liitri kohta ja protsentuaalsed ekvivalendid. Vältida tuleks astronoomilisi figuure.
Tabelis peab tingimata olema ioonide summa, mis iseloomustab vee mineraliseerumise kogust.Kasulik on tuua kuivjäägi kogus, kui see määrati analüütiliselt. Ratsionaalsem on paigutada ioonid järgmises järjekorras: C1 -, SO 4 -, HCO 3 -, CO 3 -, K +, Na +, Mg ++, Ca ++.
Anioonid jaotuvad nende keemilise aktiivsuse järjekorras, katioonide puhul seda reeglit ei järgita, kuna aktiivsem kaltsium tuleb pärast magneesiumi. Seda ioonide paigutust on mugav kombineerida vee keemilise koostise muutmisel ioonvormist soolavormiks. Kombineerides ekvivalentsed kogused katioone ja anioone nende paiknemise järjekorras, saame vee soolase koostise.
Tulemuste töötlemiseks ja süstematiseerimiseks keemilised analüüsid põhjavesi, kasutades väljatöötatud meetodeid ja tehnikaid. Sellest tulenevalt saab uuritud veekogusid hinnata vastavalt majandusotstarbelise kasutamise nõuetele ja teiste tööstusharude vajadustele. Keemiliste analüüside tulemusi saab graafiliselt väljendada ja põhjavett liigitada vastavalt keemiline koostis, mineraalne kõvadus, temperatuur ja muud näitajad. Selle teabe abil määratakse põhjavee tüübid, selgitatakse nende paigutust vastavatesse kihtidesse, rühmitatakse põhjaveekihid ühtseks põhjaveekihiks ja luuakse hüdrogeoloogiline seos pinnaveega, samuti mikrokomponentse koostise kujunemise tingimused. See teave põhjavee kohta on väga vajalik kasutamiseks majanduses ja muudes tööstusharudes.
Peamine kirjandus: OL 1, 3.
Lisakirjandus: DL 1 /
1. Kuidas määratakse mineralisatsiooniväärtusi?
2. Kuidas arvutatakse kuivjääk?
3. Mis on mineraliseerumise mõõtühik?
Vesi, mida inimesed kasutavad toorelt ja erinevate roogade valmistamiseks, peab olema kvaliteetne ja tervisele ohutu. Oluline koht selles on vee mineraliseerumisel - selles lahustunud mineraalainete kontsentratsioonil ioonide ja kolloidide kujul.
Vee koostis sisaldab teatud koguses erinevaid tahkeid aineid, mille hulgas on väike kogus orgaanilisi sooli ja palju suurem kogus anorgaanilisi sooli. Viimaste hulka kuuluvad kloriidide, vesinikkarbonaatide, kaltsiumi, naatriumi, magneesiumi, kaaliumi ja teiste sulfaatide soolad. Vee kogumineraliseerumine on kõigi lahustunud ainete summaarne näitaja.
Paljud inimesed usuvad, et soolasisaldus ja kuivjääk on identsed näitajad. Siiski on nende vahel erinevus. Kuivjäägi määramisel ei võeta lenduvaid aineid arvesse orgaaniline aine. Seetõttu erinevad kogu mineralisatsiooni ja kuivjäägi näitajad 8-12% piires.
Vee klassifikatsioon
Peamised näitajad, mida mineraalvete klassifitseerimisel arvesse võetakse, on lisaks mineralisatsioonile gaasi- ja ioonkoostised, happesus, temperatuur ja radioaktiivsus.
Mineralisatsiooni tasemed
Sõltuvalt mineralisatsiooni tasemest eristatakse järgmist tüüpi vett:
- juua värskelt (alla 1 g/l);
- vähemineraliseeritud (1-2 g/l);
- vähemineraliseeritud (2-6 g/l);
- keskmiselt mineraliseeritud (6-16 g/l);
- väga mineraliseerunud (16-35 g/l);
- mineraalne soolvesi (35-155 g/l);
- tugev soolvesi (üle 155 g/l).
Liustike sulamisest tekkivad ojad ja jõgi voolab, mis on tekkinud ekvatoriaalsetes vihmametsades ja mida iseloomustab ülimage vesi.
Hügieenistandardid
Valdav enamus planeedi Maa järvedest ja jõgedest on mageveelised. Kuid kuivade ja kõrbepiirkondade pinnaveekogusid iseloomustab reeglina mineraliseerumine üle 1 ppm (1 ppm võrdub 0,1%). Meresid iseloomustab kõrge soolsus ja ookeanid sisaldavad ligikaudu 37% erinevaid sooli, millest oluline osa on naatriumkloriid(NaCl).
Tänu jõevee magestamisele sisemered mida iseloomustab väiksem mineraliseerumine. Soolveed asuvad peamiselt maa sügavustes. Küll aga on peal soolajärved maa pind, nagu Surnumeri.
Vastavalt hügieeninormidele peetakse joogikõlblikuks vett mineralisatsiooniga kuni 1000 mg/l, mõnel juhul võib see näitaja ulatuda 1400-1550 mg/l-ni. Tavaline kraanivee mineralisatsioonitase on kuni 1000 mg/l soolade kohta, kuigi enamasti jääb see näitaja vahemikku 350-650 mg/l.
Kunstlik mineralisatsioon
Joogiveele tuttava maitse andmiseks viiakse läbi simuleeritud mineralisatsioon. Lisaks kasutades seda protsessi vedelikku saab kunstlikult küllastada kasulikuga Inimkeha mineraalid. Isegi kui nende sisaldus on minimaalne, on selline vesi palju tervislikum.
Soolsus ehk mineraliseerumine näitab vees sisalduvate lahustunud ainete, peamiselt anorgaaniliste soolade hulka. Välismaal nimetatakse mineraliseerumist ka " koguarv lahustunud osakesed" – lahustunud tahked ained (TDS).
Tavaliselt arvutatakse mineraliseerumist milligrammides liitri kohta (mg/l), kuid arvestades, et mõõtühik “liiter” ei ole süsteemne, on mineraliseerumist õigem väljendada mg/dm3, suuremate kontsentratsioonide korral grammides liitri kohta (g). /l, g/dm3). Samuti saab mineralisatsiooni taset väljendada osades miljoni kohta vee osakestes - osades miljoni kohta (ppm). Mõõtühikute suhe mg/l ja ppm on peaaegu võrdne ja lihtsuse mõttes võib eeldada, et 1 mg/l = 1 ppm.
Sõltuvalt kogu mineralisatsioonist jagunevad veed järgmised tüübid: madal mineralisatsioon (1–2 g/l), madal mineralisatsioon (2–5 g/l), keskmine mineralisatsioon (5–15 g/l), kõrge mineralisatsioon (15–30 g/l), soolvesi mineraalvesi(35–150 g/l), tugevad soolveed (150 g/l ja üle selle).
Joogivee kvaliteeti reguleerivad Venemaal mitmed SanPini standardid, mis standardiseerivad kraani- ja pudelivee kvaliteeti.
Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) ei sea piiranguid vee kogusoolsusele. Kuid üle 1000–1200 mg/l mineralisatsiooniga vesi võib muuta selle maitset ja tekitada seeläbi kaebusi. Seetõttu soovitab WHO organoleptiliste näidustuste põhjal joogivee kogumineralisatsiooni piiriks 1000 mg/l, kuigi tase võib varieeruda sõltuvalt väljakujunenud harjumustest või kohalikest tingimustest.
Lisaks igapäevaselt joomiseks kasutatavale pudeliveele on pudelis mineraalveed, mis on jagatud kolme rühma: laua-, ravim- ja ravimlauaveed.
Vastavalt joogivee kvaliteedi hügieeninõuetele ei tohiks kogu mineralisatsioon ületada 1000 mg/dm3. Kokkuleppel sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve osakonna asutustega on ilma asjakohase puhastamiseta (näiteks arteesiakaevudest) vett varustava veevarustussüsteemi puhul lubatud mineralisatsiooni suurendamine 1500 mg/dm3-ni.
Destilleeritud vesi on vesi, mis on destilleerimisprotsessi abil maksimaalselt puhastatud igasugustest lisanditest (mikro- ja makroelemendid, soolad, võõrkehad). Samuti välistab see esinemise selle koostises raskemetallid, viirused, bakterid. See selgub alles siis, kui inimene loob teatud tingimused, looduses seda kui sellist ei eksisteeri, selles pole mikroorganisme ega kasulikke mineraale. Kvaliteet on standarditud GOST 6709-72 järgi.
On seisukoht, et pidev madala soolasisaldusega vee kasutamine joogiks toob kaasa soolade, sealhulgas kaltsiumi "väljauhtumise" kehast.
Töö eesmärgiks on soolasisalduse määramine erinevat tüüpi joogivesi Eesmärgi saavutamiseks püstitati järgmised ülesanded: 1) tutvuda uurimisteemalise kirjandusega; 2) mõõta soolasisaldust erinevat tüüpi vesi; 3) võrrelda saadud soolasisalduse väärtusi standardväärtustega.
Uurimistöö metoodika
Mõõtmised tehti Multitest KSL-101 konduktomeetriga. Konduktomeeter KSL-101 on mõeldud vedelike erielektrijuhtivuse ja soola üldsisalduse mõõtmiseks naatriumkloriidi kujul.
Konduktomeetri töö põhineb vedelike erielektrijuhtivuse mõõtmise kontaktmeetodil. Seade kuulub kaasaskantavate poolautomaatsete temperatuurikompensatsiooniga laiaulatuslike digitaalsete mõõteriistade hulka. Vahemik valitakse automaatselt. Indikaator kuvab nelja olulise kümnendkoha numbrit, väljundi eraldusvõime on võrdne vähima tähendusega numbriga.
Konduktomeeter tagab mõõtetulemuste automaatse temperatuuri kompenseerimise spetsiaalse elektroodi abil. Välimus Seade ja elektroodid on näidatud joonisel fig. 1.
Määrati viie veeproovi soolasisaldus.
Riis. 1. Juhtivusmõõturi Multitest KSL-101 välimus ja mõõtmisprotsess
Analüüsiks ostsime supermarketist kolme sorti vett: 1) Šadrinskaja meditsiinisöökla nr 319 (Jekaterinburg), tootja andmetel soolasisaldus 6-9,1 g/l; Narzani looduslik karbonisatsioon (Kislovodsk), tootja andmetel on soolasisaldus 2-3 g/l. “Lux water” (Tšeljabinsk), soolasisaldus on tootja andmetel kuni 400 mg/l.
Lisaks tehti kraanivee analüüsid, selleks lasti 15 minuti jooksul külmast kraanist vett välja ning viidi seejärel puhtasse anumasse. Mõõdeti ka keedetud kraanivee sisaldust, kuna tavaliselt kasutatakse kraanivett pärast keetmist joogiks.
Mõõtsime destilleeritud vee elektrijuhtivust, mis valmistati Tšeljabinskis SUSU (National Research University) keemiateaduskonna laboris.
Mõõtmiseks asetati elektroodid veeklaasi, vajutati nuppu “Start” ja väärtust oodati 3 minutit. Salvestasime tabloole kuvatud tulemuse.
Uurimistulemused
Mõõdeti joogivee ja destilleeritud vee soolasisaldust. Mõõtmistulemused on toodud tabelis 1. Tabelis 1 on toodud ka soolasisalduse normväärtused (vastavalt aktsepteeritud standarditele või tootja nõuetele).
Uuritud vetest madalaim väärtus Destilleeritud vee soolasisaldus on 3,1 mg/l, mis vastab GOST 6709–72 nõuetele.
Uuriti kolme tüüpi Tšeljabinski kauplustest ostetud vett. Lux vett iseloomustab madalaim soolasisaldus - 120 mg/l, see väärtus on tootja poolt kehtestatud alla 400 mg/l. Seda vett peetakse soolasisalduse poolest lauaveeks ja seda saab kasutada iga päev joomiseks.
Šadrinskaja ravi- ja söögisaali nr 319 ning loodusliku karboniseerumisega Narzani veed liigitatakse soolasisalduse poolest ravi- ja sööklaveteks. Kuid mõlemal juhul olid saadud soolasisalduse väärtused madalamad kui tootja deklareeritud madalam väärtus. Šadrinskaja vee puhul - 3573 mg/l versus 6000 mg/l, Narzani puhul - 1709 mg/l versus 2000 mg/l. Põhjuseks võib olla asjaolu, et tooted ei ole originaalid.
Tabel 1
Mõõtmistulemused
№ p/p |
Vee nimi |
Standard, mg/l |
|
destilleeritud |
5 (GOST 6709–72) |
||
Veevarustus |
|||
Keedetud kraan |
|||
Šadrinskaja |
|||
Lux vesi |
Järeldus
Uurimise käigus mõõtsime kuut tüüpi vee soolasisaldust. Kraanivesi vastab SanPiN 2.1.4.1074–01 soolasisalduse nõuetele. Pärast keetmist väheneb selle soolasisaldus veidi. Uuritud linnapoodidest ostetavatest joogivetest madalaimat soolasisaldust iseloomustab Lux vesi - 120 mg/l. Seda vett peetakse soolasisalduse poolest lauaveeks ja seda saab kasutada iga päev joomiseks.
Kirjandus:
- Taube P. R., A. G. Baranova Vee keemia ja mikrobioloogia. - M. Kõrgem. kool, 1983. - 280 lk.
- Andruz J. Sissejuhatus keemiasse keskkond/ J. Andruz, P. Brimblecombe, T. Jickels, P. Liss; Per. inglise keelest A. G. Zavarzina; Ed. G. A. Zavarzina. - M.: Mir, 1999. - 271 lk.
- SanPiN 2.1.4.1074–01 Joogivesi. Hügieeninõuded tsentraliseeritud joogiveevarustussüsteemide veekvaliteedile. Kvaliteedi kontroll. Hügieeninõuded sooja veevarustussüsteemide ohutuse tagamiseks. - M.: Venemaa tervishoiuministeeriumi teabe- ja kirjastuskeskus. - 2002. http://www.narzanwater.ru/?home=1 Juurdepääsu kuupäev: 09.07.2015.
- Elektrooniline allikas: http://l-w.ru/poleznoe_o_vode/o_vode/ Juurdepääsu kuupäev: 09.07.2015.