Основные показатели качества питьевой воды.

Качество воды – и исходной, и питьевой – это основная проблема водоподготовки. Именно химические, физические, микробиологические и др. параметры, характеризующие качество воды, являются отправным пунктом решения всех проблем, связанных с водой.

В этой статье и сопровождающей ее таблице сделана попытка сравнения основных показателей качества воды (в максимально доступной форме с минимальным использованием специальных терминов) с точки зрения нормирования Всемирной Организации здравоохранения (ВОЗ), Европейского Союза, Госкомсанэпиднадзора Российской Федерации, Государственных санитарных правил и норм Украины «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» и ГОСТа 2874-82 “Вода питьевая. Гигиенические требования, контроль за качеством”. Величины показателей приведены в соответствие с украинскими для максимально возможного и корректного сравнения. Но приведенные данные носят справочно-познавательный характер и не могут претендовать на уровень официального источника информации.

В Директиве Совета 98/83/ЕС понятие питьевой воды существенно расширено; здесь употребляется такое определение: «вода, предназначенная для употребления человеком, – это любая вода в ее природном виде или после обработки, предназначенная для питья, варки, приготовления еды или для других бытовых целей, независимо от ее происхождения и от того, доставляется ли она по водопроводной сети, цистернами, в бутылках или другой таре».

Цель этой Директивы – защита здоровья человека от вредного влияния любого заражения воды, предназначенной для употребления человеком, путем обеспечения уверенности в том, что она является здоровой и чистой.

Все же для удобства мы будем употреблять более понятный и привычный термин «питьевая вода».

І.Общие физико-химические показатели качества воды.

1.Водородный показатель (рН) – один из наиболее рабочих показателей качества воды, который определяет характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. Это показатель интенсивности, а не количества, который характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Не следует путать рН с кислотностью и щелочностью воды. В зависимости от величины рН меняется скорость биологических реакций, степень коррозийной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т. д. Для питъевой и хозяйственно-бытовой вод оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6,5 до 8,5. Отклонения от рекомендованных норм может не только существенно отразиться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистительных мероприятий.

2.Общая минерализация (общее содержание солей) – суммарный количественный показатель содержания в воде растворенных веществ. Наиболее распространены неорганические соли (в основном, бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде. Уровень содержания солей в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках, загрязнением их промышленными сточными водами, городскими сливными стоками, особенно если для борьбы с гололедом на дорогах используется соль, и т.д.

По данным ВОЗ, отсутствуют достоверные данные о возможном влиянии на здоровье людей как повышенного содержания солей в воде, так и низкого. Учитывая минерализацию как органолептический показатель вкуса, ВОЗ рекомендует в качестве верхней границы 1000 мг/л, хотя понятно, что этот показатель в воде будет колебаться в зависимости от особенностей источников водоснабжения и от сформировавшихся вкусовых привычек.

Не следует путать общую минерализацию с сухим остатком, т.к. методика определения сухого остатка не учитывает учет более легких органических соединений, растворенные в воде; поэтому общая минерализация может отличаться от общей минерализации на величину до 10%. 

3.Жесткость – свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния (катионов кальция и магния, которые взаимодействуют с различными анионами, образуя соли жесткости, выпадающие в осадок). Их природные источники – отложения известняка, гипса и доломитов.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Существует множество типов классификаций воды по степени ее жесткости. ВОЗ не связывает уровень жесткости с влиянием на здоровье человека, хотя отмечает, что установлена зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Но нормы Котлонадзора предъявляют высокие требования к значениям жесткости, т.к. в зависимости от рН и щелочности при жесткости воды свыше 4 мг-экв/л откладывается накипь в нагревательных приборах.

Кроме того, при «жесткой» воде происходит перерасход моющих средств. Самым неприятным результатом высокой жесткости является разрушение так называемой кислотно-жировой защитной пленки на теле человека. Признаком этого является характерный «скрип» вымытой кожи или волос. Поэтому мыться, по крайней мере, умываться, лучше «мягкой» водой. Иначе придется применять косметические препараты для защиты кожи – нейтральные гели или молочко и кремы после мытья тела.

4.Окисляемость – величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, которые окисляются  одним из сильных химических окислителей (при определенных условиях). Выражается этот показатель в миллиграммах кислорода, который истрачен на окисление веществ, содержащихся в 1 л воды. В практике водоочистки для природных слабозагрязненных вод определяют перманганантную окисляемость.

Окисляемость - очень удобный комплексный параметр, позволяющий оценить общее загрязнение воды органическими веществами, различными по своей природе и химическим свойствам.
Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, т.к. более богаты «органикой».

5.Электропроводность – цифровое выражение способности водного раствора проводить электрический ток; этот показатель зависит от степени минерализации и температуры. Электропроводность не нормируется.

6.Температура – важнейший показатель, который влияет на физические, химические, биохимические и биологические процессы в воде. От температуры зависит кислородный режим воды, интенсивность окислительно-восстановительных процессов, активность микрофлоры и т.д.

Фактор температуры учитывается в расчетах систем очистки воды (например, температуры воды, подаваемой на мембрану системы обратного осмоса). В рекомендациях ВОЗ сказано, что температура воды «должна быть приемлемой». И только для стран ЕС введена специальная норма +25?С.

7.Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, редокс-потенциал, Eh) – это мера химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных со сменой заряда ионов в растворах. Т.е. ОВП характеризует степень активности электронов в окислительно-восстановительных реакциях (связанных с присоединением или передачей электронов). Значение ОВП для каждой окислительно-восстановительной реакции вычисляется по сложной формуле, выражается в милливольтах и может иметь как положительное, так и отрицательное значение.

ОВП зависит от температуры и взаимозависим от рН. Составлены таблицы зависимости продолжительности жизни типичных микроорганизмов от величины ОВП. Поэтому, например, при обработке воды бассейна ОВП – один из основных параметров контроля качества воды, поскольку позволяет оценить эффективность обеззараживания воды.

8.Кислотность – содержание в воде веществ, способных вступать в реакцию с гидроксид-ионами. В обычных природных водах кислотность зависит от содержания свободного диоксида углерода, гуминовых и других слабых органичных кислот и др.: в таких случаях рН воды не бывает ниже 4,5. В загрязненных водоисточниках рН ниже 4,5.

9.Щелочность (буферная емкость воды) – способность некоторых компонентов воды связывать эквивалентное количество сильных кислот. Определение щелочности необходимо для расчета химических веществ для обработки воды при водоподготовке, для расчета содержания карбонатов и баланса угольной кислоты в воде.

10. Степень насыщения кислородом.

Растворенный в природной воде кислород находится в виде молекул О2. На его содержание влияют 2 группы процессов противоположной направленности. К первой группе процессов, повышающих уровень кислорода в воде, относятся поглощение кислорода из атмосферы, выделение кислорода водными растениями в процессе фотосинтеза и поступления в водоем дождевых и снеговых вод, пересыщенных кислородом. В артезианских водах нет кислорода.

Ко второй группе процессов, уменьшающих концентрацию кислорода в поверхностных водах, относятся потребление кислорода различными организмами, брожение, гниение органических остатков, реакции окисления и пр.

Концентрация кислорода определяет величину ОВП, направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Степень насыщения кислородом вычисляется по формуле и служит непрямым показателем оценки качества поверхностных вод. По степени насыщения кислородом поверхностные водоемы делят на классы.

Для растворенного кислорода ВОЗ не определяет значение величины как показателя влияния на здоровье человека. Но низкие значения степени насыщения кислородом воды указывают на ее химическое и/или биологическое загрязнение.

Истощение растворенного кислорода в системах водоснабжения может способствовать микробиологическому восстановлению нитратов в нитриты и сульфатов в сульфиты, что вызывает появление запаха.

Уменьшение количества кислорода повышает концентрацию двухвалентного железа в растворе и усложняет его удаление.

При определенных условиях растворенный кислород придает воде коррозийные свойства.

Поэтому для поверхностных вод нормальным считается степень насыщения кислородом не менее 75%.