Под общей минерализацией подразумевают сумму растворенных в воде частиц. Максимальной растворимостью обладают соли, которые под действием молекул воды распадаются на ионы (диссоциируют).

Показатель общей минерализации воды отображает содержание в ней солей, среди которых наиболее представлены соединения натрия, калия, кальция, магния и остатков соляной, угольной, серной кислот.

Где используется?

Величина общей минерализации используется постоянно и повсеместно для характеристики состава воды. От суммарной концентрации растворенных солей зависят ее вкусовые качества, физиологические свойства. На этом, в частности, основано действие целебных вод на бальнеологических курортах. В повседневной практике показатель отражает особенности воды каждого региона, степень природной чистоты, эффективности очистки.

Общая минерализация сточных вод – величина, информирующая об эффективности работы очистных сооружений на предприятиях.

Для расфасованной воды первой категории нормативная величина составляет 1000 мг/л. В бутилированной воде высшей категории значение суммарной концентрации растворенных солей должно быть меньшим: от 200 мг/л до 500 мг/л.

В СанПиН, также как в некоторых других источниках, термины «общая минерализация» и «сухой остаток» считаются синонимами. Строго говоря, это не совсем правомерно. Методика определения сухого остатка основана на выпаривании растворителя. При нагревании гидрокарбонат разрушается с выделением углекислого газа, превращается в анион карбоната. Следовательно, между показателями суммарной минерализации и количеством сухого остатка всегда имеется небольшая разница.

Общую минерализацию рассчитывают складыванием всех концентраций ионов, полученных при стандартных анализах по ГОСТам. Метод определения данного показателя арифметический. Полученное значение будет отличаться от значения сухого остатка на небольшую величину, равную половине концентрации карбонатных анионов.

Иногда говорят о присутствии в показателе суммарной концентрации ионов незначительного количества органических веществ. Это не соответствует истине. Показатель минерализации включает соединения минерального происхождения. Органические соединения к таковым не относятся.

Влияние на здоровье человека

Большинству потребителей нравится вкус воды, содержащей около 600 мг/л солей. Привязанности, привычки людей отличаются. В регионах, где вода всегда имела повышенную или пониженную минерализацию происходит адаптация вкуса. Население считает ее вполне нормальной, даже вкусной. Тем не менее, концентрации, превышающие 1000 мг/л, ВОЗ считает неприемлемыми. Показатели, равные 1200 мг/л вызывают присутствие горечи. Такая вода большинству населения не нравится.

Обсуждая вопрос о физиологической важности солевого состава воды, следует указать, что из этого источника в организм человека попадает не более 7 % требуемых минеральных веществ. Этот путь насыщения организма полезными элементами важен, но решающего значения не имеет.

Источники загрязнения

Минеральные составляющие поступают в воду из грунта, состав которого специфичен для каждой местности. Заметный вклад в увеличение концентрации солей могут внести плохо очищенные стоки промышленных предприятий. Для полного обеспечения ежесуточной потребности человека в воде имеет смысл приобретать бутилированную продукцию, с хорошими вкусовыми качествами.

Защитите себя от всех рисков и воспользуйтесь службой Аква Маркета.

Питьевая вода должна отвечать определённым установленным стандартам и ГОСТАм.

Существует несколько стандартов на питьевую воду:

• Российский стандарт, определяемый соответствующими нормами и ГОСТами;
• Стандарт ВОЗ (Все­мирной организации здравоохранения);
• Стандар­т США и стандарта стран Европейского союза (ЕС).

Качество питьевой воды на территории Российской Федерации определяется нормами санитарно-эпидемиологических правил и нормативами, утвержденными главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Главным Российским ГОСТом на питьевую воду является введенные в действие в 2002 г. Санитарные правила и нормы (СанПиН).

В соответствии с действующими стандартами и нормами под термином питьевая вода высокого качества подразумевается:

• вода с соответствующими органолептическими показателями - прозрачная, без запаха и с приятным вкусом;
• вода с рН = 7-7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л;
• вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л;
• вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналити­ческих методов);
• вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов.

Примерный норматив на воду показан в таблице 1:

Таблица 1. Примерный норматив воды

	Показатель	Значение
	Мутность	до 1,5 мг/л.
	Цветность	до 20 град.
	Запахи и привкусы при 20 °С.	отсутствуют
	Сульфаты	до 5-30 мг/л.
	Гидрокарбонаты	140-300 мг/л.
	Водородный показатель
	Общая жесткость	1,5-2,5 мг-экв/л.
	*При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание флюрозом. При концентрации 1,4-1,6 мг/л развивается кариес зубов.	0,7-1,5 мг/л.
	Железо *Избыток железа придает воде красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток железа увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени.	до 0,3 мг/л.
	Марганец	до 0,1 мг/л.
	Бериллий	до 0,0002 мг/л.
	Молибден *При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру.	до 0,05 мг/л.
		до 0,05 мг/л.
		до 0,1 мг/л.
		до 0,001 мг/л.
	Стронций *При концентрации свыше 7 мг/л вызывает заболевание костей.
		1,2·10(-10) Ки/л.
	Медь *При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.
	Алюминий	до 0,5 мг/л.
	Цинк *При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.
	Гексаметафосфат	до 3,5 мг/л.
	Триполифосфат	до 3,5 мг/л.
	Полиакриламид
		до 3,3 мг/л.
	Нитраты *При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак	до 45 мг/л.
	Общее количество бактерий в 1 мл до 100.
	Коли-индекс
	Коли-титр
	Цисты патогенных кишечных простейших	отсутствие.
	Сумма галогенсодержащих соединений	до 0,1 мг/л.
	Хлороформ	до 0,06 мг/л.
	Четыреххлорный углерод	до 0,006 мг/л.
	Нефтепродукты	до 0,3 мг/л.
	Летучие фенолы	до 0,001 мг/л.
		до 0,001 мг/л.
		до 0,0005 мг/л.
	Серовород *Появление в воде может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод. При концентрации 0,5 мг/л появляется неприятный запах, интенсифицируется процесс коррозии и зарастания трубопроводов.	не более 0,003

В таблице 2 общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм. Качество воды для водозабора оценивается не только по присутствию в ней токсичных и плохо пахнущих веществ, но и по изменению физико-химических показателей и свойств воды.

Таблица 2. Показатель состава и свойств воды водоема

Показатель состава и свойств воды	Требования и нормативы
Взвешенные вещества
Плавающие примеси	На поверхности вода не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна масел и скопление других примесей
Запахи и привкусы	Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивность более одного балла
	Не должна обнаруживаться в столбике 20 сантиметров
Температура	Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более, чем на 3 град по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет
Значение рН
Минеральный состав	Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, хлоридов - 350мг/л, сульфатов - 500мг/л
Растворенный кислород	Не менее 4 мг/л
БПК при 20 град	Не более 3 мг/л
	Не более 15 мг/л

Примечание: Проба воды анализируется по следующим показателям: общая жесткость, рН, содержание железа, цветность, запах, нитраты, нитриты, сероводород, микробиология воды и др. Кроме того, большое значение имеет производительность оборудования для очистки воды, которая зависит от пиковой нагрузки водопотребления объекта.

Краткий перечень неорганических и органических веществ, а также бактерий и вирусов в питьевой воде, оказывающих неблаготворное влияние на организм человека, представлен в таблице 3.

Таблица 3.
Влияние неорганических и неорганических веществ, бактерий и вирусов на организм человека

Название вещества, бактерии или вируса	Органы и системы человека, на которые влияют эти соединения
Неорганические вещества
Бериллий	Желудочно-кишечный тракт
	Почки, печень
	Кожа, кровь; канцероген
Нитраты и нитриты
	Почки, замедление развития
	Желудочно-кишечный тракт, кровь, почки, печень
	Нервная система
Органические вещества
	Канцероген
Пестициды (ДДТ, анахлор, гептахлор)	Канцерогены
Соединения хлора (винилхлорид, дихлорэтан)	Кровь, почки, печень
	Печень, почки, обмен веществ
	Нервная система, почки, печень
Бактерии и вирусы
Кишечная палочка	Желудочно-кишечный тракт
Энтеровирусы	Желудочно-кишечный тракт
Вирус гепатита

Параметры питьевой воды подразделяются на три группы:

• органолептические свойства;
• показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения;
• химические свойства

Органолептические показатели питьевой воды - оценки запаха, вкуса, цвета и мутно­сти, каждый человек может выполнить самостоятельно.

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: жесткостью, окисляемостью, величиной рН, общей минерализацией - содержанием в воде растворенных солей и элементов.

Кальций

Кальций является чрезвычайно важным минералом. Человеческое тело содержит до 30-40 кг кальция, 99% которого находится в костях и зубах. Кальций участвует в формировании костей, он необходим для возбуждения нервов, работы мышц, свертываемости крови и передачи гормональных сигналов. Кроме того, кальций регулирует активность различных ферментов и имеет противовоспалительные и антиаллергические свойства. Недостаток кальция приводит к нарушениям работы мышц и является причиной остеопороза.

Магний

Магний, как и калий, очень важный элемент в клетке. Он активирует ферменты, регулирующие различные химические реакции в организме, принимает участие в функционировании мышечных и нервных клеток и играет ключевую роль для нормального функционирования сердца и кровообращения. Организм теряет магний при употреблении спиртного. Последствиями может быть раздражительность, слабая концентрация, судороги мышц и нарушения сердечного ритма.

Натрий

Натрий - это жизненно важный минерал, основная задача которого состоит в том, чтобы вместе с хлоридами регулировать водно- и кислотно-щелочной баланс организма. Совместно с калием натрий играет значительную роль при формировании нервного импульса.

Калий

Калий - минерал, играющий важную роль в функционировании мышечных и нервных клеток. Он необходим мышечным клеткам сердца, которые нуждаются в достаточном содержании калия. Недостаток калия может выражаться как общей усталостью, так и судорогами мышц, а также мышечной слабостью или нарушениями сердечного ритма.

Хлориды

Хлориды определяют совокупность находящегося в теле хлора, который способствует поддержанию кислотно-щелочного баланса жидкостей и играет важную роль при производстве соляной кислоты в желудке.

Хлор

Хлором обеззараживают воду, т.к. хлор - мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микро­организмы. Однако в реках и озерах, откуда ве­дется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некото­рыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более токсические соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опас­ны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образова­нием диоксина, хлороформа, хлортолуола и дру­гих канцерогенных веществ. Обеззараживать воду без хлора экономически нецелесообразно, поскольку альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием газообразного озона, ултрафиолета и серебра для этой цели дорогие.

Сульфаты

Сульфаты являются солями серной кислоты, которые, в сочетании с магнием и натрием, активизируют пищеварение. Также сульфаты могут содействовать выведению вредных веществ почками и предотвращать формирование мочевых камней.

Фториды

Кроме известного антикариесного воздействия фтора отмечается его свойство служить биокатализатором процессов минерализации, что используется в лечебных целях при остеопорозе, рахите и других заболеваниях. Природные воды с повышенным содержанием фтора в сочетании с кальцием положительно влияют на устойчивость организма к радиационному поражению. Фтор способен снижать концентрацию стронция в костной ткани примерно на 40%, и этот процесс не сопровождается обеднением скелета кальцием.

Жесткость

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са 2+), магния (Mg 2+) и железа (Fe 2+ , Fe 3+). Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости), способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na +) таким свойством не обладают. Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь - каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло. В таблице 4 приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и анионы, с которыми они ассоциируются.

Таблица 4.
Основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и анионы, с которыми они ассоциируются

На практике, стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al 3+) и трехвалентное железо (Fe 3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и вклад в жесткость малы.

Источником ионов кальция и магния являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы Ca 2+ и Mg 2+ поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород.

Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников - относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Содержание солей жесткости в питьевой воде в пределах 1 - 4 мг-экв/л способствует протеканию нормальных обменных процессов в организме. С питьевой водой человек получает 1-2 г минеральных солей в сутки, а, в связи с тем, что в отличие от многих пищевых продуктов ионы в воде находятся в растворенном (гидратированном) состоянии, их усваиваемость организмом увеличивается на порядок. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг·экв/л. В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Величина pH

Величина pH может быть от 0 до 14 и показывает, является ли раствор кислым, нейтральным или щелочным. Если величина pH меньше чем 7, - то раствор кислый, как, например, лимонный сок, имеющий величину pH 2-3. Растворы с величиной pH 7 нейтральны, как, например, дистиллированная вода. Растворы с величиной pH более 7 щелочные.

Гидрокарбонаты

Гидрокарбонаты - необходимый организму элемент, который регулирует кислотно-щелочной баланс. Он связывает и нейтрализует повышенную кислотность, например, желудочного сока, крови, мышц, не нанося им вреда. Совместно с углекислотой гидрокарбонат образует так называемую буферную систему, которая, поддерживает рН крови.

Общая минерализация

Общая минерализация - это показатель содержания растворенных в воде веществ или общее солесодержание, поскольку вещества, растворенные в воде, находятся в виде солей (гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия). Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л. По общей минерализации воды делятся на следующие категории (Таблица 5):

Таблица 5. Категории вод по степени общей минерализации

Микроэлементы

Микроэлементы - это жизненно необходимая для организма группа минеральных веществ. Они нужны человеческому организму в небольших количествах, но при этом имеют очень большое значение. Микроэлементы являются важными составляющими белков, гормонов, энзимов, участвуют во множестве функций обмена веществ, активизируют иммунную систему и укрепляют иммунную защиту. К ним относится железо, кремний, цинк, марганец, медь, селен, хром, молибден.

Окисляемость воды

Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Степень бактериологической загрязненности воды

Определяется числом бактерий, содержащихся в 1 см 3 воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр - обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять менее 300. Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

ПДК

Предельно допустимая концентрация примесей вредных веществ, которые при превышении норматива становятся вредными, выглядит следующим образом: норма­тивы ЕС, США и ВОЗ определяют, что его вообще не должно быть. Российский стандарт дает такие цифры: не более ста микроорганизмов на один кубический сантиметр и не более трех бактерий типа кишечных палочек в одном литре воды, что в принципе соответствует мировым стандартам.

В таблице 6 приведены значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.

Таблица 6. Значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.

Нормативы на самые ядовитые вещества в воде приведены в таблице 7 (данные взяты из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006):

Таблица 7. Нормативы на самые ядовитые вещества в воде

Примечание. Если ПДК со­ставляет сотни тысяч микрограмм, то вещество не является вредным. Если ПДК составляет сотни-тысячи микрограмм, то такое вещество может оказаться опасным. Если ПДК в пределах единиц, десятых и сотых долей микро­грамма, то данное вещество почти всегда яд (бензол, винилхлорид, мышьяк, ртуть, свинец).

Нормативы на питьевую воду стран ЕС (Западной Европы) и США, рекомендации Всемир­ной организации здравоохранения и отечественные стандарты показаны в таблице 8 (по данным М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006)

Таблица 8. Стандарты на питьевую воду в России и за рубежом*

Параметр	ПДК, микрограмм на литр (мкг/л)
				Россия
Акриламид
Полиакриламид
Алюминий
Бензапирен
Бериллий
Винилхлорид
Дихлорэтан
Марганец
Молибден
Пестициды
Стронций
Сульфаты
Трихлорэтил
Хлороформ

Примечание*. Данные взяты из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006

ПАУ - полициклические ароматические углеводороды, близкие к бензапирену.

1. В данных ЕС сокращением нед. (неделя) помечена средняя недельная доза вещества, которая с гарантией не наносит вреда человеческому организму.
2. Значком звездочка помечены те значения ПДК в российских стандартах, которые взяты из научных статей или новых Санитарных правил и норм. Остальные величины указаны в ГОСТе .
3. Значком две звездочки помечены те значения ПДК в американских стандартах, которые называются вторичными: они не входят в национальный стандарт, но могут быть узаконены властями штата.
4. Прочерк в какой-либо позиции таблицы означает, что данных для данного соединения не существует.

В таблицах 7-8 представлены различные группы веществ: легкие и тяжелые металлы (к последним экологи относят многие металлы, например алюминий, титан, хром, железо, никель, медь, цинк, кадмий, свинец, ртуть и др.), неорганические и органические соединения. Данные обобщены и наиболее соответствуют российскому и европейскому стандартам. В нормативах США и ВОЗ органические вещества расписаны подробнее. Так, в стандарте США перечислено около тридцати видов опасной органики. Самы­ми детальными являются рекомендации ВОЗ, в которых есть следующие отдельные списки веществ:

• неор­ганические вещества (в основном тяжелые метал­лы, нитраты и нитриты);
• органические вещества (около тридцати), пестициды (более сорока);
• ве­щества, применяемые для дезинфекции воды (в основном различные соединения брома и хлора - более двадцати);
• вещества, влияющие на вкус, цвет и запах воды.

В нормативах перечислены вещества, которые не влияют отрицательно на здоровье при предельно допустимых концентрациях в воде - к ним, в частности, относятся серебро и олово. В некоторых ре­комендациях ВОЗ против некоторых веществ стоит пометка: Нет надежных данных для установле ния норматива. Это означает, что работа по их изучению на организм продолжается: известно сотни тысяч соединений, но лишь немногие из них изучены с точки зрения влияния на человеческий организм.

В российском ГОСТе нет ПДК для ряда веществ, отмеченных в зарубежных нормативах. Требова­ния к качеству питьевой воды в РФ должны соот­ветствовать нормам ГОСТа и новому СанПиНу. Существуют и другие нормативные документы, в которых приведен список более чем на 1300 вред­ных веществ и их ПДК. По большинству показате­лей российский стандарт либо соответствует зарубежным, либо устанавливает нормативы в одних случаях более жесткие, в других более мягкие. Если сравнивать ряд показателей ПДК, приведенных в россий­ском и зарубежных стандартах, например, для алюминия: ПДК на него составляет 200 мкг/л по зарубежным нормам и 500 мкг/л - по российским. Несмотря на расхождение в два с половиной раза, это величины одного порядка. По железу (200-300 мкг/л), меди (1000- 2000 мкг/л), ртути (1-2 мкг/л), свинцу (10- 30 мкг/л) - для этих веществ выполняется соответствие по ПДК, то есть различия не более чем в два-три раза. По стандарту ЕС присутствие бензапирена до­ пускается в пределе 0,01 мкг/л (или 10 нг/л), для алюминия норма 100 мкг/л (или 0,1 мг/л), а на­трий, сульфат и хлор могут присутствовать в воде в количествах 200 000-250 000 мкг/л (то есть 200-250 мг/л, или 0,2-0,25 г/л). Разница в ПДК в нормативах ЕС, США, ВОЗ и России в пять-шесть раз, а в некоторых случаях - в десять, двадцать, сто. ПДК по мышьяку в России такая же, как в США, норматив на бензапирен жестче, чем в Европе и США, и только бензол может являться причиной для сомнений в правильности показателей российского ГОСТа.

К.х.н. О.В. Мосин

Лит. источник : М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. Москва: Эксмо, 2006

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 /

Контрольные вопросы:

1. Как определяют значения минерализации?

2. Как рассчитывают сухой остаток?

3. Какая единица измерения минерализации?

Общая минерализация представляет собой суммарный 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. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Очень часто общую минерализацию воды путают с сухим остатком. Сухой остаток определяется путем выпаривания литра воды и взвешивания того, что осталось. В результате не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. Это приводит к тому, что общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину - как, правило, не более 10%.

В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

	Минерализация г/дм 3
Ультрапресные
Воды с относительно повышенной минерализацией
Солоноватые
Воды повышенной солености

Уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. При величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации воды в 1000 мг/л.

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.

"Водная" тематика все чаще звучит в прессе, при этом часто приводятся рассуждения о достоинствах или недостатках воды с точки зрения снабжения организма минералами. В некоторых материалах, опубликованных в солидных изданиях, достаточно безапелляционно заявляется: "Как известно, с водой мы получаем до 25% суточной потребности химических веществ". Однако докопаться до первоисточников не удается. Попробуем поискать ответ на вопрос: "А сколько же может среднестатистический человек получить минеральных веществ из питьевой воды, отвечающей санитарным нормам?" В своих рассуждениях будем руководствоваться простым житейским здравым смыслом и знаниями в объеме средней школы. Результаты сведем в таблицу. Объясним содержимое ее колонок, а заодно и ход рассуждений.

Для начала необходимо определиться с несколькими исходными позициями:

1. Какие минеральные вещества и в каких количествах нужны человеку?

Вопрос о "минеральном составе" человека и, соответственно, потребностях его организма очень сложный. На бытовом уровне мы очень легко жонглируем (к сожалению и в массовой прессе тоже) терминами "полезные" элементы, "вредные" или "токсичные" элементы и т.п. Начнем с того, что сама постановка вопроса о вредности-полезности химических элементов относительна. Еще в древности было известно, что все дело в концентрациях. То, что полезно в минимальных количествах, может оказаться сильнейшим ядом в больших. Перечень основных (жизненно важных) макроэлементов и нескольких микроэлементов из Популярной медицинской энциклопедии приведен в 1-м столбце.

В качестве норм суточной потребности (2-й столбец) также использованы данные из Популярной медицинской энциклопедии. Причем, за базовое взято минимальное значение для взрослого мужчины (для подростков и женщин, особенно кормящих матерей, эти нормы зачастую больше).

2. Каков минеральный состав "средней" воды?

Понятно, что никакой "средней" воды нет и быть не может. В качестве таковой предлагается использовать гипотетическую воду, то есть, в качестве потребляемой принимается «некая» вода, в которой содержание основных макро- и микроэлементов равно максимально допустимому с точки зрения безопасности для здоровья - 3-й столбец таблицы.

В 4-м столбце таблицы рассчитывается, сколько воды надо употребить, чтобы набрать суточную норму по каждому элементу. Огромным допущением здесь является то, что при расчетах усвояемость минералов из воды принимается за 100%, что далеко не соответствует действительности.

3. Каково суточное потребление воды среднестатистическим человеком?

В сутки непосредственно в виде жидкости (питья и жидкой пищи) человек употребляет в среднем 1,2 л воды. Разделив эту цифру на соответствующую из 4-го столбца, вычисляется процент поступления с водой каждого элемента, который теоретически (с учетом всех вышеперечисленных допущений) может получить в сутки среднестатистический человек (5-й столбец).

Для сравнения в 6-м столбце приведен мини-список пищевых источников поступления в организм тех же элементов. Перечень из нескольких продуктов использован для того, чтобы проиллюстрировать тот факт, что организм получает тот или иной макро- или микроэлемент не за счет одного продукта, а, как правило, понемногу из разных.

В 7-м столбце приведено количество того или иного продукта в граммах, употребление которого даст организму в сутки (с таким же допущением 100% усвояемости, что и для воды) то же количество соответствующего макро- или микроэлемента, что и гипотетическая питьевая вода.

Элемент	Суточная потребность	ПДК в воде	Требуемое количество воды для получения 100% нормы	Теоретически возможный % получения мин. Веществ из воды	Альтерна-тивный источник	Кол-во продукта, обеспечи-вающее получение макро- и микро-элементов, равное поступающему с водой
					Сыр твердый Брынза Петрушка Творог Курага Фасоль Молоко	12 г 24 г 49г 75 г 75 г 80 г 667 г
Фосфор (фосфаты)					Грибы (сушеные) Фасоль Сыр твердый Овсяная крупа Печень Рыба Говядина Хлеб (ржаной)	24 г 36 г 29 г 41 г 45 г 58 г 77 г 91 г
					Арбуз Орехи Гречневая крупа Овсяная крупа Горох Кукуруза Хлеб пшен.2 сорт Сыр (твердый)	27 г 30 г 30 г 52 г 56 г 56 г 68 г 120 г
					Курага Фасоль Морская капуста Горох Арахис Картофель Редька Помидоры Свекла Яблоко	0,86 г 1,31 г 1,44 г 1,66 г 1,87 г 2,53 г 4,03 г 4,97 г 5,00 г 5,18 г
					Соль пищевая Сыр мягкий Брынза овечья Капуста кваш. Огурец сол. Хлеб ржаной Креветки Морская капуста Камбала	0,6 г 13 г 15 г 26 г 27 г 39 г 45 г 46 г 120 г
Хлор (хлориды)					Соль пищевая Хлеб ржаной Хлеб пшеничный Рыба Яйцо куриное Молоко Печень говяжья Простокваша Овсяная крупа	0,5 г 31 г 36 г 182 г 192 г 273 г 300 г 306 г 375 г
					Печень говяжья Свинина Яйцо куриное Баранина Горох Фасоль Грецкий орех Гречка Хлеб Молоко коровье	42 г 45 г 57 г 61 г 53 г 63 г 100 г 114 г 170 г 345 г
					Белый гриб суш. Печень свиная Горох Гречка Фасоль Язык говяжий Шпинат Айва Абрикос Петрушка	1,1 г 1,8 г 5,3 г 5,4 г 6,1 г 8,8 г 10,3 г 12 г 18 г 19 г
					Скумбрия Минтай Орех грецкий Рыба морская	129 г 258 г 263 г 419 г
					Печень говяжья Печень свиная Горох Гречка Фасоль Геркулес Баранина Хлеб ржаной	32 г 40 г 160 г 187 г 251 г 266 г 504 г 546 г
					Морская капуста Печень трески Хек Минтай Путассу, треска Креветки Морская рыба Сердце говяжье	9 г 11 г 56 г 60 г 66 г 81 г 178 г 296 г

Из полученных данных отчетливо видно, что только 2 микроэлемента – фтор и йод мы теоретически можем получить из питьевой воды в достаточном количестве.

Разумеется, приведенные данные ни в коей мере не могут служить рекомендациями по питанию. Этим занимается целая наука диетология. Данная таблица призвана только проиллюстрировать тот факт, что получить все необходимые для организма макро- и микроэлементы гораздо проще и самое главное реальнее из пищи, чем из воды.

Удаление из воды минеральных солей

Процесс, используемый для удаления из воды всех минеральных веществ, называют деминерализацией.

Деминерализацию, проводимую с помощью ионного обмена называют деионизацией. В ходе этого процесса вода обрабатывается в двух слоях ионообменного материала для того, чтобы удаление всех растворенных солей было более эффективным. Используется одновременно или последовательно катионообменная смола, «заряженная» ионами водорода H + , и анионообменная смола, «заряженная» ионами гидроксила ОH - . Поскольку все соли, растворимые в воде, состоят из катионов и анионов, смесь катионообменной и анионообменной смолы полностью заменяет их в очищаемой воде на ионы водорода H + , и гидроксила ОH -. Затем в результате химической реакции эти ионы (положительные и отрицательные) объединяются и создают молекулы воды. Фактически происходит полное обессоливание воды.

Деионизированная вода имеет широкий спектр применения в промышленности. Она используется в химической и фармацевтической отраслях, при производстве телевизионных электронно-лучевых трубок, при промышленной обработке кож и во многих других случаях.

Дистилляция основана на выпаривании обрабатываемой воды с последующей концентрацией пара. Технология является очень энергоемкой, кроме того, в процессе работы дистиллятора на стенках испарителя образуется накипь.

Электродиализ основан на способности ионов перемещаться в объеме воды под действием напряженности электрического поля. Ионоселективные мембраны пропускают через себя либо катионы, либо анионы. В объеме, ограниченном ионообменными мембранами, происходит снижение концентрации солей.

Обратный осмос представляет собой очень важный процесс, являющийся составной частью высокопрофессиональной очистки воды. Первоначально обратный осмос был предложен для опреснения морской воды. Вместе с фильтрацией и ионным обменом обратный осмос значительно расширяет возможности очистки воды.

Принцип его необычайно прост – вода продавливается через полупроницаемую тонкопленочную мембрану. Через мельчайшие поры, имеющие размеры, сопоставимые с размерами молекулы воды, способны просочиться под давлением только молекулы воды и низкомолекулярные газы – кислород, углекислый газ, а все примеси, остающиеся по другую сторону мембраны, сливаются в дренаж.

По эффективности очистки мембранные системы не имеют себе равных: она достигает практически 97-99,9% по любому из видов загрязнений. В результате получается вода, по всем характеристикам напоминающая дистиллированную или сильно обессоленную воду.

Проводить глубокую очистку на мембране можно только с водой, прошедшей предварительную комплексную очистку. Удаление песка, ржавчины и прочих нерастворимых взвесей производится механическим картриджем с ячейками до 5 микрон. Картридж на основе высококачественного гранулированного кокосового угля сорбирует растворенные в воде соединения железа, алюминия, тяжелых и радиоактивных металлов, свободный хлор и микроорганизмы. Очень важна последняя стадия предварительного этапа, где происходит окончательная очистка от мельчайших доз хлора и хлорорганических соединений, разрушительно воздействующих на материал мембраны. Она производится картриджем из прессованного кокосового угля.

После комплексной предварительной очистки вода подается на мембрану, после прохождения которой получается питьевая вода самого высокого класса очистки. А чтобы убрать из нее растворенные газы, придающие неприятный запах и привкус, воду на заключительном этапе пропускают через высококачественный прессованный активированный уголь с добавкой серебра. То обстоятельство, что в воде после очистки в мембранной системе почти полностью отсутствуют минеральные соли, уже не один год вызывает оживленные дискуссии. Хотя необходимое для организма количество макро- и микроэлементов гораздо эффективнее получать через пищу (см. выше), но многие настолько привыкли к вкусу, который придают воде минеральные соли, что при их отсутствии вода кажется безвкусной и «неживой». Однако полностью удалить вредные примеси, сохранив минеральные вещества в полезных концентрациях, оказывается настолько сложно и дорого, что обычно воду сначала максимально очищают, а потом вносят добавки, если это необходимо.

Домашние установки обратного осмоса обычно укомплектовываются накопительными баками для очищенной воды, так как скорость фильтрации воды через мембрану невелика. Накопительный бак, как правило, общей емкостью 12 л, представляет из себя гидроаккумулятор, разделенный внутри эластичной силиконовой перегородкой. С одной стороны перегородка контактирует с очищенной водой, а с другой накачан воздух под давлением 0,5 атм. Такой бак способен накопить в себе не более 6-8 л очищенной воды. Обычно для этого требуется от 2 до 6 часов. Для обеспечения работоспособности системы при недостаточном давлении в магистрали (менее 2,5 - 2,8 атм) устанавливается повышающий насос.

Следует отметить, что если исходная вода очень жесткая, содержит избыточное количество механических или растворенных примесей, то перед системой обратного осмоса рекомендуется установка дополнительных систем водоподготовки (обезжелезиватель, умягчитель, системы обеззараживания, механической очистки и т. п.).

Теоретически, мембраны удаляют почти все известные нам микроорганизмы, в том числе и вирусы, однако, при использовании в быту в системах питьевой воды, мембраны не могут обеспечить полную защиту от микроорганизмов. Потенциальные нарушения герметичности прокладок, производственные дефекты могут позволить некоторым микроорганизмам проникнуть в очищенную воду. Именно поэтому небольшие домашние системы обратного осмоса не должны использоваться в качестве основного средства для устранения биологического загрязнения.

Очень важно понимать, что процесс обратного осмоса идет только при давлении воды в системе не менее 2,5-2,8 атм. Дело в том, что на полупроницаемой мембране со стороны очищенной (обессоленной) воды всегда имеется избыточное осмотическое давление, которое препятствует процессу фильтрации. Именно это давление и необходимо преодолеть.

ЖЕЛЕЗО (Fe)

Как правило, железо присутствует в естественных водах в различных формах:

1. двухвалентные ионы железа, растворимые в воде (Fe 2+);

2. трехвалентные ионы железа, растворимые только в очень кислой воде (Fe 3+);

3. нерастворимая гидроокись трехвалентного железа ;

4. окись трехвалентного железа (Fe 2 O 3), присутствующая в виде частиц ржавчины из труб;

5. в комбинации с органическими соединениями или железными бактериями. Железные бактерии часто живут в воде, содержащей железо. По мере размножения, эти бактерии могут образовывать красно-коричневые наросты, которые могут забивать трубы и снижать напор воды. Разлагающаяся масса этих железных бактерий может быть причиной неприятного запаха и вкуса воды, а также появления пятен.

Железо редко находят в наземных водоемах. При попадании на поверхность вода, содержащая растворенное железо, является обычно чистой и бесцветной, с ярко выраженным вкусом железа. Под воздействием воздуха вода приобретает некую молочную дымку, которая вскоре окрашивается в рыжий цвет (появляется осадок гидроокиси железа). Такая вода оставляет следы практически на всем. Даже при содержании железа в воде 0.3 мг/л она оставляет ржавые пятна на любой поверхности.

Присутствие железа в воде крайне нежелательно. Избыточное железо накапливается в организме человека и разрушает печень, иммунную систему, увеличивает риск инфаркта.

Удовлетворительным способом удаления небольших количеств растворенного железа из воды считается использование ионообменных умягчителей. Нельзя сразу сказать, сколько железа можно удалить. Ответ на этот вопрос в каждом отдельном случае зависит от конструкции устройства, а также от других конкретных условий. Железо, присутствующее в воде в нерастворенной форме, умягчителями не убирается, более того, оно их портит. Поэтому в случае использования умягчителей для удаления растворенного железа, например, из скважины, ни в коем случае нельзя допустить контакта скважинной воды с воздухом.

Самым эффективным способом удаления средних концентраций железа может быть использование окисляющих фильтров. Такой фильтр должен устанавливаться на водопроводную трубу перед устройством для смягчения воды. Окисляющие фильтры обычно содержат фильтрующее вещество, покрытое двуокисью марганца (MnO 2). Это может быть обработанный марганцем глауконитовый песок, синтетический материал из марганца, натуральная марганцевая руда и другие схожие материалы. Окись марганца превращает растворимые ионы двухвалентного железа, содержащиеся в воде, в трехвалентное железо. Кроме того, соединения марганца являются мощным катализатором процесса окисления двухвалентного железа кислородом, растворенным в воде. Поскольку в подземной воде кислорода очень мало, для более эффективного процесса окисления, воду перед фильтром-обезжелезивателем, насыщают кислородом (воздухом). По мере формирования нерастворимой гидроокиси трехвалентного железа, она отфильтровывается из воды гранулированным материалом, находящимся в фильтре.

В случае высоких концентраций железа, для добавления в воду химических окислителей, таких, как гипохлорит натрия (бытовой отбеливатель «Белизна») или раствор марганцовокислого калия, могут использоваться маленькие насосы, эжекторы и другие устройства. Так же, как и двуокись марганца в фильтрах для железа, эти химические окислители превращают растворенное двухвалентное железо в нерастворимое трехвалентное.

МАРГАНЕЦ (Mn)

Марганец обычно обнаруживают в железосодержащей воде. Химически, его можно считать родственным железу, т.к. он встречается в таких же соединениях. Марганец чаще присутствует в воде в виде бикарбоната или гидроокиси, гораздо реже он содержится в виде сульфата марганца. Соприкасаясь с чем-либо, марганец оставляет темно-коричневые или черные следы даже при минимальных концентрациях в воде. Отстой марганца появляется при проведении слесарно-водопроводных работ, в результате чего вода часто оставляет черный осадок, становится мутной. Избыток марганца опасен: его накопление в организме может привести к тяжелейшему заболеванию - болезни Паркинсона.

Для решения проблемы удаления марганца подходят те же самые методы, что и для железа.

Обратный осмос - метод, с помощью которого можно снизить концентрацию фтора в воде в домашних условиях.

НАТРИЙ (Na)

Соли натрия присутствуют во всей природной воде. Они не образуют ни накипи при кипячении, ни творожистого осадка в смеси с мылом. Их высокие концентрации усиливают коррозийное действие воды и могут придавать ей неприятный вкус. Большие количества ионов натрия мешают работе ионообменных устройств для смягчения воды. Там, где вода - очень жесткая и содержит много натрия, в смягченной воде может оставаться много ионов, обусловливающих жесткость.

Эффективным методом удаления натрия из воды в домашних условиях является обратный осмос.

НИТРАТЫ (NO 3 -)

Как правило, почва содержит небольшое количество природных нитратов. Наличие нитратов в воде свидетельствует о том, что она загрязнена органическими веществами. В основном, вода, загрязненная нитратами, встречается в неглубоких скважинах и колодцах, но иногда такая вода бывает и в глубоких скважинах. Даже такая низкая концентрация нитратов, как 10-20 мг/л, может вызывать серьезные заболевания у детей, известны случаи летальных исходов.

Нитраты могут быть удалены из воды с помощью обратного осмоса.

ХЛОРИДЫ И СУЛЬФАТЫ (Cl - , SO4 2-)

Почти вся природная вода содержит ионы хлоридов и сульфатов. Низкие и умеренные концентрации этих ионов придают воде приятный вкус, и их присутствие желательно. Избыточные же концентрации могут сделать воду неприятной для питья. Как хлориды, так и сульфаты вносят свой вклад в общее содержание в воде минеральных веществ. Общая концентрация этих веществ может оказывать самое разное действие - от придания воде повышенной жесткости до электрохимической коррозии. Вода, содержащая сульфатов более, чем 250 мг/л, приобретает ярко выраженный “медицинский привкус”. В избыточной концентрации, сульфаты могут также действовать как слабительное.

Воду можно очищать от хлоридов и сульфатов с помощью обратного осмоса.

СЕРОВОДОРОД (H 2 S)

Сероводород - это газ, который иногда содержится в воде. Присутствие этого газа легко определить по отвратительному запаху “тухлых яиц”, который появляется уже при низких его концентрациях (0.5 мг/л).

Существует несколько способов удаления из воды сероводорода. Большинство из них сводится к окислению и превращению газа в чистую серу. Потом, этот нерастворимый порошок желтого цвета удаляется фильтрованием. Для удаления очень низких концентраций сероводорода вполне достаточно фильтра с активированным углем. При этом, уголь просто адсорбирует газ на свою поверхность.

ФЕНОЛ (С 6 Н 5 ОН)

Одним из наиболее опасных типов промышленных отходов является фенол. В хлорированной воде фенол вступает в химические реакции с хлором и создает обладающие неприятным “медицинским” привкусом и запахом хлорфенольные соединения. При этом неприятный запах появляется при концентрациях фенола равных одной части на миллиард. Фенол и хлорфенольные соединения удаляются пропусканием воды сквозь активированный уголь.

Установлено, что основной радиационный фон на нашей планете (по крайней мере, пока) создается за счет естественных источников излучения. По данным ученых, доля естественных источников радиации в суммарной дозе, накапливаемой среднестатистическим человеком на протяжении всей жизни, составляет 87%. Оставшиеся 13% приходятся на источники, созданные человеком. Из них 11.5% (или почти 88.5% "искусственной" составляющей дозы облучения) формируется за счет использования радиоизотопов в медицинской практике. И только оставшиеся 1.5% являются результатом последствий ядерных взрывов, выбросов с атомных электростанций, утечек из хранилищ ядерных отходов и т.п.

Среди естественных источников радиации "пальму первенства" уверенно держит радон, обуславливающий до 32% общей радиационной дозы.

Радон - это радиоактивный природный газ, абсолютно прозрачный, не имеющий ни вкуса, ни запаха, намного тяжелее воздуха. Образуется в недрах Земли в результате распада урана, который, хоть и в незначительных количествах, но входит в состав практически всех видов грунтов и горных пород. Особенно велико содержание урана (до 2 мг/л) в гранитных породах.

Соответственно в районах, где преимущественным породообразующим элементом является гранит, можно ожидать и повышенное содержание радона. Он не обнаруживается стандартными методами. При наличии обоснованного подозрения на наличие радона, необходимо использовать для измерений специальное оборудование. Радон постепенно просачивается из недр на поверхность, где сразу рассеивается в воздухе, в результате чего его концентрация остается ничтожной и не представляет опасности. Проблемы возникают в случае, если отсутствует достаточный воздухообмен, например, в домах и других помещениях. В этом случае содержание радона в замкнутом помещении может достичь опасных концентраций. Радон попадает в организм человека при дыхании и может вызвать пагубные для здоровья последствия. По данным Службы Общественного Здоровья США, радон - вторая по серьезности причина возникновения у людей рака легких после курения.

Радон очень хорошо растворяется в воде, и при контакте подземных вод с радоном они очень быстро им насыщаются. В случае, когда для снабжения дома водой используются скважины, радон попадает в дом с водой. Растворенный в воде радон действует двояко. С одной стороны, он вместе с водой попадает в пищеварительную систему. С другой стороны, когда вода вытекает из крана, радон выделяется из нее и может скапливаться в значительных количествах в кухнях и ванных комнатах. Концентрация радона в кухне или ванной комнате может в 30-40 раз превышать его уровень в других помещениях, например, в жилых комнатах. Ингаляционный способ воздействия радона считается более опасным для здоровья.

Мерой радиоактивности является активность радионуклида в источнике. Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени к величине этого интервала. В системе СИ измеряется в Беккерелях (Бк, Bq), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или его объема (Бк/л, Бк/куб.м).

В Новосибирске уровень содержания радона в скважинных водах колеблется от 10 до 100 Бк/л, в отдельных районах (Нижняя Ельцовка, Академгородок и др.) доходя до нескольких сотен Бк/л. В российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/л (американские нормативы гораздо жестче – 11 Бк/л).

Один из наиболее результативных методов борьбы с радоном - аэрирование воды ("пробулькивание" воды пузырьками воздуха, при котором практически весь радон в прямом смысле "улетает на ветер"). Поэтому тем, кто пользуется муниципальной водой беспокоиться практически не о чем, так как аэрирование входит в стандартную процедуру водоподготовки на городских водоочистных станциях. Что же касается индивидуальных пользователей скважинной воды, то исследования, проведенные в США, показали достаточно высокую эффективность активированного угля. Фильтр на основе качественного активированного угля способен удалить до 99.7% радона. Правда со временем этот показатель падает до 79%. Использование же перед угольным фильтром умягчителя позволяет повысить последний показатель до 85%.

информация взята из сайта http://aquafreshsystems.ru/index.htm

По показателям, определённым в СанПиН, общая минерализация питьевой воды в норме - то есть, значения в предельно допустимых концентрациях (ПДК), - должны оставаться в пределах 1000 мг/литр. В случае отдельного рассмотрения эпидемиологической обстановки в определённом населённом пункте или для конкретной системы водоснабжения, по постановлению государственного главсанврача, этот показатель может быть увеличен до 1500 мг/литр. Данные ограничения были установлены по органолептическому признаку. Однако оптимальные значения входят в диапазон от 200 до 400 мг сухого остатка на литр.

Сам параметр общей минерализации в таблице СанПиН сопровождается припиской в скобках: «сухой остаток». При этом величина сухого остатка может не совпадать с фактической минерализацией поскольку методика определения сухого остатка путём выпаривания и взвешивания остатка не учитывает некоторые летучие растворённые органические соединения. В результате разница в значениях может достигать 10%.

Общая минерализация: понятие и категории

Под общей минерализацией принято понимать суммарное содержание веществ, растворённых в воде, что обуславливает и второе название «солесодержание», которое тоже правомерно применять, так как растворённые вещества находятся в воде в виде солей калия, магния, натрия, сульфатов кальция, хлоридов, гидрокарбонатов. В основном это неорганические вещества и в небольшом количестве органические.

Поверхностные воды, при прочих равных, в оценке солесодержания имеют меньший осадок, чем подземные. Поэтому подземные имеют более солоноватый (иногда – горьковатый) привкус. Кроме того, на степень минерализации влияют:

• геологический регион,
• сточные воды (особенно в промышленных регионах),
• ливневые стоки преимущественно в тех городах, где с обледенением коммунальные службы повсеместно используют соль.

Для облегчения градации минерализации («солёности») природной воды используется таблица категорий от ультрапресных до рассолов:

Вкусовые признаки и обеспечение минералами организма через воду

Порог ощущений для сульфатов находится на уровне 500 мг/литр, а для хлоридов – на уровне 350 мг/литр. В целом приемлемой на вкус считается вода с общим солесодержанием на уровне 600 мг/литр.

Вкусовые качества низкоминерализированной воды определяются в зависимости от вкусовых привычек потребителей и характеризуются в диапазоне от «пресная и невкусная» до «лёгкая и приятная».

При этом существует объективный нижний предел минерализации, основанный на адаптивных реакциях гомеостаза организма, который находится на отметке 100 мг сухого остатка на литр с показателями 25 и 10 мг/л для кальция и магния соответственно. Оптимальным же в целом считается среднее значение в пределах 200-400 мг сухого остатка на литр.

Возможность снабжения минеральными веществами организма через воду в объёме четверти от необходимой суточной потребности активно оспаривается противниками этой тенденции. В качестве доказательства приводятся убедительные сводные таблицы, в которых сопоставляется ряд признаков:

1. Необходимые человеку минералы (с условным завышенным допущением полной усвояемости веществ).
2. Состав при условии содержания максимально допустимых концентраций.
3. Суточное водопотребление и др.

В совокупности эти признаки демонстрируют, что в качестве источника микроэлементов вода может теоретически рассматриваться только для обеспечения организма фтором и йодом. Однако с учётом целого ряда условных «идеальных» допущений и разницы содержания таких элементов в разных регионах России, нельзя рассматривать питьевую воду как достаточный источник поступления даже этих микроэлементов.

Минеральные соли в технической воде

Для технической жидкости по ряду отраслей промышленности возникает необходимость обеспечить более строгие нормы солесодержания. Так предотвращение отложений солевого осадка в пароводяных трактах ТЭЦ или ТЭС может быть обеспечено присутствием солей в минимальном количестве – меньше 1мг/литр – в обеих средах (менее 1 мг/л).

При движении гидропотока по трубам перенасыщенности минеральными солями с учётом низкой концентрации и относительно низкой температуры, как правило, не наблюдается, однако в пограничных слоях с малой скоростью потока, при наличии шероховатости на стенках труб, дефектах изоляции и т.д. могут быть спровоцированы осаждения.

Тенденции к строгому нормированию качества технического водоресурса имеют два направления:

• создание параметров по каждому показателю, аналогично тому, как это сделано для питьевых ресурсов;
• создание моделей водосостава для технических целей, которые не делили бы норматив по отдельным физико-химические показателям, а включали бы целый комплекс свойств.

Сейчас требования к свойствам потребляемого и отводимого гидропотока фиксируются в отраслевых методиках по видам производств и конкретных отраслей.

Удаление минеральных солей

Деминерализация (или процесс удаления минеральных веществ) проводят способами деионизации, дистилляции, электролиза, обратного осмоса, что зачастую требует определённой подготовки ресурса, но позволяет достичь очень высокой (до 99,9%) степени очистки, как это происходит при использовании мембранных систем.

1. Дистилляция. В основе принципа – выпаривание и концентрация пара. Технология считается энергоёмкой и проходит с образованием накипи на стенках испарителя.
2. Электродиализ. Процесс происходит благодаря перемещению ионов в электрическом поле с установкой ионоселективных мембран, пропускающих только катионы или только анионы, в результате чего в ограниченном мембранами объёме снижается концентрация солей.
3. Деионизация. Обессоливание обеспечивает ионный обмен в 2 слоях ионообменного материала. Деионизированная вода используется в фармацевтике, химии, обработке кож и др.
4. Обратный осмос. Очистка основана на «продавливании» капель сквозь полупроницаемую мембрану с порами, сопоставимыми по размеру с молекулой Н 2 О. Под давлением сквозь мембрану проходит только сама молекула, низкомолекулярные газы, а примеси отфильтровываются и сливаются.

Водоресурс для этого процесса требует предварительной очистки от ржавчины, песка и др. взвесей сначала с помощью механических ячеистых (с размером до 5 микрон) картриджей, затем – фильтров с гранулированным углём, сорбирующим металлы, свободный хлор, и затем – фильтров с прессованным кокосовым углём для устранения хлорорганических соединений.

Такие мембраны-фильтры нельзя сравнивать ни по функциям, ни по масштабу с сетками-фильтрами, устанавливаемыми на аэраторах и экономителях воды (например, http://water-save.com/ ). В экономителях фильтры гораздо крупнее и решают совершенно другие задачи аэрирования воды и создания эффекта «полной» струи при меньшем фактическом водорасходе.