Качество и характеристики воды

Качество воды и ее состав

Для того, что бы правильно подойти к вопросу выбора системы очистки воды необходимо знать, какие загрязнения присутствуют в воде и чем они вредны для человека и оборудования. Приведем немного теории об основных загрязнения в воде и откуда они берутся.

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становиться способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы – магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

После постройки колодца, да и любого другого источника водоснабжения, необходимо провести исследования качества и состава воды для определения пригодности ее к использованию и потреблению. Надо помнить, что хозяйственно-питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать согласно Закону РФ «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах.

Температура воды из колодцев должна быть 7…12°С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5° С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям.

Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале.

Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность.

Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных.

Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные – снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей.

Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH7 среда щелочная.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг•экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников – относительно невысокую (3-6 мг•экв/л).

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, почти не развариваются овощи, особенно бобовые.

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.

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.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. 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.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб.см 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 не менее 300. Коли-индекс – число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

Примерный норматив воды:

1. Мутность до 1,5 мг/л.

2. Цветность до 20 град.

3. Запахи и привкусы при 20 ° С.

4. Хлориды до 350 мг/л.

5. Сульфаты до 500 мг/л.

6. Остаточный алюминий до 0,5 мг/л.

7. Водородный показатель 6,5-8,5.

8. Общая жесткость до 7 мг-экв/л.

9. Фтор При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание эндемическим флюрозом. При концентрации 1,4 – 1,6 мг/л у некоторых лиц на отдельных зубах отмечаются желто-коричневые пятнышки. При значениях значительно ниже оптимальных развивается кариес зубов. 0,7-1,5 мг/л

10. Железо до 0,3 мг/л. Избыток придает воде неприятную красно-коричневую или черную окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма.

11. Марганец Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают элеобриотоксическое и гонадотоксическое воздействие на организм. до 0,1 мг/л.

12. Бериллий до 0,0002 мг/л.

13. Молибден При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру и молибденовую болезнь. до 0,05 мг/л.

14. Мышьяк до 0,05 мг/л.

15. Свинец до 0,1 мг/л.

16. Селен до 0,001 мг/л.

17. Стронций При концентрации свыше 7 мг/л вызывает уровскую болезнь, рахит, ломкость костей. до 2 мг/л.

18. Радий-226 1,2•10(-10) Ки/л.

19. Медь При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию. до 1 мг/л.

20. Цинк При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию. до 5 мг/л.

21. Гексаметафосфат до 3,5 мг/л.

22. Триполифосфат до 3,5 мг/л.

23. Полиакриламид до 2 мг/л.

24. Нитриты до 3,3 мг/л.

25. Нитраты до 45 мг/л. При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак желудка, у детей возникает заболевание водно-нитратной метгемоглобинемией (нарушение окислительной функции крови).

26. Общее количество бактерий в 1 мл до 100.

27. Коли-индекс до 3.

28. Коли-титр более 300.

29. Цисты патогенных кишечных простейших отсутствие.

30. Сумма галогенсодержащих соединений до 0,1 мг/л.

31. Хлороформ до 0,06 мг/л.

32. Четыреххлорный углерод до 0,006 мг/л.

33. Нефтепродукты до 0,3 мг/л.

34. Летучие фенолы до 0,001 мг/л.

35. Кремний При превышении делает воду непригодной для питания котлов из-за образования силикатной накипи. до 10 мг/л.

36. Кадмий При превышении концентрации вызывает болезнь «Итай-итай». до 0,001 мг/л.

37. Ртуть При больших эначениях возникает болезнь Минамата. до 0,0005 мг/л.

38. Аммиак Аммиак растительного или минерального происхождения не опасен в санитарном отношении. Если же он образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья. до 2 мг/л.

39. Серовород Появление его в поверхностных водах 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.

Железо в воде и его соединения

Обезжелезивание, обезжелезивание воды

Железо составляет примерно 5% всей твердой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды (поверхностных водах и скважинных).

В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды, взвеси и др.).

В поверхностных водах железо как примесь содержится главным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидные и высокодисперсные взвеси.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.

Растворенное железо – проблема скорее эстетическая, чем опасная для здоровья. Железо может находится в воде в нескольких формах. При нагреве, окислении или хлорировании растворенное железо переходит из одной формы в другую и выпадает в осадок.

Симптомы:

• Металлический привкус

• Рыжий налет на сантехнике, арматуре

• В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок

• Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды)

• Студенистый осадок не оседает на дно

• Темный (черный) легко удаляемый налет

• Цветные материалы обесцвечиваются после стирки

• Напитки (компоты) темнеют

Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л). Уровень железа 0.3 мг/л и более приводит к появлению рыжего налета.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо – это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

Двухвалентное железо

Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++). Оно растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.

Наиболее часто встречается в подземных водах. Для удаления необходимо окислить данную форму железа до Fe3+. Часто встречается способ удаления (в диапазоне производительности от 0,5 м3/ч до 50 м3/ч) на напорных фильтрах загруженных Марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия). 

Трехвалентное железо

Трехвалентное железо (Fe3+ or Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии – нерастворимого и не оседающего осадка. Данную форму железа легче всего удалять с помощью магистрального струнного фильтра NEPTUN серии FM.

Коллоидное железо

Коллоидное железо – это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами. Такое железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. Удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Органическое железо

Органическое железо – это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным. Такое железо является наиболее сложно удаляемым из-за своей органической природы. Спрособы удаления: ионный обмен, адсорбция, окисление.

Бактериальное железо

Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встречается редко.

Жесткость воды

Жесткостью воды называется сумма растворенных в воде ионов кальция Са2+ и магния Mg2+.

Жесткость – это наиболее распространенная проблема качества воды. Первоначально термин «жесткая вода» применялся к воде, стирка в которой была затруднена.

Основным источником попадания в воду солей магния и кальция являются размываемые природными водами залежи известняков, гипса и доломитов.

В маломинерализованных водах больше всего ионов кальция. С увеличением степени минерализации содержание ионов кальция быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния в минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых водах нескольких десятков граммов.

Ионы кальция и магния не приносят особого вреда живым организмам, однако наличие их в воде в большом количестве нежелательно, поскольку такая вода непригодна для хозяйственных нужд.

В жесткой воде увеличивается расход мыла и порошка при стирке белья, медленно разваривается мясо и овощи, снижается моторика желудка. Жесткая вода непригодна для систем водоснабжения и питания водонагревательной техники.

Жесткость измеряется в миллиграммах эквивалент на литр (мг-экв/л). Промышленные стандарты допустимого значения жесткости зависят от типа используемого оборудования. Обычно, считается жесткой вода с жесткостью 1 мг-экв/л и более.

Классификация воды по жесткости

Самый экономный и простой способ избавиться от накипи – установить в систему водоочистки магнитный преобразователь NEPTUN серии MM от компании ПО РУСТЕХНОБИЗНЕС.