Анализ химического состава воды

Имея собственную скважину на приусадебном участке, можно не переживать из-за стихийных отключений воды и экономить на оплате коммунальных услуг. Но есть и оборотная сторона медали. Если качество жидкости в центральном водопроводе еще более-менее соответствует гигиеническим нормам, то состав живительной влаги из колодца зачастую остается загадкой. Чтобы не играть со своим здоровьем в русскую рулетку, стоит периодически проводить количественный анализ воды из скважины. Нехитрая процедура позволит вам вовремя выявить посторонние «включения» и установить подходящие фильтры.

Содержание

Химический состав питьевой воды ↑

Что считать нормой ↑

Нормы качества воды регламентирует «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Согласно документу, вода для питья не должна нести угрозы по химическому и бактериологическому составу и обладать приятными органолептическими свойствами. Главными критериями считаются прозрачность, отсутствие привкуса и нейтральный запах.

Вот здесь и начинается самое интересное. Корректировка нормативов проводится в среднем раз в десятилетие, при этом пересмотру подвергается не только нормативная база, но и методики проведения анализов. К сожалению, данные по органолептическим показателям остаются неизменными в течение почти полувека. Как и несколько десятков лет назад, они определяются по субъективным ощущениям.

Реальную картину может предоставить только количественный химический анализ вод, проведенный в аттестованной лаборатории или СЭС. По данным ВОЗ, в повседневной жизни применяется около 70 тысяч видов химических веществ, около 20 процентов из них могут представлять потенциальную токсическую опасность. Чтобы достоверно определить показатели воды, необходимо сложное техническое оснащение и высокочувствительные реагенты.

Распространенные проблемы ↑

Впрочем, не все так страшно. Несмотря на впечатляющее количество потенциальных угроз, в скважинах и колодцах встречается лишь малая часть вредоносных «добавок».

иболее распространенной проблемой считается жесткая, то есть перенасыщенная минеральными компонентами, вода. Чрезмерная жесткость появляется в результате высокой концентрации солей магния и калия. Чем она грозит в быту? Нагревающие приборы быстро покрываются налетом накипи, что значительно снижает их ресурс. В жесткой воде плохо или совсем не пенятся моющие средства, что создает определенные проблемы при стирке и мытье посуды. Минеральные соли плохо влияют на чувствительную кожу – она пересыхает и начинает шелушиться.

Важно! Проблема жесткости воды решается установкой умягчающих фильтров, самый эффективный из которых – система обратного осмоса.

Количественный анализ воды ↑

Виды химического анализа ↑

Количественный анализ воды разделяется на несколько видов:

• Сокращенный анализ;
• Полный химический анализ;
• Анализ отдельных показателей.

В большинстве случаев достаточно лайт-версии. Если результаты подобной проверки выявили отклонения от нормы, то проводится полный анализ с упором на отдельные элементы.

На сегодняшний день наиболее информативным является количественный химический анализ вод. Для глубоких источников (от 25 метров) достаточно изучения состава воды по 14 пунктам. Жидкость из колодцев чаще подвергается загрязнению неорганическими соединениями, поэтому ее исследуют по 25 параметрам.

Важно! Перед вводом в эксплуатацию нового источника всегда проводится расширенный анализ.

Исследование состава воды затрагивает следующие показатели:

• Жесткость;
• Щелочность;
• Содержание железа;
• Окисляемость;
• Наличие и процентное содержание химических примесей.

Стоимость количественного анализа воды колеблется в пределах 50-75 долларов (зависит от лаборатории).

Как взять воду на химический анализ ↑

Достоверность результатов зависит не только от уровня лаборатории, но и от правильности забора воды из скважины. Чтобы в жидкость не попали сторонние примеси, соблюдайте определенные правила:

• Используйте стерильную емкость. Стеклянную тару нужно прокипятить, пластиковую – обдать кипятком.
• Минимальный показательный объем – 1 литр, но лучше набирать не менее 1,5-2 литров.
• Нельзя брать пластиковые бутылки из-под газированных напитков – красители, входящие в состав лимонада, могут негативно повлиять на результаты анализа.

Важно! Пробы воды необходимо доставить в лабораторию в течение 24 часов.

Экспресс-тесты ↑

Как сделать количественный анализ воды в домашних условиях? В хозяйственных магазинах и аптеках можно приобрести экспресс-тесты – комплекты с полосками, пропитанными соответствующими реагентами. Как правило, в набор входит несколько тестов, определяющих самые распространенные загрязнения. Специалисты не рекомендуют полагаться на результаты подобных исследований, поскольку бытовые реагенты срабатывают только при очень высоком уровне содержания вредных веществ. Для периодического контроля или подбора фильтрующих систем домашние способы не подходят.

Важно! Приобретая экспресс-тесты, убедитесь, что они прошли государственную аттестацию и испытания в центрах Минприроды России. Продавец обязан предоставить вам соответствующие документы.

Пределы очистки воды ↑

Количественный химический анализ вод служит основанием для подбора фильтров очистки. Но насколько чистой должна быть питьевая вода? Стоит ли избавляться от всех минеральных веществ, содержащихся в жидкости? Специалисты говорят твердое «нет», и тому есть ряд причин:

• Химические элементы поддерживают кислотно-щелочной баланс нашего организма.
• Фтор, содержащийся в воде, укрепляет зубную эмаль.
• Микроэлементы и соли снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Для здоровья человека крайне важно очистить питьевую воду от излишков солей и минералов, но не сделать ее дистиллированной, то есть полностью избавленной от каких-либо запахов и примесей. Не стоит надеяться на результаты сомнительных тестов и приобретать супер-мощные системы фильтрации без проведения лабораторных анализов. Обращайтесь в сертифицированные центры и будьте здоровы!

aqua-guru.ru

1 Когда и зачем требуется проводить анализ воды?

Не стоит расстраиваться, если качество воды в вашем колодце ухудшилась – появился плохой запах, изменился цвет, или вкус жидкости, ведь современные устройства очистки и методы анализа питьевой воды дают возможность в полной мере определить и устранить все распространенные проблемы.

Выполнение анализа воды необходимо для того, чтобы знать, почему произошло загрязнение воды, с чем именно вам предстоит бороться, и какие системы водоподготовки использовать.

Анализ воды из колодца или анализ воды из скважины, обязательно должен выполняться перед тем, как ввести новый источник в эксплуатацию, также нужно делать анализ водопроводной воды. Делать его необходимо в том случае, если у вас появились какие-либо подозрения в ухудшении свойств питьевой воды.

Характеристики питьевой воды делятся на три основные группы:

• органолептические показатели;
• химический состав;
• радиационная безопасность.

Превышение допустимых норм хотя бы одного из этих показателей ведет к тому, что вода становится попросту непригодной для безопасного употребления.
к меню ↑

1.1 Органолептические характеристики воды

К этой категории относятся все факторы, отличающие загрязненную воду от нормальной, которые могут восприниматься основными органами чувств.

Мутность — основной причиной того, что грязная вода в колодце становится мутной, является повышенная концентрация в ней растворенных загрязняющих примесей, которые могут быть как органическими, так и неорганическими.

Наиболее распространенными веществами, влияющими на мутность воды, являются растворимые частицы грунтов: глина и ил. Вода в колодце может становиться мутной в зависимости от сезона: весной, когда большое количество талых вод подмывают грунты, либо во время сильных дождей.

Также, если вода стала мутной, необходимо сделать анализ грунтовых вод на содержание железа и гумусовых примесей.

Цвет воды в первую очередь зависит от количества веществ, которые в ней растворены. Если вода коричневая, либо желтая, то причиной этого, скорее всего, является высокое содержание в ней железа, которое, окисляясь в трехвалентную форму, выпадает в осадок, меняющий цвет жидкости.

Читайте также: как производят очистку воды от железа своими руками?

Желтая вода также может выступать следствием не только наличия железа, а и торфяных отложений возле колодца. Красная вода может наблюдаться из-за большого содержания растворенной в ней глины.

Чтобы выявить причину изменения цвета воды (не важно — будь то желтая, красная или бурая жидкость) необходимо сделать анализ водопроводной воды или анализ воды из скважины, так как только он может дать всю полноту картины, и показать, какие методы необходимо применять для очистки колодца.

Запах – вода с плохим запахом, даже если она, в целом, является безопасной для здоровья – не используется для питья. Нормальная природная вода никак не пахнет, поэтому если с запахом колодезной воды что-то не так – это верный признак проблем с источником.

Главной причиной того, что вода воняет, является повышенная концентрация в ней сероводорода.

Сероводород в колодезной воде образуется вследствие жизнедеятельности анаэробных бактерий. Такие микроорганизмы, которые заводятся в среде, где присутствуют органические соединения, но доступ воздуха ограничен, имеют свойство восстанавливать соединения серы.

В колодце эти бактерии живут в образовавшемся на дне глиняном осадке. Методы борьбы с сероводородом делятся на две категории: чистка колодца – абсорбция активированным углем, механическая очистка и дезинфекция, и обработка воды – аэрация (наполнение кислородом), очистка окисляющими химическими реагентами (хлором).

В целом, после применения этих способов, о том, что вода воняет, можно будет забыть – все они достаточно эффективно устраняют проблему неприятного запаха.

Осадок в колодезной воде образовывается из-за наличия в ней растворимых соединений: они окисляются при контакте с кислородом и переходят в нерастворимую форму, которая выпадает на дне в виде осадка.

Основные причины содержания в колодезной воде осадка – высокое содержание железа и марганца. В зависимости от вида загрязняющего вещества осадок может быть бурым, либо желтым, срочно следует сдать воду на анализ.

Вкус – ухудшение вкуса воды является одним из наиболее часто поднимаемых владельцами колодцев вопросов. Главной причиной плохого привкуса воды является наличие в ней высокой концентрации магния, из-за которого вся вода в колодце стает горькая.

Также на этот показатель может оказывать влияние высокое содержание в воде солей марганца и железа, которые провоцируют отчетливый привкус стали. Если вода имеет какой-либо сторонний вкус – причиной этому, скорее всего, является промышленные загрязнители.

Читайте также: эффективные методы очистки воды из скважины от железа.

к меню ↑

1.2 Химический и количественный состав воды

Наиболее распространенной проблемой, которая вызывается несоответствием химического состава колодезной воды нормальным показателям, является жесткая вода.

Чрезмерную жесткость вода получает вследствие высокой концентрации минеральных солей кальция и магния, которые также называются «солями жесткости». На практике, жесткая вода является главной причиной ускоренного образования накипи и налета на нагревающих приборах, что способствует уменьшению их рабочего ресурса.

Кроме этого, жесткая вода плохо подходит для умывания, стирки, и мытья посуды, так как она куда сильнее сушит кожу, а моющие средства в ней теряют свою эффективность.

Жесткая вода в колодце может быть сезонным явлением, так как в разное время года наблюдается существенное колебания данного показателя. Наибольшая концентрация солей жесткости наблюдается летом, наименьшая – в период дождей, и таяния атмосферных осадков.

Жесткая вода, в основном, довольно просто умягчается современными бытовыми фильтрами для очистки воды, наилучший по эффективности вариант – фильтр обратного осмоса.

Читайте также: преимущества обезжелезивания воды аэрацией.

к меню ↑

2 Как производить отбор воды для анализа?

Стоит помнить, что результаты анализа воды зависят не только от профессионализма сотрудников лаборатории, но и от того, правильно ли сделан отбор на общий (полный) анализ воды из скважины и доставлен этот отбор на место.

Чтобы никакие сторонние факторы не влияли на итоговые показатели исследования, отбор состава воды необходимо выполнять в соответствии со следующими правилами:

• емкость, в которую вы делоете отбор состава, должна быть стерильной – для этого предварительно прокипятите её, если это пластиковая бутылка — просто обдайте кипятком;
• минимальный объем тары под лабораторный отбор состава – не менее 1 литр;
• допускается использование пластиковых бутылок из негазированной питьевой воды. Нельзя брать бутылки из под газированных напитков, либо коктейлей, так как красители в их составе будут влиять на итоговые показатели анализа;
• отбор состава воды в лабораторию нужно доставить в течение суток.

На сегодняшний день наиболее распространенными являются такие методы анализа воды, каждый из которых позволяет проверить отбор состава воды на содержание определенных видов загрязнений.

Методы анализа воды:

• химический общий анализ;
• микробиологический анализ (он же бактериологический).

к меню ↑

2.1 Химический анализ воды

Химический комплексный (общий) анализ воды из колодца или экспресс анализ воды, является самым комплексным методом анализа, сделать который рекомендуется при малейших подозрениях на ухудшение качества воды. Чтобы выяснить химический и количественный состав воды в лаборатории, проверяют её органолептические и химико-физические показатели.

Существует два вида анализа: стандартны химический комплексный анализ, и расширенный химический анализ. Стандартный анализ подразумевает проверку состава воды по 14- пунктам, расширенный – по 25-ти.

Для источников, глубина которых превышает 25 метров, достаточно стандартной проверки, однако для неглубоких источников, которыми и являются колодцы, лучше сделать расширенный химический комплексный анализ, так как вода из них является более загрязненной неорганическими соединениями и металлами.

Читайте также: особенности обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением.

Расширенный анализ должен обязательно проводиться перед вводом нового источника в эксплуатацию, не зависимо от его глубины.

Химический анализ позволяет выяснить следующие показатели:

• жесткость воды;
• содержание железа;
• причина плохого запаха воды;
• окисляемость;
• щелочность воды;
• pH
• мутность воды;
• содержание химических примесей: фториды, алюминий, хлориды, сульфаты, марганец, аммоний, нитриты, ртуть, медь, свинец, аммоний.

Средняя по рынку стоимость химического анализа воды на сегодняшний день составляет от 50 до 75 долларов, в зависимости от лаборатории.
к меню ↑

2.2 Микробиологический анализ воды

Проводить микробиологический анализ необходимо для всех колодцев, глубина которых меньше 15-ти метров, этот вид анализа позволяет определить содержание в воде патогенных бактерий и других микроорганизмов.

Наличие таких организмов очень часто стает фактором того, что вода становится непригодной для питья: она не только воняет, но и может стать причиной заражения человека весьма неприятными заболеваниями, таких как диарея, дизентерия и гепатит А.

Микробиологический анализ выявляет такие показатели как общее микробное число, содержание в воде микроорганизмов, устойчивых к температурному воздействию, и количество колиморфных бактерий.

Главным фактором микробиологического качества воды является содержание колиморфных бактерий, так как их обнаружить проще всего, но в то же время, они оказывают наиболее негативное влияние на организм человека.

Поскольку микробиологический анализ воды – это наиболее деликатная процедура из всех видов анализа, к отбору воды на анализ выдвигаются дополнительные требования.

Забор воды необходимо выполнить максимально аккуратно и быстро, что гарантирует сведение к минимуму попадание в образец воды сторонних бактерий. Тару для такого анализа лучше всего приобретать непосредственно в лаборатории, предварительно её необходимо прокипятить и прополоскать спиртом.
к меню ↑

byreniepro.ru

Когда необходимо сдать питьевую воду на химический анализ? Основные показатели качества воды

Чистая питьевая вода – залог здоровья человека и его отличного самочувствия. Чтобы понять, является она такой или нет, обращайтесь в специализированные инстанции, которые проводят анализ качества жидкости и ее соответствия нормативным стандартам, принятым на сегодняшний день. При выполнении анализа учитываются бактериологические, химические и физические показатели.

Причины исследования качества воды

Проводить химический анализ по закону обязаны различные организации и предприятия при выполнении определенных работ – например, возведении моста через реку. Обязаны соблюдать требования к химсоставу предприятия, которые осуществляют выпуск бутилированной воды. Частные лица заказывают проведение анализа для:

• оценки качества питьевой воды из водопровода, скважин, родников;
• подтверждения качества бутилированной воды;
• подбора фильтра для воды, оценки его эффективности;
• контроля качества воды в бассейнах;
• оценки качества жидкости, используемой для полива растений;
• контроля среды в аквариуме;
• пр.

Термины в анализах воды

Физические характеристики:

• запах;
• мутность;
• цветность;
• привкус;
• пенистость;
• температура.

Химические показатели:

• щелочность;
• жесткость;
• содержание ионов;
• водородный фактор;
• минерализация.

Бактериологические параметры жидкости:

• степень загрязненности источника кишечной палочкой;
• наличие радиоактивных, токсичных элементов;
• бактериальная зараженность.

Рассмотрим данные характеристики подробнее.

Органические и неорганические составляющие воды, эпидемические показатели: что нужно знать

Цветность – показатель, который всегда должен учитываться при анализе воды. Он обуславливает присутствие железа и включений других металлов в виде коррозионных продуктов. Цветность является косвенной характеристикой присутствия в жидкости растворенной органики, зависит от загрязненности источника стоками промышленной категории, определяется путем сравнения образцов с эталонными. Максимально допустимый показатель составляет 20°.

Мутность зависит от наличия мелкодисперсных взвесей нерастворенных частиц. Выражается она в:

• наличии осадка;
• взвешенных, грубодисперсных примесях, определяемых в ходе фильтрации;
• степени прозрачности.

Можно определять мутность фотометрическим путем – то есть по качеству проходящего через толщу жидкости светового луча.

Запах зависит от присутствия в воде пахнущих веществ, которые попадают в нее из стоков. Практически все органические жидкие вещества передают воде специфический аромат растворенных в ней газов, органики, минеральных солей. Запахи делятся на природные (гнилостные, болотные, серные) и искусственные (фенольные, нефтяные, пр.).

Вкус воды может быть соленым, кислым, сладким или горьким, все остальные «нотки» относятся уже к привкусам – например, хлорные, аммиачные, металлические, сладковатые, пр. Оценка привкуса и запаха производится по пятибалльной шкале.

Химические показатели, степень загрязненности зависят от глубины забора водных масс, просачивания в стоки различных веществ (отбросы предприятий, свалки, выгребные ямы и т.д.). Анализ проводить нужно обязательно, поскольку загрязнению подвергаются даже артезианские скважины с низким давлением, а что уже говорить о колодцах.

Жесткость характеризуется наличием в жидкости элементов кальция и магния, которые со временем превращаются в нерастворимые соли. Итог – образование накипи, отложений на внутренних поверхностях емкостей, котлов, рабочих узлах бытовой техники.

Сухой осадок указывает на степень концентрации органических элементов, а также растворенных неорганических солей. Его высокое содержание приводит к нарушению солевого баланса организма человека.

Водородный фактор рН характеризуется щелочным и кислотным фоном жидкости. Изменение фактора указывает на нарушения в технологиях водоподготовки. Норма – 6-9 единиц.

Влияние различных веществ на качество воды

Некоторые компоненты ухудшают пищевые качества воды, а также являются потенциально опасными для здоровья человека. Рассмотрим основные:

1. Железо в составе сульфатов, гидрокарбонатов, органических соединений, хлоридов. Может оно присутствовать и в виде высокодисперсных взвесей, придающих жидкости коричневый с красным оттенком цвет, снижающий вкусовые качества. Из-за высокой концентрации железа в воде начинают развиваться железобактерии, образуются засоры труб. Максимально допустимая концентрация железа по нормам составляет 0,3 мг/л.
2. Марганец – главная причина генетических мутаций. Элемент оказывает негативное влияние на вкусовые характеристики жидкости, после стирки на белье появляются характерные пятна и разводы, на сантехнике образуется осадок. Максимальная концентрация согласно нормативам – 0,1 мг/л.
3. Катионы марганца и кальция повышают жесткость воды. Для измерения их содержания обычно используется такой показатель как мг-экв/л. Пороговые значения находятся на отметке 3-3.5 мг-экв/л, при более высоком содержании катионов накапливается осадок на сантехническом оборудовании, нагревательных элементах бытовых приборов. Для здоровья человека жесткая вода очень вредна.
4. Перманганатная окисляемость указывает на количественное содержание кислорода к концентрации иона перманганата, который принимает участие в процессах окисления воды. Предельно допустимое значение составляет 5 мг О2/л. При высоких показателях перманганатной окисляемости страдают почки и печень, репродуктивная функция, иммунная, нервная системы человека. Не рекомендуют употреблять воду без обработки при значении перманганатной окисляемости выше 2 мг О2/л.
5. Сульфиды – благодаря им жидкость приобретает посторонние неприятные ароматы, а трубы начинают ржаветь. Именно сульфиды являются токсичными компонентами, вызывающими кожные аллергические реакции.
6. Фториды – их концентрация не должна составлять более 1,5 мг/л. Обратите внимание, что полностью лишенная фтора вода также не полезна.

Перечисленные компоненты к сильно токсичным не относятся и отравлений не вызывают, но их постоянное употребление в пищу (даже в малых дозах) наносит непоправимый вред здоровью и приводит к хронической интоксикации.

Разновидности анализов воды. Как читать результаты

Определение токсичных соединений, содержащихся в сравнительно небольших количествах, становится с каждым годом все более сложным и затратным. Определенные вещества в воде присутствовать могут, но строго в установленных количествах. Важно контролировать как структурный состав жидкости, так и ее функциональные интегральные характеристики.

Метрологические приборы позволяют определять только основные химические показатели, для проверки бактериального состава образцы отправляются в лаборатории. В зависимости от глубины проверки данных, анализы делятся на полные химические, сокращенные, направленные на определение некоторых составляющих. В большинстве случаев сокращенного анализа достаточно, но в целях определения полного набора компонентов требуется выполнение более глубокой проверки.

При анализе результатов нужно учитывать все показатели и сравнивать данные анализа с полученными характеристиками. Для каждого элемента есть предельно допустимая концентрация – она не должна быть превышена.

Виды и методы проведения анализа воды на качество

Рассмотрим основные способы, используемые для проверки качества воды.

Органолептическое исследование

Метод позволяет оценивать те качества, которые доступные органам чувств. Органолептическое исследование предполагает оценку цветности, прозрачности, аромата и вкуса воды.

Физико-химические тексты

Анализ воды на физико-химические показатели учитывает:

• жесткость;
• минерализацию;
• щелочность;
• окисляемость.

Микробиологическая и паразитологическая проверка

Методика позволяет определять наличие в воде паразитов и бактерий, среди которых могут присутствовать болезнетворные микроорганизмы. Обычно подсчитывается количество организмов на 1 мл жидкости

Химические исследования воды: как и зачем проводятся

При анализе химического состава определяется наличие и количество органических, неорганических включений – к ним относят сложные органические вещества, металлы, нефтепродукты, ПАВы и так далее. Под сложными органическими веществами подразумеваются акриламиды, стиролы, фенолы, винилхлориды, тетрахлорид углероды, диоксины.

Определение содержания радионуклидов

Анализ на альфа- и бета-частицы, радий проводится в целях определения радиационной безопасности жидкости. Определение содержания радионуклидов – основа для снижения дозовых нагрузок на организм. Вместе с результатами по комплексному анализу заказчик обычно получает также рекомендации, которые помогут ему улучшить качество воды.

Экспресс анализ питьевой воды – что это такое?

Экспресс-анализы используются в целях ускорения процедуры проверки и снижения ее стоимости. Они позволяют анализировать такие показатели как:

• биохимическое потребление кислорода;
• число адсорбируемых либо экстрагируемых галогенов органического происхождения;
• кислотно-щелочной баланс;
• органолептические свойства воды.

Экспресс-анализ позволяет сокращать потребность в сложном оборудовании и реактивам. Важно! Высокое качество исследования поверхностная проверка гарантировать не может.

Сенсоры

Все чаще в последние годы для проверки состава воды используются сенсоры – чувствительные элементы, которые являются основой большинства многокомпонентных анализаторов и экспрессных тест-систем. Они эффективно определяют содержание ферментов антропогенного происхождения, а также патогенную микрофлору.

Биотестирование

Биотестирование – передовая методика определения токсичности химического вещества на биоценоз или водные организмы. Оценочные критерии – выживаемость и активность микроорганизмов, скорость их размножения, пр. Для получения корректных результатов биотестирования нужны соответствующие показатели температуры, освещенности, состава, кислотности и так далее.

Существует множество других быстрых способов определения качества питьевой воды – например, на вкус или используя другие органы чувств. Но вы должны понимать, что подобная оценка является очень субъективной, поэтому ставку следует делать на лабораторные исследования.

global-aqua.ru

Какие параметры оценивает химический лабораторный анализ?

Химический анализ используемой жидкости позволяет определить:

• Водородный показатель образца. В норме не должен выходить за рамки 6-9 рН. Если значение не превышает 7 рН, то жидкость считается слабо- или высококислотной средой. Если превышает 7 рН, то — слабощелочной и щелочной средой;
• Сухой остаток. У предоставленного образца питьевой воды общая минерализация должна быть 1 000 (1 500) мг/л. Если результаты не попали в диапазон, образец непригоден для питья, опасен для окружающей среды;
• Жесткость образца. Нормой считается, если результат попал в диапазон 7 (10) ммоль/л;
• Присутствие нефтепродуктов. Полное отсутствие в питьевом образце. В пробе хозяйственно-бытовых (сточных) вод допускается наличие не более 0,1 (0,5) мг/л;
• Перманганатная окисляемость. Показатель не должен превышать отметки в 4,5-4,9 мг*О/л;
• Фенольный индекс. Нормой допускается 0,25 мг/л.

Химические элементы, тяжелые металлы, растворы солей и окиси — также важные показатели состава воды и ее качества. Исследования проводятся на предмет выявления в первую очередь количественного объема в образце природного состава (марганца, железа, цинка и прочих) и веществ, посредством которых осуществлялась его очистка (сероводород, хлор). Также проба исследуется на наличие в составе нитратов/нитритов, полифосфатов, селена, мышьяка и аммиака. По каждому химическому элементу существуют свои нормы и допущения. Они различны для питьевой, хозяйственно-бытовой, промышленной и прочих видов исследуемых вод.

В нашей лаборатории можно заказать проведение полного химического анализа воды. Мы предлагаем доступные цены и достоверные результаты, ведь наша компания независима. Специалисты используют в работе самое современное оборудование.

Как происходит оценивание качества воды?

Существуют специальные СанПиН нормы и требования, разработанные на основе полезности воды для живых организмов и окружающей природы. Согласно правилам, состав и качество воды поданной на исследование должен соответствовать именно этим установленным требованиям (учитывая тип образца). Если химический анализ показал, что в пробе не присутствует неблагоприятных для здоровья химических соединений и элементов, а количество присутствующих не выходит за установленные СанПиН рамки, тогда образец считается пригодным для употребления или контакта с человеком, окружающей средой.

Наша лаборатория поможет вам проверить состав воды применяемой для питья, бытовых и производственных нужд, выдаст развернутый результат исследования и при необходимости проконсультирует по вопросам очистки воды и ее подготовки. У нас самые доступные по стоимости услуги.

Какие виды вод можно подвергать исследованию?

• Питьевые — взяты из водопроводного крана, скважины или колодца;
• Поверхностные — пробы берутся из рек, водоемов, водохранилищ;
• Воды из бассейнов;
• Очистных сооружений;
• Теплосетей и так далее.

К каждому классу вод существуют свои качественные показатели. По ним и осуществляется контроль состава сточных вод, вод бассейна, природных источников и так далее.

Зачем контролировать состав воды, или Чем опасно отклонение от СанПиН?

Воду, с которой контактирует человек, можно условно поделить на группы: питьевая, стоковая и природная. Согласно установленным санитарно-эпидемиологическим нормам питьевой продукт должен иметь отличные органолептические качества (не иметь цвета и запаха, быть прозрачным и мягким). В нем не должно содержаться вредных химических веществ, бактерий, микробов и вирусов. Допускается содержание природных элементов, но в определенном количестве.

Более жесткие требования разработаны к сточным водам, которые сбрасываются в реки, грунт. Безопасными будут те сбросы, которые не имеют в составе тяжелых металлов, токсичных и химических элементов, нефтепродуктов и прочих загрязнителей. Профессиональный и регулярный контроль состава и свойств сточных вод и водопроводной (природной) воды позволяет избежать (предупредить):

• Загрязнения окружающей среды;
• Ухудшения экологической обстановки в районах выброса сточных и грязных вод;
• Загрязнения грунтовых вод и почвы — «отравленная» жижа просачивается через почву в подземные воды и попадает в колодцы, скважины, водоемы;
• Серьезных кардиологических заболеваний, недугов ЖКТ, печени, почек и дерматологических болезней у населения;
• Нарушений в развитии детей и так далее.

Чтобы сохранить свое здоровье и прекрасное самочувствие необходимо тщательно заботиться о том, что вы пьете. Обратитесь к нам, мы проведем анализы и подскажем, как улучшить ситуацию.

oskada.ru

Анализ воды: для чего нужен и как проводится

Прозрачная, прохладная вода из колодца или скважины – что может быть лучше. Но не все естественные водоемы могут похвастаться отличным качеством воды. К сожалению, эта драгоценная жидкость привлекает не только людей – вода является средой обитания многих болезнетворных бактерий.

Анализ воды – необходимая мера для определения чистоты и состава воды из естественных водоемов или подземных источников. Итоги анализа дают возможность сделать вывод о чистоте воды и ее применении для питья или для бытовых нужд.

 Как проводится анализ воды

 Комплексный анализ воды необходим для подбора точных биологических веществ или химических реактивов для ее очистки. Для анализа используется специальное оборудование, позволяющие делать заборы воды. Пробы можно брать и самостоятельно раз в два-три года – именно за этот период автономный источник воды может изменить свои свойства.

Для самостоятельного забора воды требуется:

•  набрать воду в чистую пластиковую бутылку;
• укрыть пробник от действия прямых солнечных лучей;
•  в течение 2-3 часов привезти образец в лабораторию.

Образцы направляются в лабораторию, где и происходит окончательная расшифровка состава, степени загрязнений, вкусовых качеств.

 

Важнейшие параметры анализа воды

Для оценки качества воды используются несколько видов анализа:

 показатели ионизации водорода – определяют уровень кислотности воды;

• исследование на содержание ионов магния и кальция – определяют жесткость воды, ее пригодность для использования в хозяйственных целях;
• минерализация воды – определяет ее вкусовые качества;
• микробиологический анализ – определяет уровень загрязнения воды различными микроорганизмами в т.ч. и болезнетворными.

В процессе исследования в обязательном порядке исследуются и органолептические параметры воды – ее прозрачность, вкус, запах и цвет.

Какие выводы можно сделать по результатам анализа?

Итоги проведенного анализа помогают выяснить:

• можно ли использовать воду в данном источнике для бытовых или технических нужд;
• какое фильтрационное оборудование следует установить;
• имеются ли в источнике патогенные микроорганизмы.

Почему мы?

Наша компания имеет огромный опыт в проведении заборов воды и в дальнейшем исследовании взятых образцов по 25 важнейшим биологическим и химическим показателям. Наша лаборатория оборудована новейшими приборами, позволяющими проводить анализ точно и быстро.

 Результаты нашей экспертизы могут быть использованы при:

• покупке загородного дома или коттеджа с автономным источником воды;
•  при оценке качества работы фильтрационного оборудования;
•  при исследовании воды после предварительной обработки.

Проверьте качество воды, которую вы пьете каждый день –

ведь именно от этого зависит здоровье вас и ваших детей.

water-treatment.ru

Экология потребления. Наука и техника: Рассказ пойдёт о том, что загрязняет воду, как её чистят и почему я спокойно пью из родника, содержащего много нитратов.

Последние пять лет я занимаюсь химическим анализом воды и нахожусь в контакте с инженерами по водоподготовке. К нам приходят самые разные люди: для одних система очистки воды — очень дорогое, но жизненно необходимое приобретение, другие просто начитались страшилок в Интернете и хотят «живую воду». Но для нас, как и для врачей, все наши заказчики одинаковы. У них есть вода — скважинная, поступающая из городского или поселкового водопровода, колодезная, речная — и её необходимо очистить до установленных норм. О том, что загрязняет воду, как её чистят и почему я спокойно пью из родника, содержащего много нитратов, пойдёт этот рассказ. Но никакие названия фирм, географические привязки и другая индивидуализирующая информация указываться не будут — я просто хочу поделиться пятью годами своих наблюдений за процессом, потому что много владельцев коттеджей могли бы меньше нервничать, если бы озаботились водоочисткой ещё на этапе заливки фундамента.

Но для начала давайте определимся со структурой процесса и терминологией, чтобы общаться на одном языке. Строго говоря, без анализа воды ни одна нормальная организация, занимающаяся водоочисткой, даже на порог вас не пустит. Всё начинается с анализа воды.
 

Как правильно отобрать воду на анализ?

Тщательность, с которой вы выполните отбор пробы воды, в конечном счёте может существенно повлиять на цену установки. Вот общие рекомендации.
 

1. Возьмите чистую пластиковую бутылку объёмом 1.5 л. Ни в коем случае не используйте бутылки, в которых ранее находились содержащие органические вещества жидкости (квас, пиво, кефирчик, уайт-спирит) или высокоминерализованные воды. Подойдут бутылки из-под питьевой воды. Идеальный вариант — купить новую бутылку там, где торгуют напитками на розлив.
2. Если у вас скважина — пролейте её до постоянного состава. Рекомендации, как это сделать, должны предоставить ваши скваженщики. Некоторые наши заказчики рассказывали, что их скважина работала на излив по две-три недели.
3. Откройте ближайший к скважине кран до любых существующих фильтров, баков и других устройств, могущих оказывать влияние на состав воды, и пролейте несколько минут, чтобы обновить воду в трубах.
4. На два раза ополосните бутылку отбираемой водой, после чего налейте воду под самое горлышко, навинтите крышку, слегка сожмите бутылку с боков, чтобы вода потекла через край, и завинтите крышку до конца. Цель: набрать воду без воздушного пузыря.
5. Доставьте воду в лабораторию в тот же день. Если нет такой возможности — храните воду в холодильнике не более двух суток.

Далее по анализу инженерами подбирается и рассчитывается система водоочистки, и если вас устраивает коммерческое предложение и вы его оплачиваете — к вам выезжают монтажники с оборудованием. Монтажникам от вас потребуются вход, выход и дренаж — откуда брать воду, куда её подавать и куда сливать. Особое внимание следует уделить именно канализации. Если у вас яма и вы её откачиваете — позаботьтесь о том, чтобы она могла одномоментно принять на себя 2-3 кубометра воды без последствий. Почему? Фильтры пропускают через себя грязную воду, грязь оседает на фильтрующем материале. Со временем ёмкость фильтрующего материала исчерпывается и он нуждается в обратной промывке — током воды снизу вверх вся грязь с него смывается в канализацию. На одну промывку может уходить от ста литров до полутора кубометров воды, в зависимости от типа фильтра и уровня загрязнения. И всё это количество сольётся в дренаж минут за 20 для кабинетных фильтров и где-то за час для засыпных колонного типа. 
 

Примечание. Здесь и далее я буду приводить значения в масштабах частного домовладения.

Между прочим, если в Вашем септике применяется биологическая очистка, дренажная вода может убить её. Также монтажники потребуют с вас электрическую розетку поблизости (фильтры оснащены контроллерами — электронными управляющими мозгами, которые сами знают, когда пора начинать промывку). И ещё учтите, что эксплуатироваться любые фильтры должны при температуре не ниже +5 °C, а места занимают — в зависимости от модели — до двух квадратных метров по площади и до двух метров в высоту (хотя самый маленький фильтр со всей обвязкой может поместиться в кубический метр). Да, не забудьте про давление воды на входе! Если оно меньше 2-3 атмосфер — без повысительного насоса не обойтись. Для сравнения, системы горводоканалов обычно подают в квартиры воду под давлением около 4 атмосфер.

На входе перед фильтрами ставят грубую очистку — сетчатые фильтры, механику до 20 мкм — чтобы защитить более дорогое оборудование от проскоков песка, ржавчины и других крупных частиц. На выходе после установки рекомендуется монтировать финишную доочистку (обычно уголь — удаляет запахи, хлор и мелкие частицы). В самой дорогой комплектации ещё могут присутствовать ультрафиолетовая лампа для обеззараживания на выходе и защита от протечек на полу, но всё это опции. А вот если Ваша вода содержит много железа, то инженер может спроектировать водоочистку с применением баков, которые занимают значительное пространство.

А много железа — это сколько?

Вот теперь можно поговорить о вещах, более близких к моей профессии. И начнём мы с единиц измерения. В России и за рубежом, как ни парадоксально, применяются совершенно разные единицы измерения, хотя химия одна и та же. У нас приняты мг/л и мг-экв/л, у них — ppm.

мг/л (читается: миллиграмм на литр) — это масса исследуемых частиц, содержащаяся в одном литре раствора (а не растворителя!). Если мы исследуем ионный состав воды, то под массой частиц будет подразумеваться масса атомов одного вида. Например, 10 мг/л железа означает, что в 1 литре раствора у вас содержится 10 мг атомарного железа — того самого, у которого молярная масса, согласно таблице Менделеева, 56 г/моль. И не важно, в какой форме это железо — двухвалентный ион или трёхвалентный. Просто некая абстракция — железо, как оно есть в таблице Менделеева. А если мы измеряем содержание какой-то соли, то под массой частиц будет подразумеваться масса молекулы этой соли. Например, 10 мг хлорида натрия NaCl в 1 литре раствора.

мг-экв/л (читается: миллиграмм-эквивалент на литр) — с этого момента начинается особая чёрная магия. Иеремия Рихтер, немецкий химик, открыл закон эквивалентов (и попутно портал в ад) в 1792 году. Закон гласит: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам, или m1Э2 = m2Э1. Попробуйте найти химика, который приходит в восторг, считая эквиваленты! Мне такие маньяки пока не встречались, хотя я занимаюсь химией уже 14 лет. Начнём издалека. Возьмём обычную реакцию между мелом и соляной кислотой:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

Улетевший углекислый газ и воду отбросим, как несущественное, и выделим в этой реакции самое важное:

Ca²⁺ + 2Cl^– = CaCl₂ (в ионной форме)

Теперь возьмём каждый из ионов и заставим его вступить в гипотетическую реакцию гидрирования с катионом водорода, невзирая на знак заряда (да, мы, химики, любим всякие извращения; а на самом деле — масса катиона водорода принята за единицу, и теперь нам нужно найти количество других ионов, эквивалентное этой единице).

1/2Ca²⁺ + H⁺ = CaH (фактор эквивалентности = 0.5, а эквивалент водорода — частица 1/2Ca²⁺)

Cl^– + H⁺ = ClH (фактор эквивалентности = 1, а эквивалент водорода — частица Cl^–)

Итак, с одним катионом водорода может (условно) прореагировать либо один анион хлора, либо половинка катиона кальция. Численное выражение доли вещества, эквивалентной одному катиону водорода, называется фактором эквивалентности. Теперь мы можем сделать простой вывод:

1/2Ca²⁺ = Cl^– (1 эквивалент кальция = 1 эквиваленту хлора)

Представим, что мы титруем щёлочность соляной кислотой (об этих страшных словах — позже). С соляной кислотой могут реагировать самые разные соли (гидрокарбонаты, карбонаты, гидроксиды…) самых разных ионов (кальция, магния, натрия…). Как нам всё это выразить в одной единице измерения? Мы не имеем права использовать здесь уже знакомую нам единицу измерения мг/л, потому что просто непонятно — миллиграмм чего? Кальция? Магния? Их смеси? В каком соотношении? Зато с эквивалентами эта проблема снимается сама собой:

Cl^– = 1/2Ca²⁺ = 1/2Mg²⁺ = Na⁺ = 1/3Al³⁺ и т.д.

Нам не важно, какой именно вид катиона или аниона мы оттитровали, но мы знаем, что одному эквиваленту потраченной соляной кислоты всегда будет соответствовать один эквивалент неведомой штуки, которая с этой кислотой способна прореагировать. Хорошо, с эквивалентом более-менее разобрались. А что же такое миллиграмм-эквивалент? Это масса одного эквивалента в миллиграммах. Грубо — считается по таблице Менделеева как молярная масса, умноженная на фактор эквивалентности. Для приведённого выше отношения это будет выглядеть так:

35.45 мг Cl^– = 20.04 мг Ca²⁺ = 12.15 мг Mg²⁺ = 22.99 мг Na⁺ = 8.99 мг Al³⁺

Заметьте, молярная масса, например, кальция равна 40.08 г/моль, но с 1 граммом водорода может прореагировать только половинка кальция — 20.04 грамма. Вот эта цифра — 20.04 — и будет грамм-эквивалентом кальция. Или миллиграмм-эквивалентом. Или микрограмм-эквивалентом. Эта единица удобна тем, что если мы когда-нибудь выясним, какое именно соединение прореагировало в той реакции с соляной кислотой, мы всегда сможем умножить количество миллиграмм-эквивалентов на массу одного эквивалента — и перевести таким образом миллиграмм-эквиваленты в обычные миллиграммы для конкретного соединения. Итак, мг-экв/л — это количество миллиграмм-эквивалентов вещества в одном литре раствора.

ppm (читается: пи-пи-эм, parts per million) — число частиц на миллион. Показывает, сколько исследуемых растворённых частиц находится в одном миллионе частиц раствора (не растворителя!). Единица измерения применяется на Западе почти повсеместно. Соответствует нашему мг/л (потому что миллиграмм — это, вроде как, тоже миллионная часть от литра, при условии, что плотность раствора равна 1.00, но при таком разбавлении изменением плотности всё равно можно пренебречь).

мкСм/см (читается: микросименс на сантиметр) — единица измерения удельной электропроводности воды. Берут два электрода, погружают в воду. На один подают известное количество тока, на втором измеряют, сколько дошло. Поскольку в водном растворе носителями заряда являются ионы, то по количеству перенесённых с одного электрода на другой электрончиков можно сделать вывод об общей доле ионов в растворе. Сименс — единица, обратная сопротивлению (1 См = 1 Ом^-1). Измерение удельной электропроводности иногда может дать достаточно точное представление об общем солесодержании воды. Если вода относительно чистая, то условно можно считать, что 1 мкСм/см ≈ 0.5 мг/л солей. И вот мы вплотную подошли к сущности анализа воды.

Тут надо отвлечься и уточнить, что видов анализов воды — масса. Навскидку, есть химический и микробиологический. А ещё органолептический, радиометрический, несть им числа. Я занимаюсь непосредственно химическим анализом воды, о нём и поговорим. В России документ, регламентирующий качество воды для хозяйственно-бытовых нужд, называется «СанПиН 2.1.4.1074-01». И контролируемых параметров там — тьма тьмущая. Здесь уместно отметить, что такого понятия, как «техническая вода», ни в одном официальном документе не существует. Более того, то, что обычно в простонародье подразумевают под технической водой — это как раз вода, которую можно пить, но нельзя использовать в той самой технике. Подчас на производство или в паровой котёл нужно подавать полностью обессоленную (деионизованную) воду.

Смотреть в лаборатории все параметры, подразумеваемые СанПиНом — сумасшествие. Во-первых, на анализ одной пробы уйдёт тогда неделя (тогда как анализ по 12 показателям делается за 2 часа). А во-вторых, существующие фильтрующие материалы всё равно очищают воду только от конечного числа загрязнителей. И, конечно, большая часть указанных в СанПиНе загрязнителей практически не встречается в обычных природных водах или встречается в таком количестве, что заведомо проходит по нормам. Пойдём по порядку со всеми комментариями (по какому именно порядку — я ещё не решил).

Железо. Есть практически во всех подземных водах, а вот в поверхностных — реках, озёрах — обнаружить его можно нечасто. Бывает в двух формах: растворимое, или двухвалентное Fe²⁺ и окисленное, или трёхвалентное Fe³⁺. Соли двухвалентного железа прекрасно растворяются в воде (железный купорос FeSO₄ ∙ 7H₂O многие садоводы найдут в профильных магазинах), однако кислородом воздуха очень быстро окисляются и переходят в соединения трёхвалентного железа. А вот соединения трёхвалентного железа в воде не растворимы — ржавчину все видели, а ржавчина это смесь Fe₂O₃ ∙ nH₂O и Fe(OH)₃.

FeCl₃ прекрасно в воде растворяется, после чего гидролизуется до оксихлорида и выпадает в осадок. То же самое касается других растворимых соединений трёхвалентного железа — они подвержены гидролизу в водном растворе с образованием нерастворимых продуктов.

Поэтому в поверхностных источниках железа мало: оно если и было изначально, то быстро окислилось при контакте с атмосферой и ушло в ил. Помимо атмосферы, естественным врагом двухвалентного железа являются железобактерии, которые живут за счёт энергии, выделяемой при окислении ими двухвалентного железа. Зато у него есть верный союзник в виде сероводорода. В подземных водах часто содержится сероводород в большом количестве, а он является сильным восстановителем и не даёт железу окисляться даже при контакте с атмосферой. Вообще, зависимость формы железа в растворе от окислительно-восстановительного потенциала и водородного показателя наглядно отображена в диаграммах Пурбе. Железо является одним из микроэлементов и необходимо организму человека (суточная потребность — 10 мг ), и усваивается, в том числе, из воды. Конечно, содержание железа сказывается на органолептических свойствах воды (если его больше 1-2 мг/л), а избыточное его поступление в организм может спровоцировать разные отклонения в здоровье. Ну, это всегда так. Всё есть лекарство и всё есть яд, всё дело в дозе, сказал Парацельс.

ПДК железа общего в воде хозяйственно-бытового назначения составляет 0.3 мг/л. В городском водопроводе с труб при ржавлении летит примерно 0.10…0.15 мг/л (там, где я живу). Удаляют железо просто: сначала окисляют, чтобы наверняка (напомню, окисленное железо в воде не растворимо), затем полученные частички коагулируют (укрупняют), и всю эту конструкцию ловят механическим способом — на слое загрузки. Существуют разные каталитические загрузки, на поверхности которых все указанные процессы и происходят. Представляют они собой песок, покрытый слоем оксида марганца — того самого катализатора окисления железа — и нуждаются в периодической реагентной промывке раствором перманганата калия (нет, соединения марганца не смываются с загрузки и не попадают в очищенную воду — ну, если, конечно, вы не захотите смешать каталитический материал с лимонной кислотой). Есть и безреагентные загрузки, но перед ними требуется предварительное окисление железа, а уж каким способом — атмосферным воздухом, озоном или хлором — решит инженер. Если в Вашей воде железа до 5 мг/л — считайте, что Вам крупно повезло: установка будет подешевле. Если железа 10 мг/л — уже дорого. А вот 30 мг/л и выше — можете распрощаться с планируемой поездкой в тёплые страны. Такая установка может стоить несколько сотен тысяч рублей. Вообще, основная стоимость большинства полупромышленных систем фильтрации как раз зависит от концентрации железа. Чем его больше — тем дороже. Поэтому так важно тщательно пролить воду перед отбором пробы — застоявшаяся в металлических трубах вода может набрать железа, и инженер предложит вам по анализу такую установку, на которую у Илона Маска денег не хватит. Но и это ещё не всё. Отдельно стоит упомянуть про так называемое органическое железо — комплексные органические соединения, содержащие в составе молекулы атом железа (как правило, гуматы — комплексы гуминовых кислот). Выбить железо из таких комплексов нелегко, и оно не окисляется на воздухе. Удаление из воды органического железа может быть затруднительным.

Марганец. От марганца на сантехнике появляется серый налёт, поэтому нормируют его жёстко. Организму человека этот микроэлемент тоже необходим (суточная потребность 2 мг ^[1]). Из воды легко усваивается. Ещё содержится в свёкле и половине овощей вообще. Валентностей у марганца целых семь, подробно рассматривать не имеет смысла. Двухвалентный марганец хорошо растворим, трёх- и четырёхвалентный обычно подвергается гидролизу и выпадает в виде нерастворимых гидроксидов. В отличие от железа, марганец в поверхностных водах встречается чаще. Особенно если это колодцы, и в подземной воде, питающей их, содержится какой-нибудь двухвалентный ион марганца. Дело в том, что марганец так вот запросто атмосферным воздухом не окисляется. Может захватываться осаждающимся железом и удаляться совместно с ним. Загрузки все те же самые, ибо принцип тот же: окисление, укрупнение и механическая фильтрация. ПДК 0.1 мг/л.

Жёсткость. Жёсткость замыкает тройку параметров, на которые нацелены почти все полупромышленные системы очистки воды. Да-да, есть фильтры-обезжелезиватели (удаляют железо, марганец и некоторые другие тяжёлые металлы) и фильтры-умягчители (удаляют жёсткость). Безусловно, есть другие типы фильтров, которые работают, например, по окисляемости, но в конечном итоге для промышленных нужд вам предложат обратный осмос с предочисткой, тогда вода на выходе будет как по ГОСТу для лабораторий: 3…5 мкСм/см. Но мы отвлеклись. В школе вам рассказывали, что жёсткость — это совокупность ионов кальция и магния. Именно они выпадают в виде накипи при кипячении воды. На самом деле, такое определение не совсем корректно. Да, значительную долю жёсткости составляют ионы кальция и магния, но вообще жёсткость — это сумма всех щелочноземельных ионов, а также некоторых двухвалентных ионов тяжёлых металлов. Цинк, барий, кадмий, даже двухвалентное железо — это всё жёсткость. Другое дело, что химик в лаборатории будет маскировать ионы двухвалентного железа при измерении жёсткости. Зато кадмий вполне себе на величине жёсткости отразится. Но поспешу вас успокоить: ионов кальция в составе жёсткости большинство — как правило, процентов 80, и ещё процентов 15 магния. Нормируют жёсткость исключительно для снижения количества накипи в чайниках, а особо рьяно — в отраслевых стандартах для всяких котельных, где жёсткости в воде быть не должно вообще. Иногда вы можете услышать, что использовать в хозяйстве нужно исключительно мягкую воду, а жёсткая, якобы, вредна. Жёсткая вода увеличивает затраты на мыло, уменьшает срок жизни стиральной машинки… Вас могут начать убеждать, аргументируя тем, что кальций из воды всё равно не усваивается, и организм получает его из молока и сыра. Это некорректно. 

Давайте отвлечёмся и кратко поговорим о процессе скисания молока. В молоке содержится казеинат кальция и молочный сахар лактоза. Микроорганизмы, попавшие в молоко, начинают сбраживать лактозу, постепенно превращая её в молочную кислоту. Молочная кислота выбивает из казеината кальция кальций и замещает его на ион водорода. Казеинат кальция при этом превращается в казеин — белок молока, из которого целиком состоит творог. А кальций остаётся в сыворотке в виде лактата кальция. Так что творог и сыр кальцием бедны. А в натуральном свежем молоке — да, кальций есть. Но, чтобы усвоиться, он сначала должен быть выбит из казеината соляной кислотой желудка. В воде же кальций уже готовый — сразу в ионной форме, и усваивается мгновенно. Поэтому, вода — один из важнейших источников кальция в организме, а нужно нам его немало — суточная потребность составляет не менее 1000 мг. ПДК по жёсткости — 7 мг-экв/л. Если переводить это в кальций, то в воде может содержаться (7 ∙ 20.04) 140 мг/л кальция. Так что вам потребуется выпить 7-8 литров воды, чтобы получить суточную норму. Однако накипь начинает заметно образовываться уже при содержании жёсткости порядка 4 мг-экв/л. Ручное кусковое мыло — смесь натриевых солей высших жирных кислот — при контакте с жёсткой водой превращается в смесь кальциевых солей высших жирных кислот, а кальциевые соли мыла в воде растворяются плохо. Но сейчас производители добавляют в мыло умягчающие агенты — например, трилон Б, которые нивелируют этот процесс. Синтетические же моющие средства — порошки, гели и прочие лаурилсульфаты — вообще жёсткости не боятся и никак ею не осаждаются. Вывод? Пить полезно жёсткую воду (7 мг-экв/л согласно СанПиН), руки с мылом мыть в воде с содержанием жёсткости 2…4 мг-экв/л, на стиральную и посудомоечную машины подавать мягкую воду (< 0.1 мг-экв/л), и то — лишь для того, чтобы не обрастал нагревательный элемент. Что касается чайников, то при жёсткости порядка 2 мг-экв/л образование накипи на нагревательном элементе практически незаметно. Обратите внимание, что не все соединения кальция и магния выпадают в виде накипи при кипячении. Строго говоря, это свойственно только гидрокарбонатам, а всякие хлориды и сульфаты как плавали в воде до кипячения, так и будут плавать после. Обычно в речной воде (а реки обеспечивают водой большинство наших поселений) величина жёсткости, в зависимости от сезона, составляет 2..4 мг-экв/л (зимой ниже). 

Для удаления из воды солей жёсткости используют катионообменные смолы, которые попутно связывают большинство других катионов, в том числе марганец и двухвалентное железо. Поэтому существуют варианты фильтров, удаляющих одновременно железо, марганец и жёсткость на одной загрузке, но есть нюансы — железо и марганец должны содержаться в воде в небольшом количестве, при этом железо обязательно должно быть двухвалентным (в ионной форме). Таким фильтрам необходима регенерация солевым раствором, поэтому расходный материал здесь — таблетированная соль (также как в обезжелезивателях расходным материалом может быть марганцовка). Катионообменная смола заряжена ионами натрия. Жёсткая вода, проходя через слой такой загрузки, будет обмениваться со смолой ионами — отдавать кальций/магний, забирать натрий. В конце концов, заряд ионов натрия на смоле израсходуется, после чего контроллер отключит потребителей и зальёт в фильтр крепкий раствор хлорида натрия. Произойдёт обратная замена, все осевшие на смоле ионы жёсткости перейдут в раствор, который далее сольётся в дренаж. А смола, заново перезаряженная ионами натрия, сможет и дальше чистить воду.

Отдельно хочется рассказать о китайских карманных приборчиках, которые якобы измеряют жёсткость. На самом деле, эти приборчики — обычные кондуктометры, или TDS-метры. Они измеряют удельную электропроводность воды в мкСм/см, полученное значение умножают на примерно 0.5 и получают некую величину в ppm. И весело рапортуют вам, что жёсткость вашей воды, скажем, 250 ppm. Ну, во-первых. На Западе жёсткость действительно измеряют в ppm, при этом они считают по карбонату кальция. 

Молярная масса карбоната кальция 100 мг/ммоль, фактор эквивалентности 0.5, следовательно, один миллиграмм-эквивалент карбоната кальция «весит» 50 мг. Так как мг/л и ppm — практически одно и то же, то при переводе в наши родные единицы измерения 50 ppm = 1 мг-экв/л жёсткости. Во-вторых, кондуктометрическим методом, как я уже говорил, определяют общее солесодержание, сумму всех анионов и катионов в растворе. Измерить этим методом отдельно жёсткость практически невозможно (возможно, если предварительно в лаборатории выяснить, какой процент ионы кальция и магния составляют от суммы всех ионов конкретно в данной воде, вычислить поправочный коэффициент и потом кондуктометрически эту же самую воду измерить). А все эти якобы измерители жёсткости просто определяют общее солесодержание в предположении, что кроме карбоната кальция в воде ничего не растворено.

Щёлочность. Не нормируется, представляет собой всё, что способно прореагировать с 0.1М раствором соляной кислоты. В наших природных водах это, в основном, карбонаты и гидрокарбонаты. По щёлочности можно примерно прикинуть, какой процент карбонатной (временной) жёсткости в вашей воде. Остальная часть жёсткости будет некарбонатной, то есть той, которая в осадок не выпадает при кипячении (хлориды, сульфаты…). Этот параметр больше нужен инженерам в их расчётах (особенно интересно посмотреть на буферность воды). Специфических методов удаления щёлочности нет, да её и удалять не требуется.

Азотистые соединения: нитраты, нитриты, аммоний. Как только в начале лета в продаже появляются арбузы, все вокруг начинают обсуждать нитраты. Между тем, нитраты совершенно безопасны. Их ПДК составляет 45 мг/л. А вот нитриты… Попадая в кровь, нитриты связываются с гемоглобином, превращая оксигемоглобин в метгемоглобин, неспособный переносить кислород. ПДК нитритов в воде хозяйственно-бытового назначения 3 мг/л. Но почему никто не бьёт панику, читая в составе колбасы строку «нитритно-посолочная смесь»? Ведь это смесь нитрита натрия с хлоридом натрия. Благодаря своей способности связываться с белками крови, а также вступать в реакции азосочетания, нитрит помогает окрашивать мясо в красный цвет. Без применения нитритов в составе колбасы вы бы ели совершенно серую и неприглядную продукцию. Зато были бы здоровее, ведь так? Давайте внимательнее рассмотрим этот момент. Производители утверждают, что в их посолочной смеси нитрита натрия всего 0.6%. Ещё у человека есть фермент метгемоглобинредуктаза, который способен починить неработающий гемоглобин, так что рано накрываться простынкой и с колбасой в зубах ползти на кладбище. Превращения нитратов в нитриты в организме человека (а именно этим вас могут запугивать, апеллируя к таинственному ферменту нитратредуктазе), строго говоря, невозможно собственными силами организма. Считается, что у животных и человека этот фермент отсутствует, и я пока не видел статей, доказывающих обратное. Зато у нас в ротовой полости живут микроорганизмы, вырабатывающие этот фермент. Действительно, они способны превращать нитраты в нитриты. Мы все умрём, да? Нет. Процесс редуцирования нитратов не быстрый, КПД не высокий. Да и конечные продукты потребляются, собственно, теми микроорганизмами, которые фермент вырабатывают. Они так азот усваивают. 

Кроме того, этот экзогенный нитратный цикл играет огромную роль в сохранении и улучшении нашего здоровья, хотя бы потому, что нормализует давление, защищает от кариеса и убивает бактерии. Помимо нитратредуктазы, живность в нашей ротовой полости вырабатывает и нитритредуктазу, превращающую нитрит дальше в ион аммония. Ион аммония влияет на кислотно-щелочной баланс жидких сред организма. Есть сведения, что при переизбытке он может защелачивать кровь. Наш организм сам выделяет аммоний при распаде белков и далее связывает его в мочевину (то есть, методы нейтрализации существуют). ПДК аммония в воде хозяйственно-бытового назначения 2.6 мг/л (в СанПиНе: 2 мг/л по азоту). Как правило, в природных водах нитраты, нитриты и аммоний не превышают ПДК, хотя есть нечастые исключения. Удаление этих соединений из воды более-менее гарантируется только обратным осмосом. Конечно, нитраты с нитритами сядут на анионообменной смоле, а аммоний — на катионообменной, но в силу своих физико-химических свойств они могут быть быстро выбиты со смолы другими ионами, содержащимися в воде.

Окисляемость. Иначе — химическое потребление кислорода. Это всё, что способно окислиться перманганатом калия в сернокислой среде: органические молекулы, одноклеточные водоросли, двухвалентное железо… Правда, химик-аналитик при измерении окисляемости железо вычтет. В целом, по окисляемости можно косвенно судить о биологическом загрязнении воды. Единица измерения окисляемости — мгО/л (количество миллиграммов атомарного кислорода, поглощённое литром исследуемого раствора). Органическое железо и окисляемость могут быть связаны между собой. ПДК перманганатной окисляемости 5 мгО/л. Есть загрузки, которые работают по окисляемости. Но при пороговом её содержании в вашей воде инженер скорее предложит угольный фильтр.

Сероводород и радон. Сероводород ядовит и дурно пахнет, радон радиоактивен. Не должны присутствовать в воде вообще, ибо пользы от них никакой. Сероводород можно окислить до элементарной серы на специальных загрузках, но только до определённой концентрации. Самый надёжный метод, позволяющий удалить оба этих растворённых газа из воды, — отдувка. Через воду барботируют атмосферный воздух, в результате чего оба газа выдуваются из воды и уходят вместе с подаваемым воздухом в окружающую атмосферу, отравляя всё вокруг. Помещение, в котором происходит этот процесс, обязательно должно быть техническим (нежилым) с хорошей вентиляцией.

Сульфаты, хлориды. ПДК первых 500 мг/л, вторых 350 мг/л. Токсикологии никакой. Нормируют из-за вкуса: сульфаты горчат, хлориды солонят. Удаляют обратным осмосом.
 

Осмотическое давление, благодаря которому растения всасывают воду из почвы, действует по следующему принципу: если два раствора разделены полупроницаемой перегородкой, через которую могут проникнуть молекулы воды, но не пройдут ионы, то растворитель перетекает из области с меньшей концентрацией в область с большей, уравнивая концентрации. Обратный осмос использует точно такую же полупроницаемую мембрану, но искусственно создаётся давление как раз в области с большей концентрацией, в результате чего растворитель перетекает в область с меньшей концентрацией, а раствор концентрируется. При этом входной поток воды разделяется на два: пермеат (чистая вода) и концентрат, который сливается в дренаж. В бытовых осмосах соотношение пермеат: концентрат составляет примерно 1: 3 (3 части входной воды сливаются в дренаж). В дорогих промышленных этот процесс компенсируют, иначе потери будут страшными.

Водородный показатель. Он же pH. На нём и будем закругляться. Представляет собой отрицательный десятичный логарифм из концентрации ионов водорода, индицирует кислотность среды. Нормируется в диапазоне 6-9 ед. pH. Более кислый раствор растворит вам зубы, более щелочной начнёт раздражать слизистую желудка. Очень важный параметр для подбора оборудования — многие загрузки работают в определённом диапазоне pH. В природных водах почти всегда находится вблизи отметки 7 ед. pH, в каких-то экстраординарных случаях инженер может предложить дозировать в воду щёлочь или кислоту для достижения заданного значения кислотности.

В конце хочу добавить пару слов о типах фильтров. Я упоминал в тексте кабинетные системы и фильтры колонного типа. В сущности, это одно и то же. Есть некий баллон, внутри которого располагаются дренажно-распределительная система и фильтрующий материал. Только в кабинетных системах это всё зажато в небольшой объём и помещено в корпус размером со стиральную машинку. Из плюсов — меньший расход воды и реагентов на промывку, из минусов — один фильтрующий материал на все параметры. Фильтры колонного типа более гибкие в настройке — например, если кабинетник сразу удалит вам железо, марганец и жёсткость в ноль, и вы ничего с этим не сделаете, то, поставив последовательно две колонны — одну по железу, вторую по жёсткости — вы сможете регулировать выходную жёсткость воды так, чтобы вам было комфортно принимать душ (чтобы не было ощущения, будто мыло не смывается), при этом железа и марганца в очищенной воде не будет. Помните, что типоразмер баллона зависит от вашего водопотребления, и нельзя ставить самый маленький баллончик на расход воды в два кубометра в час. Просто начнутся проскоки загрязнений, и в конце концов вы убьёте фильтрующий материал. Фильтрующие материалы, к слову, обычно служат 5-7 лет, после чего их необходимо заменять. Но прежде рекомендую провести анализ воды на выходе, потому что я лично щупал фильтр, который исправно работает 11 лет на одной загрузке.

Материал получился большой, можно почитать на ночь, чтобы быстрее заснуть и крепче спать. Я попытался объять необъятное, рассказал самую суть и сейчас дополню, разве что, про бактериологическую очистку. Есть всего один метод убить живность в воде — окислить её. Для этого в простейшем случае в воду будут дозировать хлор в виде гипохлорита или на выходе поставят ультрафиолетовую лампу. Ультрафиолет ионизирует растворённый в воде кислород, а активный кислород как раз и убьёт бактерии. Оптимальный вариант — озонатор. УФ-лампа или озонатор ставятся на выходе после всей очистки, непосредственно перед подачей воды потребителю, а хлор — наоборот, в начале. Потому что хлор более медленный окислитель и ему нужно дать время, а потом излишки хлора нейтрализовать на угольном фильтре.

В водоочистке ещё очень много нюансов и подводных камней. Но… «Это неописуемо!» — сказала Моська, глядя на баобаб. опубликовано econet.ru 

Автор: Дмитрий Филатов

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru