Что может содержаться в воде
Химический состав питьевой воды: какие элементы туда входят, свойства жидкости, нормы качества, характерные особенности, таблица
Чистая формула Н2О встречается разве только в условиях лабораторий. И это хорошо, ведь даже для здоровья более полезно наличие ряда микроэлементов, которые поступают в организм с жидкостью. Для показательного примера предположим, что мы взяли одну каплю из родника (или иного водоема природного образования) и оставили ее на предметном стекле. Спустя несколько минут при определенных условиях она испарится (водород и кислород – это газы, которые просто улетучиваются), но на поверхности останутся разводы. Это и будут кристаллы соли, соединения металлов, которые в большом количестве содержатся в живительной для всей природы влаге. Итак, в статье поговорим о том, какой химический состав у питьевой воды, что является нормой, представим свойства в таблице.
Составные элементы
Сразу оговоримся, что в рамках данной темы мы рассматриваем водный ресурс, полученный из источника (скважина, колодец, родник, естественный водоем с водонапорной башней и пр.) и прошедший через многоступенчатую систему водоподготовки. Целью этих очистительных манипуляций является создание раствора, очищенного от вредных и особенно крупных взвесей. Иными словами, состав и концентрация микроэлементов должны соответствовать стандартам.
Нормативные акты (ГОСТы и СанПиН) разрабатываются с учетом санитарных и экологических рекомендаций отдельно для холодного и горячего водоснабжения. Таким образом, в каждом литре H2O находится некоторое количество (в мг) веществ, которые обогащают ее, придают запах, цвет и уровень прозрачности или мутности.
Также имеют значения при проверке еще и такие факторы:
Кроме всем известных показателей, в лабораториях используют термины «железистость», «хлорирование». Привычный для городских централизованных систем водоподготовки способ обеззараживания может при избыточном хлоре в составе привести к негативным последствиям для состояния кожи, ногтей и волос.
Таким образом, мы понимаем, что все вышеперечисленные характеристики зависят от того, что входит в состав воды и в каком количестве. Постараемся разобраться в нормах и излишках примесей.
Основные (преобладающие) компоненты
Ниже мы приведем таблицу с элементами, которые могут содержаться в качестве взвесей, а также их максимальная концентрация в пересчете на литр водного питьевого раствора – требования взяты из нормативных документов российского законодательства (европейские регламенты обычно намного более жесткие по отношению к допустимым загрязнениям). Но прежде чем перечислить вещества, отметим, что нельзя руководствоваться только цифрами. Дело в том, что сами по себе химикаты могут быть не вредны, но при их взаимодействии образуются соединения, опасные для здоровья. Хотя по отдельности их содержание было в пределах нормы. Поэтому следует заказывать полноценные анализы химических и физических особенностей воды из источника. Итак, что может быть в растворе (мг/л):
Cостав воды
Показатели качества воды
Химически чистая вода с формулой Н₂О — это идеал, никогда не достижимый в природных условиях. Главное природное качество воды — универсальный растворитель, поэтому в ней постоянно присутствуют в растворенном виде различные соединения, элементы, ионы и газы. Количественный и качественный состав природной воды зависит от географических условий местности и строения водоносных горизонтов. Некоторое количество растворенной углекислоты из почвы позволяет воде воздействовать на минеральные соли, активно растворяя их по пути своего следования.
Когда вода просачивается через минеральные породы, она обогащается элементами, из которых они состоят. Если на пути воды есть известковые породы, вода обогащается известью, если доломитовые — магнием. Залежи каменной соли или гипса придают воде повышенные концентрации сульфатов и хлоридов, и такая вода считается минеральной.
Любой источник питьевого водоснабжения, в том числе частный колодец, должен быть исследован на показатели качества воды и ее пригодность для использования и питья. По закону «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91 года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» — вода хозяйственно-питьевого назначения относится к пищевым продуктам и должна соответствовать многочисленным санитарно-гигиеническим требованиям.
Показатели качества воды можно разделить на физические, химические и бактериологические.
Химические свойства воды
К ним относят следующие показатели:
Показатель pH показывает активность ионов водорода (или гидроксид-ионов). При pH=7 вода нейтральная, при pH меньше 7 — кислая, при pH больше 7 —щелочная.
Жесткость — комплексный показатель, в большей степени зависящий от концентрации в воде ионов кальция и магния. Количественно измеряется в мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр). Вода глубоких подземных источников имеет более высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), а поверхностных источников — относительно небольшую (3-6 мг-экв/л).
Жесткая вода содержит много растворенных минеральных солей, что при нагревании приводит к образованию накипи. Накипь— твердый нерастворимый осадок на внутренних стенках водопроводных труб, котлов, бытовых нагревательных приборов.
Жесткость воды доставляет много проблем в быту: при стирке и умывании моющие средства хуже пенятся, при готовке еды плохо развариваются овощи, ухудшается вкус напитков.
Вода считается пригодной для питья, если ее жесткость не превышает 7-10 мг-экв/л.
Излишне мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/л), также неполезна для здоровья. Такая вода при регулярном употреблении способна вымывать из организма жизненно необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу, сердечно-сосудистым заболеваниям. Это относится и к дождевой воде, которая идеальна для стирки и мытья, но не рекомендуется для регулярных пищевых целей.
Окисляемость характеризует содержание в воде растворенных органических соединений. Высокие показатели окисляемости означают, что вода сильно загрязнена бытовыми стоками. Недопустимо, чтобы в колодец попадали сточные воды с содержанием белков, жиров и углеводов, эфиров, органических кислот, фенолов, нефти, спиртов и т.п.
Повышение солесодержания ухудшает вкусовые качества воды — она становится горькой или излишне соленой.
Органолептический порог ощущений для хлоридов 350 мг/л, для сульфатов 500 мг/л. Нижний предел солесодержания для питьевой воды, при котором не оказывается негативного воздействия на физиологические процессы в организме —100 мг/л.
Оптимальный диапазон солесодержания в питьевой воде 200-400 мг/л. Содержание ионов кальция должно быть не меньше 25 мг/л, ионов магния — не меньше 10 мг/л.
Физические свойства воды
К ним относят следующие показатели:
Температура колодезной воды должны находится в диапазоне 7-12°С. Если вода теплее, она перестает быть освежающей. Вода холоднее 5°С становится опасной для здоровья из-за риска получить простудное заболевание.
Цветность — это посторонняя окраска воды. Цветность является нежелательным органолептическим показателем. Количественно цветность оценивают в градусах платиново-кобальтовой шкалы.
Мутность — видимое содержание в воде взвешенных веществ. Мутность измеряют в мг/л. Как правило, чистая артезианская и колодезная вода имеет малую мутность.
Присутствие в воде растворенной органики отрицательно влияет на органолептические показатели качества воды. Вода может приобретать посторонний неприятный запах — гнили, земли, рыбы, запах нефтепродуктов, хлорфенола и т.п. Одновременно наблюдается увеличение цветности и повышенная вспениваемость, что в итоге оказывает неблагоприятное воздействие на человека и живые организмы.
Исследованиями установлено, что изменения физических свойств питьевой воды оказывают заметное физиологическое воздействие на организмы: изменяется секреция желудочного сока, повышается или понижается острота зрения, изменяется частота сердечных сокращений.
Бактериологические показатели воды
Бактериологические показатели нормируют содержание в воде бактерий и патогенных микроорганизмов. Микробное число — это число бактерий, содержащееся в 1 мл воды. Для водопроводной воды этот показатель не должен превышать 100.
В поверхностные источники водоснабжения бактерии и микроорганизмы попадают вместе со сточными водами и дождевыми стоками, с животными. Вода из артезианских источников отличается низкими показателями бактериального загрязнения (микробное число не более 30).
Бактерии разделяют на патогенные (болезнетворные), и сапрофитные (осуществляющие переработку отмерших растительных или животных организмов).
Косвенный показатель бактериологического загрязнения воды определяется по содержанию в ней бактерии кишечной палочки. Единица измерения — коли-титр или коли-индекс. Коли-титр — это объем воды (в мл) в котором содержится одна единица кишечной палочки. Для питьевой воды коли-титр должен быть равен 300 или более. Коли-индекс — показатель, обратный коли-титру, или число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-индекс для питьевой воды — не более 3.
Химический состав воды
Химические элементы, которые могут находится в питьевой воде.
Существует нехитрая зависимость между показателями продолжительностью жизни населения страны и качеством потребляемой населением воды. К сожалению, наша страна находится где-то в шестом десятке среди всех стран мира по продолжительности жизни. Возникает очевидный вопрос, а можно ли вообще пить водопроводную воду без дополнительной очистке фильтрами для воды? Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте разберемся, что же может содержать водопроводная вода.
Безусловно, даже в одном городе, но в разных районах вода будет отличаться по своему химическому составу. Чтобы точно определить какая у вас вода, лучше всего сделать химический анализ воды. Мы же рассмотрим те микроэлементы и соединения, которые чаще всего можно встретить в разном процентном соотношении в воде в нашей стране.
Есть несколько основных групп загрязнений.
Вещества, которые чаще всего встречаются в воде.
Жесткие соли кальция и магния – это минеральные соединения, которые природная вода вымывает из почвы и грунта. Они придают воде, так называемую, жесткость, из-за них возникает накипь, белые разводы на сантехнике и камень на водоразделители в душе. Регулярное употребление воды с высоким содержанием жестких солей может вызвать болезни суставов и мочекаменную болезнь. В среднем в водопроводной воде содержится около 3,0-3,5 мг-кв/л. Бороться с таким загрязнением не сложно, достаточно подобрать оптимальный фильтр для очистки воды от жестких солей.
Фтор(F) один из тех элементов, содержание которых может только радовать человека. Воду специально фторируют, чтобы увеличить содержание этого элемента в воде, так как при его недостатке развивается кариес зубов. Рекомендуемое содержание фтора для человека, живущего в средней полосе должно быть не более 1,2 мг/л.
Марганец(Mn) редко встречается без двухвалентного железа. Чаще всего попадает в воду через отложения в трубах марганцевых бактерий, также через почвенные удобрения. Редко содержания этого металла превышает 2 мг/л, но допустимая норма для здоровья человека – не более 0,5 мг/л. В случае отравления марганцем поражается печень и может развиться заболевание паркинсонизм, симптоматично схожее с болезнью Паркинсона, так как марганец имеет негативное воздействие на мозг человека.
Селен(Se). Несмотря на утверждение, что селен полезен, большое количество селена может приводить к острому отравлению, сопровождающемуся нарушением работы желудочно-кишечного тракта, озноба, резкими болями в животе. При регулярном употреблении воды с повышенным содержанием селена у человека развивается селеноз, выражающийся в изменении качества ногтевых пластин (ломкость, истончение), волос (обесцвечивание, облысение), кожи (дерматиты) и зубов (кариес). Содержание селена в питьевой воде не должно превышать 0,01 мг/л.
Молибден (Mo). Редко содержание молибдена превышает 0,01 мг/л, обычно это происходит в местах нахождения руд, содержащих молибден. В таком случае природные воды могут содержать его в концентрации до 200 мг/л. Вода насыщенная молибденом обладает вяжущим вкусом, но при содержании этого элемента в воде не выше нормы, составляющей 0,07 мг/л, вы не ощутите никакого специфического вкуса. При употреблении молибденовой воды с концентрацией 10-15 мг/л, может увеличиваться печени, появляться суставная боль в кистях и стопах, выявляются серьезные расстройства работы почек и пищеварительной системы.
Нитраты – соли азотной кислоты, которые обычно попадают в поверхностные и грунтовые воды, как загрязнение от сельскохозяйственных удобрений. Если вода заражена нитратами свыше нормы, могут развиваться заболевания крови, сердечнососудистой системы и токсичные отравления.
Сероводород – это газ, который может придавать воде неприятный запах гнилостных яиц, если его концентрация превышает 0,05 мг/л. При обогащении воды кислородом, сероводород окисляется, а вместе с этим пропадает и запах. Сам сероводород не опасен, его наличие только ухудшает органолептические показатели воды. Однако в процессе окисления появляются сульфиды, которые токсичны для человека. Например, разовая доза 10-15 г. сульфида натрия приводит к летальному исходу.
Вещества, которые появляются в воде после обработки реагентами
Флокулянты, например, полиакриламид. Флокулянты – это химические реагенты, которые способствуют осаждению мелких частиц.
Остаточные триполифосфаты, которые защищают водопроводные трубы от коррозии.
Вещества, которые оказываются в воде вместе со сточными водами – различные бытовые, промышленные отходы, минеральные удобрения.
Пестициды – это общее название сельскохозяйственных ядохимикатов, которые попадают в водопроводную воду через почвенные загрязнения. Они крайне опасны для животных и человека. Из-за воздействия пестицидов с земли уже исчезло много видов животных и растений. При отравлении пестицидами проявляются признаки расстройства желудочно-кишечного тракта, аллергические реакции, диатез. При сильном воздействии возможен летальный исход.
Тяжелые металлы
Свинец(Pb) может попадать в водопроводную воду различными путями:
Свинец крайне токсичен для человека, при регулярном употреблении свинца в небольших дозах можно получить хроническое отравление, которое приведет к летальному исходу. Если человек пьет воду с высоким содержанием свинца, в организме может развиться острое отравление, которое приведет к быстрому летальному исходу. Организм человека реагирует при накапливании свинца свыше 40 мг/100 мл крови. При такой концентрации начинается поражение нервной системы, кишечника, почек. Все остальные органы также поражаются, так как свинец накапливается во всех органах организма, блокируя работу ферментов, синтезирующих гемоглобин, что нарушает способность эритроцитов доставлять кислород по телу человека. Избыток свинца в организме ведет также к развитию анемии, выработке витамина D, образованию костной ткани. Вода, содержащая свинец, категорически запрещена беременным женщинам, так как может привести к выкидышу и врожденным уродствам. Количество свинца в воде не должно превышать 0,01 мг/л.
Цинк(Zn) содержится во многих продуктах питания, в воде он содержится в виде солей и соединений. В случае, если содержание солей цинка в воде превышает норму, человек может получить значительный ущерб для организма. При сильных острых однократных отравлениях может возникнуть лихорадка, тошнота, рвота, нарушение работу кишечно-желудочного тракта. В случае регулярного отравления могут развиваться эрозии на слизистой желудка и увеличиваться холестерин крови. Уровень содержания солей цинка в воде не должен превышать 3 мг/л. Чаще всего в природной воде цинка не больше 0,05 мг/л, но нередко концентрация увеличивается из-за прохождения воды через содержащие цинк водопроводные трубы.
Кадмий (Cd). Тяжелый металл, который в природе обычно находится вместе с цинком. В природных водах может проявляться в местах добычи цинка или попадать со сточными водами в районах химических и металлургических заводов. При регулярном употреблении воды с повышенным содержанием кадмия, он накапливается и поражает нервную систему, приводит к анемии и разрушению костной ткани из-за сбоев в работе фосфорно-кальциевого обмена.
Детергенты – это общее название всех моющих средств, которые попадают в поверхностные воды с промышленными стоками.
Химические вещества, которые попадают в воду из-за взаимодействия с водопроводными трубами, элементами водозаборных и очистительных станций.
Медь (Cu) практически не содержится в подземных водах, однако может попадать в воду через взаимодействие с элементами водопровода. Чрезвычайно опасно, если содержание меди в воде превышает 3мг/л. Такого количества достаточно, чтобы нарушить работу желудочно-кишечного тракта, что повлечет за собой тошноту, рвоту и диарею. В случае, если человек перенес тяжелые заболевания печени и в организме нарушен самостоятельный обмен меди, употребление такой воды может привести к развитию цирроза. У детей-грудничков, употребляющих такую воду также есть риск развития цирроза. Суточная норма для человека не должна превышать 0,5 мг/кг тела, а присутствие меди в воде не должно быть выше 1-2 мг/л.
Железо (Fe). Содержание железа в воде может быть вызвано разными причинами. Природная вода может содержать до 50 мг/л, но также оно появляется, когда вода проходит через коррозию водопроводных труб. Большинство видов железа нетрудно заметить невооруженным глазом – вода приобретает рыжий цвет, а при отстаивании появляется красно-бурый осадок. При регулярном употреблении железистой воды, накопленное железо может вызвать заболевания печени, сердечную недостаточность, диабет и артрит. Суточная норма потребления железа не должна превышать 0,8 мг/кг общей массы тела, в воде максимально допустимым показателям считается 0,3 мг/л.
Длинный список и это, конечно же, не все загрязнения, а лишь те, которые встречаются чаще всего в прозрачной и чистой, на первый взгляд, водопроводной воде. Бороться с ними можно с помощью фильтров для воды, которые справляются сейчас с большинством возможных загрязнений. Перед покупкой фильтра очистки воды, стоит разобраться, какое многообразие микроэлементов содержит ваша вода и от чего ее нужно очищать. В таком случае правильно подобранная система очистки воды станет действительно эффективным помощником, а вы и ваши близкие сможете наслаждаться по-настоящему чистой водой.
Фильтруй не фильтруй. Специалисты рассказали правду о водопроводной воде
МОСКВА, 30 авг — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Почти 95 процентов российских городов обеспечено качественной питьевой водой, число источников водоснабжения, не соответствующих принятым нормам, из года в год снижается, сообщает Роспотребнадзор. Тем не менее среди населения широко распространены мифы об опасности водопроводной воды. Люди ставят фильтры, заказывают воду в бутылях или привозят из родников. РИА Новости вместе с экспертами выясняет, чем вода из-под крана не устраивает горожан.
Маркетологи запудрил мозги?
«Вода у нас неплохая, но для питья используем бутилированную (заказываем)».
«Для питья лучше брать родниковую, так как водопроводная фторируется (как и бутилированная), и в Серпухове она жестковата для употребления внутрь».
«Вполне довольны, но пьем кипяченую».
«Каждое утро достаю из холодильника бутылку охлажденной сырой воды и пью».
«Пьем воду из Талежа».
«А про кипяченую воду слышала, что ее вообще не рекомендуют пить, поскольку она «мертвая» и вымывает из организма полезные вещества».
«Отвратительная вода! Известь — это еще полбеды. Она частенько льется коньячного цвета. Никакие фильтры не помогают».
Это сообщения из открытого паблика города Серпухова (Московская область), где обсуждают качество воды из-под крана. Большинство выражают недовольство, поэтому ставят фильтры, заказывают бутилированную воду.
«Ситуация распространенная. На рынке действуют мощные игроки — производители фильтров и бутилированной воды. Плюс постоянное недоверие населения к отечественным технологиям. Поэтому хорошо продается талая вода из Альп, что-нибудь, привезенное из-за границы. Вот что на самом деле определяет ощущения населения при употреблении воды из-под крана», — рассказывает РИА Новости Игорь Бузин, научный сотрудник Испытательного центра факультета почвоведения МГУ.
Специалисты этого центра не раз сталкивались с резким неприятием результатов анализа московской водопроводной воды. Увидев положительное заключение, заказчик начинал сомневаться в компетентности аналитиков, потому что, по его мнению, «такого быть не может».
Хлорка обязательна
Все сетуют, что вода из-под крана порой отдает хлоркой.
«Мало кто знает, что вода обязательно должна хлорироваться. Это основной способ борьбы с патогенными микроорганизмами, которые могут развиваться в системах водоснабжения и вызывать массовые заболевания, например холеру», — продолжает эксперт.
Хлорирование влияет на вкус и запах воды (органолептические свойства), но концентрация элемента очень низка — не более 1,2 миллиграмма на литр, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01.
«Хлор используется как окислитель и при контакте с органикой в воде и остатками пищи в желудке быстро нейтрализуется», — объясняет Бузин.
Люди наслышаны о хлораминах — хлорных производных аммиака. Но их в воде не находят либо видят следы, которые не способны нанести вред.
По словам эксперта, есть три способа избавиться от хлора в домашних условиях. Самый простой — отстаивать в емкости. Воду можно взбить блендером, чтобы выветрить хлор и насытить ее кислородом. Либо прокипятить. Однако некоторые боятся этого: существует поверье, что кипячение делает воду «мертвой» (в науке, кстати, нет такого понятия) или насыщает ее тяжелыми изотопами водорода — дейтерием и тритием.
В природной воде действительно содержится менее тысячной доли процента тяжелых изотопов водорода. Чтобы повысить их концентрацию хотя бы в десять раз, нужно вскипятить воды в триста раз больше, чем масса Земли.
Вечная песня о жесткости
После вкуса и запаха больше всего людей беспокоит жесткость воды. Этот параметр зависит от содержания солей кальция, магния и стабильного стронция. Концентрация последнего ничтожна, а два других элемента строго контролируются. Нельзя превысить семи миллиграмм-эквивалентов на литр. По согласованию с Роспотребнадзором допустимо до десяти. Менее полутора тоже нельзя — вода становится физиологически неполноценной.
При концентрации порядка 2,5 мг-экв/л карбонаты кальция и магния выпадают в осадок, и это нормально, но накипь портит чайники, стиральные и посудомоечные машины, из-за чего люди покупают умягчающие средства, фильтры.
«Если воду умягчить в ноль, возникают побочные эффекты. Кто сидит на низкоминеральной диете, активно занимается фитнесом и пьет только фильтрованную воду, употребляет диуретики или просто очень много воды, может столкнуться с разрушением зубов, развитием остеопороза. Кроме того, мягкая вода очень плохо смывает чистящее средство с посуды, и часть его неизбежно попадает в организм с едой», — разъясняет Игорь Бузин.
По его мнению, это нужно учитывать и пользователям систем обратного осмоса, из которых выходит практически дистиллированная вода. Чтобы приблизить ее к физиологическим показателям, необходимы минерализаторы. Но мало кто их использует и даже подозревает о существовании дополнительных картриджей. При длительном употреблении дистиллированной воды возможны проблемы с сердцем. С этим сталкиваются жители горных регионов — они часто пьют талую воду, а она очень низкоминерализованная.
Но и очень жесткая вода небезопасна, предупреждает Бузин. Если у человека нарушен метаболизм фосфатов и оксалатов, то повышается риск мочекаменной болезни и гиперкальциемии — отложения соединений кальция на скелете.