Это интересно

Химические свойства воды как показатель качества

Вода льется в стекляную колбу

Давно известно, что здоровье человека во многом определяется качеством воды, которую он пьет. Питьевая вода должна быть, как минимум, безвредной, что предполагает отсутствие в ней токсичных и вредных для организма примесей.

К сожалению, сегодня природные водные источники далеко не всегда соответствуют необходимым требованиям. Причем, даже с учетом всех методов водоподготовки, качество питьевой воды оставляет желать лучшего.

О свойствах питьевой воды и требованиях, которым она должна соответствовать, в книге «Вода как лекарство» рассуждает практикующий врач, руководитель Международной академии здоровья и саморазвития человека Ольга Бутакова.

Все показатели воды делятся на органолептические, химические и микробиологические. В нашей статье мы расскажем, что, по мнению автора книги, представляют собой химические свойства.

Химические показатели воды

К химическим показателям качества воды относятся:

  • минерализация (сухой остаток)
  • жесткость
  • значение рН
  • содержание микроэлементов
  • наличие хлоридов и сульфатов
  • уровень содержания нитратов и нитритов.

Что представляет собой сухой остаток?

Сухой остаток (или минерализация) представляет собой количество растворенных в воде минеральных веществ. Другими словами, если удалить всю жидкость, например, выпарить, то, что останется в сосуде и есть сухой остаток. Иногда этот показатель называют общим солесодержанием, ведь большая часть сухого остатка – это соли. Единицей измерения минерализации воды является мг/л.

В составе сухого остатка могут быть обнаружены хлориды, сульфаты, карбонаты и бикарбонаты, натрий, кальций, магний, нитраты. Это очень важный показатель, так как от степени минерализации зависят другие качества воды, такие как вкус, жесткость, предпосылки к образованию накипи.

Согласно санитарным нормам, принятым в нашей стране, предельно допустимое значение минерализации для питьевой воды составляет 1000 мг/л. Если этот показатель превышен, вода считается минерализованной. Минерализованными являются морская и минеральная воды.

Если значение сухого остатка ниже предельно допустимого значения, воды считается пресной. К пресным водам относят речную, озерную, дождевую и ледниковую воды. Количество сухого остатка ниже 100 мг/л позволяет отнести воду к слабоминерализованной (дистиллированной).

Самой оптимальной считается минерализация в пределах 300 — 500 мг/л, показатель в диапазоне 500-1000 мг/л означает повышенную минерализацию. В некоторых случаях допускается превышение допустимого значения, но не выше 1500 мг/л.

Следует отметить, что вещества, составляющие сухой остаток, не являются ядовитыми примесями, однако этот показатель имеет очень важное значение. И дело не только в том, что вода с повышенной минерализацией становится невкусной (такая вода чаще всего имеет соленый или горько-соленый привкус). Употребление такой воды нарушает водно- солевой баланс организма и провоцирует серьезные заболевания.

Не лучшим образом на водно-солевом балансе сказывается и питье слабоминерализованной воды, ведь она обладает пониженным уровнем содержания важных для организма человека микроэлементов, что негативно сказывается на здоровье.

Жесткость воды

Показатель, отражающий наличие в воде растворенных солей щелочноземельных металлов, называют жесткостью. Чаще всего жесткость определяется наличием соединений кальция и магния (к ним относятся карбонаты, гидрокарбонаты, хлориды и др.), а также ионами стронция, бария, марганца и железа.  Различаю жесткость устранимую, постоянную и карбонатную.

Устранимой считают жесткость, которая снижается в результате кипячения. Она определяется содержанием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые разрушаются при кипячении, выпадают в осадок и служат причиной образования накипи.

Причиной карбонатной жесткости является наличие в воде бикарбонатов и слаборастворимых карбонатов. Чаще всего карбонатная жесткость равна устранимой, но если содержание гидрокарбонатов натрия и кальция в воде велико, то показатель карбонатной жесткости выше значения устранимой. Постоянной является жесткость, которая осталась в воде после кипячения.

Единицей измерения жесткости является концентрация в воде катионов магния и кальция. В системе Си жесткость измеряют в моль/м³, на практике же могут применяться другие единицы, например, миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л).

Если жесткость воды не превышает значения 3,5 мг-экв/л, то вода считается мягкой, диапазон 3,5- 7 мг-экв/л соответствует воде средней жесткости. Значение от 7 до 10 мг-экв/л свойственно жесткой воде, если же превышен и этот предел, вода является очень жесткой.

Очевидно, что определить точное значение этого показателя вне стен лаборатории невозможно, однако можно обратить внимание на чайник, в котором вы кипятите воду. Если в нем очень быстро образуется накипь, ваша вода жесткая.

Принято считать, что образование накипи и чувство сухости на коже после мытья являются единственным (и не очень значительным) недостатком жесткой воды. Однако, это далеко не так. Постоянное употребление жесткой воды значительно повышает риск развития мочекаменной болезни. Но и чрезмерно мягкая вода для регулярного питья непригодна, так как она повышает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Значение рН

Водородный показатель рН представляет собой концентрацию свободных ионов водорода в воде. В случае преобладания положительно заряженных ионов водорода вода является кислой, если же больше отрицательно заряженных ионов гидроксильной группы, вода становится щелочной.

Как правило, кислыми являются воды, содержащие гуминовые вещества, например, болотистые. В щелочных водах повышено содержание бикарбонатов, в эту категорию относятся воды подземных источников. Благодаря показателю рН можно определить природные свойства воды, а также оценить степень загрязнения открытых источников.

Анализ водородного показателя позволяет измерить интенсивность роста железобактерий, ведь чем более кислой является вода, тем больше в ней железа. Вкусовые качества воды также зависят от значения рН: при его чрезмерном росте вода приобретает горьковатый привкус.

Очень важно отслеживать водородный показатель на всех этапах водоочистки, так как именно он в первую очередь свидетельствует об эффективности очистных мероприятий. В зависимости от значения рН, принято выделять семь типов воды: от сильнокислой (рН менее 3) до сильнощелочной (рН более 9,5).

Для того, чтобы вода была признана питьевой, водородный показатель должен находиться в диапазоне от 6 до 9. Рекомендации Всемирной организации здравоохранения содержат указание на то, рН не должен превышать 8,5.

Как самостоятельно определить рН воды?

Проверить уровень рН можно вне стен лаборатории. Для этого необходимо располагать одним из специальных индикаторов – лакмусовой бумагой, фенолфталеином или другими аналогичными средствами.

Самый простой способ предполагает использование лакмусовой бумаги. Цвет индикатора от темно-синего до темно-голубого свидетельствует о показателе рН в диапазоне 7,0-7,5. Оттенки зеленого (от болотного до темно-зеленого) обозначают показатель, равный 6,0-6,5. Окрашивание лакмусовой бумаги в цвета от палевого до оранжевого указывают на водородный показатель среды в границах от 4,5 до 5,5.

Следует помнить, что многие продукты питания и любимые нами напитки имеют сильно кислую среду. Это важно учесть в том случае, если мы заменяем чистую питьевую воду подобными жидкостями. Так, сладкая газированная вода имеет рН равный 3,16, а сок в промышленной упаковке – 3, 92.

Содержание микроэлементов

Природная вода, которая используется для питьевых и хозяйственных нужд, не является абсолютно чистой. Даже после соответствующей водоподготовки она содержит растворенные или взвешенные примеси.

В любой природной воде имеется набор микроэлементов, таких, как марганец, кобальт, медь, цинк, фтор, йод, железо и многие другие. Проще говоря, в воде содержится почти вся таблица Менделеева, только концентрации всех веществ очень малы.

Но даже при очень низкой концентрации наличие тех или иных веществ в воде может представлять опасность для организма человека. Сегодня насчитывается около 50000 различных химических веществ и соединений, несущих потенциальную угрозу здоровью людей. В нашей стране, как и во всем мире, содержание в питьевой воде микроэлементов регламентируется специальными нормами и правилами.

Железо

Это вещество встречается в природной воде очень часто. Его наличие обусловлено как наличием естественных месторождений поблизости, так и влиянием хозяйственной деятельности человека. Высокий уровень наличия железа ухудшает органолептические свойства воды: она приобретает ржавый оттенок, посторонний привкус. В норме содержание железа не должно превышать 0,3 мг/л.

Марганец

Спутником железа является марганец. Даже незначительное его содержание (минимальным считается значение 0,05 мг/л) ухудшает вкус воды, делает ее мутной. Длительное употребление воды с повышенным содержанием марганца может вызывать заболевания нервной системы, органов кровообращения, поджелудочной железы, а также способно спровоцировать развитие онкологии.

Фтор

Фтор проникает в воду из верхнего слоя почвы и глубинных пород. Достаточно часто высоким содержанием фтора отличаются артезианские воды. Известно, что фтор как микроэлемент необходим организму человека.

При его недостатке развиваются такие заболевания, как кариес, пародонтоз, возникают заболевания опорно-двигательного аппарата, остеопороз. Фтор – прекрасный стимулятор для иммунной системы человека, он способствует выведению солей тяжелых металлов и радионуклидов из организма.

В то же время избыток фтора крайне негативно влияет на здоровье человека. Если концентрация фтора превышает допустимый предел, могут развиваться такие заболевания, как флюороз костей и зубов, артрит, возможно развитие болезни Альцгеймера, токсического нефрита, в зоне риска оказываются печень и сердечно-сосудистая система.

Концентрация фтора ниже 1 мг/л считается недостаточной, а уровень содержания выше 1,5 мг/л – уже опасная доза. Следует отметить, что недостаток фтора в воде предпочтительнее, чем его избыток. В этом случае дефицит можно восполнить продуктами питания, богатыми этим микроэлементом.

Свинец, алюминий

Среди всех микроэлементов следует выделить свинец и алюминий как потенциально опасные для организма человека вещества. Свинец зачастую является причиной атеросклероза, кроме того, его переизбыток негативно сказывается на процессе образования эритроцитов.

Особенно опасен он для детей, так как его усваиваемость детским организмом в 3-4 раза выше, чем у взрослых. Алюминий является нейротоксином, который концентрируется в нервных тканях и головном мозге и приводит к поражению центральной нервной системы, а также печени.

Хлориды и сульфаты

Мы привыкли считать единственным источником попадания хлоридов в воду обработку ее хлором в процессе водоподготовки. На самом деле основной причиной является наличие рядом с водными источниками месторождений определенных минералов, а также результат хозяйственной деятельности человека.

Например, обработка зимних дорог специальными реагентами очень сильно способствует загрязнению поверхностных водных источников хлоридами. Загрязняющими источниками также являются химические комбинаты, нефтяные скважины, осуществляющие сброс стоков. Причем, негативное влияние они оказывают как на поверхностные, так и на подземные водные источники. Благодаря тому, что хлориды легко растворяются в воде, они присутствуют почти во всех природных водах.

Хлориды ухудшают органолептические свойства воды. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием хлоридов нарушает водно-солевой баланс организма человека, приводит к развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта. Перенасыщенная хлоридами вода обладает гипертензивным эффектом, поэтому ее употребление противопоказано больным гипертонией и артериальной гипертензией.

Еще одним очевидным признаком загрязнения водных источников является повышенное содержание в воде сульфатов. Причем они легко проникают как в поверхностные, так и в подземные источники, следовательно наличие артезианской скважины еще не гарантирует получение свободной от сульфатов воды.

В том случае, если содержание сульфатов в воде превысит значение 500 мг/л, вода будет иметь горько-солоноватый привкус. Она будет негативно влиять на процессы пищеварения в организме.

Нитриты и нитраты

Известно, что в процессе разложения органических азотсодержащих веществ образуется аммиак. Если имеет место неполное окисление аммиака, то происходит образование солей азотистой кислоты – нитритов. После того, как процесс минерализации будет завершен, и органические вещества подвергнутся полному разложению, образуются нитраты – соли азотной кислоты.

Одновременное наличие в воде аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о существенном загрязнении водных источников органическими веществами, причем процесс разложения продолжается, а это может стать серьезной угрозой эпидемиологическому благополучию региона.

Основной причиной попадания нитратов и нитритов в воду является хозяйственная деятельность человека. Почти всегда питьевую воду берут из источников, близко расположенных к населенным пунктам. Применение удобрений на сельскохозяйственных угодьях, промышленные отходы – все это является антропогенными источниками загрязнения водных объектов.

Употребление воды с концентрацией нитритов и нитратов выше предельно допустимых значений очень опасно, так как повышается риск возникновения такого заболевания, как метгемоглобинемия, при котором гемоглобин крови превращается в метгемоглобин, а он, в свою очередь, не способен транспортировать кислород. Последствиями такого процесса могут стать одышка, тахикардия, цианоз. Кроме того, высокая концентрация нитритов и нитратов способствует развитию онкологических заболеваний.

У детей чувствительность к нитритам и нитратам выше, чем у взрослых из-за более низкой кислотности в желудке, следовательно за качеством воды для детского питания нужно следит особенно тщательно.  Важно учесть, что кипячение не спасает от нитритов и нитратов. Более того, при длительном кипячении их концентрация растет, и вода становится еще опаснее.

Очевидно, что вода, относящаяся к категории питьевой, должна соответствовать всем нормам безопасности. Кроме того, важно, чтобы она была физиологически полноценной. К счастью, сегодня у нас есть возможность выбрать безопасный и полезный продукт. Приобретая бутилированную питьевую воду, мы заботимся о своем здоровье и благополучии своих близких.

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *