И безвредности питьевой воды

Природная вода содержит продукты метаболизма гидробионтов[4] и является сложной многокомпонентной системой, в состав которой входят минеральные вещества, коллоидные и крупнодисперсные частицы, в том числе и микроорганизмы.

Присутствующие в воде примеси (в соответствии с классификацией Л.А. Кульского) подразделяются на 4 группы, представленные в табл. 3.

Таблица 3. Классификация присутствующих в воде примесей

по фазодисперсному состоянию

По степени минерализации природная вода подразделяется на 8 типов (табл. 4).

Макрокомпонентами природных вод в порядке их убывания являются:

- катионы – Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺ > NH₄⁺ > Fe²⁺;

- анионы – HCO₃^- > Cl^- > SO₄^2- > NO₃^- > F^- > PO₄^3-.

Учитывая, что ионы PO₄^3-, NH₄⁺, NO₃^- присутствуют в природной воде редко, их наличие в воде может служить показателем ее загрязнения.

Таблица 4. Классификация воды по степени минерализации

Микрокомпонентами природных вод являются редкие и рудные соединения бора, лития, рубидия, меди, цинка, висмута, бериллия, вольфрама, урана, брома, йода и др.

Основные газы – О₂, СО₂, N₂ – характерны как для поверхностных, так и для глубинных условий; СН₄, СО, Н₂ более типичны для подземных вод и вод вулканически активных областей.

Каким же требованиям должна отвечать вода, для того чтобы ее можно было использовать для питья?

Питьевая вода при любом типе водоисточника, способе обработки и конструктивных особенностях водопроводной сети должна быть безопасной в эпидемиологическом и паразитарном отношениях, безвредной по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства в соответствии с ГОСТ Р 51232-98.

Выполнение этих требований достигается при соответствии качества воды нормативам, установленным санитарными правилами и нормами.

Соответствие установленным нормативам проверяется по результатам контроля, который проводится с использованием стандартизированных методик.

Установленные гигиенические требования к питьевой воде включают нормативы: по микробиологическим; паразитологическим; токсикологическим; органолептическим показателям; ПДК компонентов, которые влияют на органолептические свойства воды и показателям радиоактивного загрязнения.

1.4.1. Микробиологические (бактериологические) показатели

Безопасность воды в эпидемиологическом отношении определяется косвенными показателями: степенью бактериального загрязнения и содержанием бактерий группы кишечной палочки.

Самым общим санитарным показателем является наличие в воде микроорганизмов в единице объема. Его обычно определяют микробиологическими методами путем высева небольшого объема исследуемого образца воды на плотную питательную среду и последующего подсчета выросших микробных колоний.

Число микроорганизмов, содержащееся в 1 мл исследуемой воды, называется общим микробным числом.

Вода, предназначенная для питья, должна иметь микробное число не более 100.

Для предотвращения инфекционных болезней важно выявить наличие в природной воде их возбудителей (патогенных микроорганизмов). Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций и гельминтов.

1.4.2. Токсикологические показатели

Общие требования заключаются в том, что допустимые концентраций химических веществ, попадающих в водоисточники с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными загрязнениями, не должны превышать нормативы, установленные Министерством здравоохранения и социального развития РФ для источников централизованного водоснабжения. При комплексном загрязнении сумма концентраций, выраженная в долях от максимально допустимой, для каждого вещества в отдельности не должна превышать 1.

Показатели безвредности химического состава питьевой воды включают нормы для веществ:

- встречающихся в природных водах;

- добавляемых к воде в процессе ее обработки в виде реагентов;

- появляющихся в результате промышленного и сельскохозяйственного загрязнения водоисточников.

К числу первых двух групп отнесены неорганические компоненты: алюминий, бериллий, молибден, мышьяк, нитрат-ионы; полиакриламид, свинец, селен, стронций, фтор, уран, изотоп стронций 90. В число нормируемых неорганических компонентов входят также барий, бор, никель, нитрит-ионы, ртуть, сурьма, хром, цианид-ионы.

Нормируются также 20 органических компонентов: четыреххлористый углерод, хлороформ, бензол, без(а)пирен, линдан, ДДТ, атрацин и др.

Соединения биогенных элементов, содержащихся в воде, также нормируются. Азот присутствует в воде в виде ионов аммония, нитритов, нитратов. Фосфор – в виде органических и неорганических фосфатов. Увеличение концентрации фосфатов в природных водах представляет опасность для существования водоемов, поскольку в результате поступления фосфора резко возрастает эвтрофирование[5].

1.4.3. Органолептические показатели

Эта группа показателей включает интенсивность допустимого изменения запаха, привкуса, цветности и мутности воды, содержание химических веществ, которые в наименьших концентрациях ухудшают органолептические свойства воды.

Запах, в том числе появляющийся при хлорировании, привкус, цветность и мутность определяются по специальным шкалам и выражаются в баллах.

В число нормируемых органолептических показателей входят: хлорид-ионы, сульфат-ионы, железо, марганец, медь, цинк, фосфат-ионы, фенол, нефтепродукты, свободный и связанный хлор, озон, а также показатели жесткости и сухой остаток.

Вода не должна содержать водных организмов, различаемых невооруженным глазом, на поверхности воды не должно быть пленки.

1.4.4. ПДК компонентов, которые влияют

на органолептические свойства воды

Реакция среды (водородный показатель рН) в питьевой воде не должна выходить за пределы 6,5 – 8,5.

Важным показателем качества питьевой воды является содержание в ней органических веществ. Для оценки их содержания используют показатели, характеризующие способность воды окислять органические вещества (окисляемость). Эти показатели устанавливают по убыли кислорода, который расходуется на окисление. При этом определяют две группы веществ: легкоокисляемые и трудноокисляемые.

К трудноокисляемым веществам относится, в частности, гумус[6], который придает природной воде желтоватую окраску и снижает ее органолептические качества. Наиболее полное окисление достигается при использовании раствора бихромата калия – этот показатель называют химическим потреблением кислорода ХПК). ХПК не должен превышать 30 мг/л кислорода для хозяйственно-бытовой воды.

Количество биологически окисляемых органических веществ определяют по показателю «биохимическое потребление кислорода» (БПК).

БПК – это количество кислорода, который требуется для полного окисления всех находящихся в воде органических веществ в аэробных

условиях[7] в результате происходящих в воде биологических процессов. БПК рассчитывают по уменьшению количества кислорода в исследуемой воде в расчете на 1 л за 5 или 20 суток инкубации воды в закрытом сосуде. БПК не должен превышать 3 мг/л при 20⁰С.

Концентрация железа в природной воде зависит от геолого-гидрологических условий бассейна водного объекта, а также гидрохимического режима водного объекта (рН, содержание растворенного кислорода, угольной кислоты, сероводорода, веществ-комплексообразователей и т.д.). Повышенный по сравнению с фоновым уровень железа указывает на загрязнение сточными водами.

Сера присутствует в природной воде, главным образом в виде сульфат-ионов и сероводорода, который образуется в придонных слоях воды при слабом перемешивании и дефиците кислорода. Концентрация сульфат-ионов не должна превышать 500 мг/л.

В результате хлорирования воды для питьевого водоснабжения природные воды загрязняются хлором. Содержание хлорид-ионов в воде для питья и хозяйственно-бытового водоснабжения не должно быть более 350 мг/л.

Жесткость воды – это совокупность свойств воды, обусловленная наличием в ней ионов кальция (кальциевая жесткость) и магния (магниевая жесткость). Источниками являются известняки и доломиты, растворяющиеся в природной воде. Различают временную, постоянную и общую жесткость воды.

Временная (карбонатная) жесткость обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния, устраняется при кипячении:

Ca(HCO₃)₂ ® _¯CaCO₃ + H₂O + CO₂

Mg(HCO₃)₂ ® _¯Mg(OH)₂ + 2 CO₂

Постоянная жесткость обусловлена присутствием в природной воде хлоридов, сульфатов, силикатов и других растворимых солей кальция и магния, она не устраняется в процессе кипячения.

Общая жесткость (ОЖ) складывается из временной и постоянной. В России жесткость выражается числом молей солей жесткости в 1 л воды. По этому показателю различают воду:

- мягкая (ОЖ < 2 ммоль/л);

- средняя (ОЖ = 2-7 ммоль/л);

- жесткая (ОЖ > 7 ммоль/л).

Нормативными документами установлен показатель ОЖ для хозяйственно-бытового водопользования от 0 до 10 ммоль/л.

1.4.5. Показатели радиоактивного загрязнения воды

При определении показателей радиоактивного загрязнения водных объектов нормируется суммарная объемная активность b- и a-излучателей.