Основные показатели качества воды: нормативы CанПиН на питьевую воду, проверка

Основные  показатели качества воды: нормативы  CанПиН на питьевую воду, проверка

Основные показатели качества воды, делятся на:

органолептические,

химические,

микробиологические.

Согласно санитарным нормам питьевая вода должна быть безопасна  в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому  составу, и иметь приятные органолептические  свойства. Поэтому, целесообразно проверить  качество воды из вашего источника, особенно поверхностной, на соответствие требованиям  санитарных норм и правил.

Требования (нормативы), которым  должна отвечать вода, изложены в санитарных нормах и правилах РФ (СанПиН), и международных  стандартах, основные положения которых  приведены в представленной нижетаблице. И так, рассмотрим основные показатели качества воды.

Органолептические показатели воды

К органолептическим показателям  качества воды относят: запах, привкус, цветность и мутность.

Запах

Запах и привкус воды объясняются  присутствием в ней естественных или искусственных загрязнений. Природа запахов и привкусов  очень различна, и может быть обусловлена  как наличием в воде определенных растворенных солей так и содержанием разных химических и органических соединений. Кроме того, следует отметить, что запах/привкус может появиться в воде на нескольких этапах: в исходной природной воде, в процессе водоподготовки (в том числе в водоподогревателе), при транспортировке по трубопроводам. Правильное определение источника запахов и привкусов — залог успешности их устранения.

Величина (интенсивность) запаха определяется по 6-ти бальной шкале. Например, запах тухлых яиц обусловлен наличием в воде сероводорода (Н₂S), а также присутствием сульфатредуцирующих бактерий, вырабатывающих этот газ, а запах гнилостный обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Химические запахи (например, бензиновый, фенольный) указывают на антропогенный характер загрязнений.

Вкус и привкусы воды

Вкус воды обусловлен растворенными  в воде природными веществами, каждое из которых придает воде определенный привкус:

солоноватый — хлоридом натрия;

горьковатый — сульфатом магния;

кисловатый — растворенным углекислым газом или растворенными кислотами.

Приятный или неприятный вкус воды обеспечивается комбинацией  концентраций подобных примесей.

Цветность

Под цветностью понимается условно принятая характеристика для  описания цвета природной и питьевой воды, имеющую естественную окраску. Цветность косвенно характеризует  наличие в воде некоторых органических и неорганических растворенных веществ  является косвенным показателем  количества содержащихся в воде и  является одним из важных показателей, позволяющих правильно выбрать  систему водоочистки.Цветность воды определяется сравнением с растворами специально приготовленной шкалы цветности (на основе определенных концентраций хромово-кобальтовым растворов) и выражается в градусах цветности этой шкалы. По требованиям к питьевой воде данный показатель не должен превышать 20 градусов. Главным «виновником», отвечающим за цветность воды, являются вымываемые из почвы органические вещества (в основном гуминовые и фульвовые кислоты), связанные с гумусом почвы. Повышенная цветность воды также может свидетельствовать о возможной ее загрязненности техногенного характера. Наличие гуминовых кислот может приводить к определенной биологической активности воды, повышает проницаемость в кишечнике ионов металла: железа, марганца и т.п.

Мутность

Показатель, характеризующий  наличием в воде взвешенных веществ  неорганического происхождения (например карбонаты различных металлов, гидроокиси железа ), органического происхождения (коллоиды железа, возможно также бактерио- фито- или зоопланктона) и минерального происхождения (песка, глины, ила). Мутность выражается в мг/дм3. Нормирование мутности, кроме хороших органолептических показателей, обусловлено сорбцией на поверхности взвешенных частиц микроорганизмов, что защищает последних как от химического, так и от ультрафиолетового обеззараживания. И снижение мутности в процессе очистки воды способствует также значительному снижению уровня микробиологического загрязнения.

Химические показатели качества воды

Химические показатели характеризуют  химический состав воды. К данным показателям  относят водородный показатель воды рН, жесткость и щелочность, минерализацию (сухой остаток), анионный и катионный  состав (неорганические вещества), содержание органических веществ.

Окисляемость.

Показатель, характеризующий  интегральную загрязненность воды, т.е. содержание в воде окисляющихся органических и неорганических примесей, которые  в определенных условиях окисляются сильным химическим окислителем. К  упомянутым выше загрязнителям относятся  в основном органические вещества —  для воды из поверхностных источников, и неорганические ионы (Fe++,Mn++, и т.п.) - для воды из артезианских скважин.

В зависимости от вида используемого при проведении химического анализа окислителя различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную, бихроматную, иодатную. Как видно из названий — при этом используются соответствующие окислители. Показатель окисляемости - мгО/л - это количество миллиграмм кислорода, эквивалентное количеству реагента (окислителя), пошедшего на окисление веществ, содержащихся в 1 л воды.

Величина бихроматной окисляемости обычно используется для определения такого важного показателя воды как ХПК — химическая потребность в кислороде. ХПК используется для характеристики загрязненных природных поверхностных вод, а также для сточных вод. Она свидетельствует о биогенной загрязненности воды.

Бихроматная окисляемость позволяет получить значение наиболее полно характеризующее присутствие органических загрязнителей, за исключением таких химически инертных веществ как бензин, керосин, бензол, толуол и т.п. Считается, что окисляются до 90% органических примесей.

На практике для характеристики воды обычно используется показатель перманганатная окисляемость или перманганатный индекс. Чем больше данное значение, тем выше концентрация загрязнителей. Отметим, что величина перманганатной окисляемости ниже, чем значение полученное для бихроматной практически в 3 раза.

Водородный показатель, рН

Водородный показатель или рН представляет собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -log[H⁺]. Величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н⁺ и ОН^-, образующихся при диссоциации воды. Если ионы ОН^- в воде преобладают - то есть рН>7, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ - рН<7- кислую. В очищенной дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга и рН будет приблизительно равен 7. При растворении в воде каких либо веществ баланс упомянутых ионов будет нарушаться, а следовательно произойдет и изменение рН. Например, даже при хранении в открытой емкости очищенная вода вследствие поглощения углекислого газа из воздуха будет иметь кислую реакцию:

СО_{2 (газ)} + Н₂О  --->  Н⁺ + HCO₃^-

В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и многие другие ее характеристики.

Обычно уровень рН для  воды, используемой в хозяйственных  и питьевых целях, нормируется в  пределах интервала 6..9.

Сухой остаток.

Величина, характеризующая  интегральное загрязнение воды: количество растворенных неорганических и органических веществ. В первую очередь это  сказывается на органолептических  свойствах. Установлено, что до 1000 мг/л  вода можно быть использована для  водопотребления. Величина сухого остатка  влияет на вкусовые качества питьевой воды. Человек может без риска  для своего здоровья употреблять  воду с сухим остатком до 1000 мг/л. При большем значении вкус воды чаще всего становится неприятным горько-соленым. Следует также отметить, что у  воды с низким уровнем сухого остатка  вкус может отсутствовать и употреблять  ее не очень приятно.

Жесткость

Этот показатель характеризует  свойство воды, связанное с содержанием  в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция  и магния (так называемых «солей жёсткости»).

Вода с большим содержанием  таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой.

Численное выражение жёсткости  воды - это концентрацию в ней  катионов кальция и магния. По ГОСТ Р 52029-2003 жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует  концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его моля, выраженной в мг/дм³ (г/м³) (1 °Ж = 1 мг-экв/л).

Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния (катионов Ca²⁺ и Mg²⁺ и анионов HCO₃^-).

При кипячении воды, гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с этими  катионами и образуют с ними очень  мало растворимые карбонатные соли, которые осаждаются на нагревательных элементах в виде накипи белого цвета, называемой в простонародии известью.

Ca²⁺ + 2HCO₃^- = CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑

Временную жесткость можно  устранить кипячением - отсюда и  ее название.

Постоянная (некарбонатная) жесткость воды вызвана присутствием солей, не выпадающих в осадок при кипячении. В основном - это сульфаты и хлориды кальция и магния (CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂). Следует отметить, что именно присутствие соли CaSO₄, растворимость которой с повышением температуры воды понижается, приводит к образовании плотной накипи.

Вода с высокой жесткостью наносит вред бытовой электронагревательной  технике, образуя накипь, вызывает налеты на сантехнике; в ней плохо пенятся  мыло и шампуни; сушит кожу, вредит волосам; отрицательно влияет на качество приготовленной пищи, полезные вещества которой могут образовывать с  солями жесткости плохо усваиваемые организмом соединения.

Жесткая вода вредна и для  организма человека: увеличивается  риск развития мочекаменной болезни, нарушается водно-солевой обмен.

Иногда в качестве характеристики встречается показатель «полная жесткость» воды равный сумме постоянной и переменной (карбонатной) жесткости.

Железо

Его токсичное влияние  на организм человека незначительно, но все же употребление питьевой воды с повышенным содержанием железа может привести к отложению его  соединений в органах и тканях человека.

В общем случае в воде железо может встречаться в свободной  форме в виде двух- и трехвалентных  ионов:

Fe²⁺ - как правило в артезианских скважинах при отсутствии растворенного кислорода. Вода с повышенным содержанием такого железа может быть первоначально прозрачна (Fe²⁺),но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску. Это происходит в результате окисления растворенного железа до Fe³⁺с образованием нерастворимых солей трехвалентного железа:

Fe³⁺ - содержится в поверхностных источниках водоснабжения в так называемом окисленном состоянии, и, как правило, в нерастворимом виде.

Органическое  железо

Существует еще одна форма  присутствия железа в природной  воде — это органическое железо. Оно встречается в воде в разных формах и в составе различных  комплексных соединений трехвалентных  ионов железа с растворенными  неорганическими и органическими  соединениями, и, главным образом, с  солями гуминовых кислот - гуматами. Повышенное содержание такого железа наблюдается в болотных водах и вода имеет бурое или коричневатое окрашивание. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру (коллоидное железо) и очень трудно поддаются удалению. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда, который не позволяет частицам сближаться и препятствует их укрупнению, предотвращая образование конгломератов, создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии и, тем самым, обуславливают мутность исходной воды.

На вкус такая вода имеет  характерный неприятный металлический  привкус, образует ржавые подтеки. Присутствие  в воде коллоидного железа способствует развитию железистых бактерий, что  вызывает отложение осадка на внутренней поверхности трубопроводов и  санитарно-технического оборудования вплоть до их засорение, и еще больше ухудшает вкусовые качества воды.

Марганец

Марганец входит в состав многих ферментов, гормонов и витаминов, которые влияют на процессы роста, кровообразование, формирование иммунитета. Однако, повышенное его содержание в воде может оказывать  токсический и мутагенный эффект на организм человека. Вода с повышенным содержанием марганца обладает металлическим  привкусом. Его присутствие приводит к значительно более быстрому износу бытовой техники и систем отопления, поскольку он способен накапливаться  в виде черного налета на внутренних поверхностях труб с последующим  отслаиванием и образованием взвешенного  в воде осадка черного цвета. Кроме  того, повышенное содержание марганца приводит к образованию черных пятен  на посуде, белом белье при стирке, окрашивает ногти и зубы в серовато-черный цвет.

Также существуют «марганцевые»  бактерии, которые как и «железистые» бактерии, могут развиваться в такой воде и становиться причиной зарастания и закупорки труб.

Азот аммонийный (NH3 и NH4+)

Показатель, чаще всего характеризующий  наличие в воде органических веществ  животного или промышленного  происхождения. Источниками азота  аммонийного являются: животноводческие фермы, хозяйственно бытовые сточные  воды, сточные воды с сельскохозяйственных угодий, предприятий пищевой и  химической промышленности. Указанные  соединения являются главным образом  продуктами распада мочевины и белков. Лимитирующая величина показателя «аммонийный  азот» — токсикологическая. По нормам СанПиН содержание в воде аммония  не должно превышать 2,0 мг/л.

Микробиологические  показатели качества воды

К микробиологическим показателям  относят общее микробное число, содержание бактерий группы кишечной палочки.

В зависимости от характеристики водного источника могут применяться  и такие показатели, как паразитологические и радиологические. 

Нормативы основных показателей качества воды по требованиям  санитарных норм РФ, ВОЗ, США, ЕС