Оценка качества питьевой воды (стр. 2 )

С развитием технологии опреснения соленых вод для питьевых нужд возникла проблема гигиенического нормирования нижнего предела минерализации. Известно, что вода с низкой минерализацией (до 50-100 мг/л) неприятна на вкус и может вызвать нарушения водно-электролитного баланса и обмена минеральных веществ.

Так нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является 100 мг/л. Оптимальной считают минерализацию воды на уровне 300-500 мг/л. Вода с минерализацией 100-300 мг/л считается удовлетворительной минерализации, мг/л - повышенной, но допустимой минерализации. Поэтому качественной следует считать питьевую воду, имеющую минерализацию до 1000 мг/л [5].

1.5. Ионы железа в воде

В состав воды входит множество различных микроэлементов, одним из которых и является железо. Оно может образовываться в воде в результате растворения горных пород, а также выветривания химического характера. Железо активно взаимодействует с органическими или минеральными веществами, присутствующими в воде, образуя соединения, которые находятся во взвешенном или растворенном состоянии. Также железо часто попадает в воду вместе со стоками промышленных предприятий или сельскохозяйственных угодий. В питьевую воду этот элемент может попадать из-за начавшихся в стальных или чугунных водопроводных трубах коррозионных процессов.

Влияние железа на качество воды и организм человека

Сегодня очистка воды от железа занимает важное место в научных исследованиях большинства стран. Одним словом, человечество всеми силами борется с повышенным содержанием железа в воде.

По причине широкого разнообразия источников попадания железа в воду, сегодня его содержание в ней чаще всего превышает допустимые нормы, но вода с повышенной концентрацией железа – свыше 0,3 мг/дм3 – опасна. В общепринятых нормах ЕС предельная норма железа - 0,2 мг/дм3.

Естественно, воду с повышенным содержанием железа, в первую очередь, просто неприятно пить. Но мало кто знает, что помимо ее плохих вкусовых и органолептических свойств, она может причинить непоправимый вред организму: обладает аллергенным действием, повышает риск получения патологии печени, инфаркта миокарда. Такая вода имеет негативное влияние на репродуктивную функцию организма.

В принципе, железо должно присутствовать в организме человека, оно участвует в образовании гемоглобина, белка миоглобина, который способствует накоплению кислорода в мышцах. Железо также принимает участие в синтезе дыхательных ферментов, катализирующих клеточное дыхание. И поэтому, учитывая эти положительные свойства данного микроэлемента, организм человека запрограммирован на накопление железа в селезенке и печени. К сожалению, именно свойства организма накапливать данный микроэлемент и может принести человеку значительный вред. Если в воде, которую он употребляет, содержится избыток железа, оно будет все равно накапливаться. Этот процесс невозможно остановить, так как у организма нет «точки насыщения». В итоге возникает переизбыток железа, создающий дополнительную нагрузку на все органы и вызывающий в них необратимые патологические процессы [4].

1.6. Сульфат-ионы в воде

Заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей обычно сопровождаются недостаточностью образования и (или) задержкой выделения желчи. Из-за этого затрудняется переваривание пищи. С другой стороны, задержка желчи в печени грозит отравлением. Для лечения такого рода заболеваний применяют преимущественно сульфатные воды, обладающие желчегонным действием. Благодаря этим водам печёночные клетки увеличивают образование желчи, усиливается перистальтика желчевыводящих путей, улучшается отток из желчного пузыря и протоков, тем самым обеспечивается выведение продуктов воспаления, создаются условия, препятствующие выпадению из желчи солей и образованию камней.

Но, для здорового человека, вода, с повышенным содержанием сульфат-ионов, оказывают раздражающее действие на слизистую желудочно-кишечного тракта, повышают его двигательную активность и оказывают послабляющее действие, повышают сократительную функцию желчного пузыря и желчевыводящих путей, стимулируя поступление желчи в 12-перстную кишку.

Сульфаты снижают желудочную секрецию и ее активность, а в сочетании с магнием вызывает слабительный эффект. 

Таким образом, вода, с повышенным содержанием сульфатов применяют для лечения, но для здорового человека они совсем не полезны [6,7].

Выводы

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Для питьевой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

В России нет норм электропроводности для питьевой воды, но для стран ЕЭС (Европейского экономического союза), электропроводность питьевой воды должна составлять не более 2500 µS/см. Она зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей).

Нижним пределом минерализации, является 100 мг/дм3. Оптимальной считают минерализацию воды на уровне 300-500 мг/дм3. Вода с минерализацией 100-300 мг/дм3 считается удовлетворительной, мг/дм3 - повышенной, но допустимой минерализации. Поэтому качественной следует считать питьевую воду, имеющую минерализацию до 1000 мг/л.

Вода с повышенной концентрацией железа – свыше 0,3 мг/дм3 – опасна. В общепринятых нормах ЕС предельная норма железа - 0,2 мг/дм3. Воду с повышенным содержанием железа просто неприятно пить, но помимо ее плохих вкусовых и органолептических свойств, она может причинить непоправимый вред организму.

Вода, с повышенным содержанием сульфатов применяют для лечения, но для здорового человека она оказывают раздражающее действие на слизистую желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, качественная питьевая вода – это вода, не содержащая примесей вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета, безопасна при длительном ее употреблении.

Глава 2. Методика и результаты исследования

Оборудование: химические стаканы, пипетки, плитка, мерный цилиндр, AFS-лаборатория (ноутбук с программой Logger Pro, рН-датчик, датчик электропроводности, датчик температуры).

Реактивы: дистиллированная вода, исследуемые образцы воды, соляная кислота (HCl), хлорид бария (BaCl2), концентрированная азотная кислота (HNO3) , перекись водорода (H2O2), роданид калия (KSCN).

2.1. Анкетирование

Для того чтобы определить какие образцы воды необходимо взять для исследования, мы провели анкетирование среди жителей города: учеников и учителей школы, их родителей, случайных прохожих (всего 100 человек) с целью выяснить какую воду употребляют жители нашего города.

Анкета состояла из трех вопросов:

1.  Какую воду вы используете для питья? (водопроводную, родниковую, колодезную, бутилированную и т. д.)

2.  Какую воду вы используете для приготовления пищи? (водопроводную, родниковую, колодезную, бутилированную и т. д.)

3.  Бутилированную воду какой торговой марки вы предпочитаете?

Результаты анкетирования представлены на рисунках 1, 2 и 3.

Рис. 1. Диаграмма предпочитаемой воды, используемой для питья

Из данной диаграммы видно, что большинство респондентов (38%) используют для питья родниковую воду, а наименьшее количество участников опроса используют фильтрованную воду.

Рис. 2. Диаграмма предпочитаемой воды, используемой для приготовления пищи

На данной диаграмме хорошо видно, что самыми популярными для приготовления пищи являются родниковая и водопроводная вода, а меньше всего респондентов готовят на бутилированной воде.

Рис. 3. Диаграмма предпочитаемой торговой марки бутилированной воды

Самой популярной торговой маркой бутилированной воды оказалась «Увинская жемчужина», так же пользуются спросом бутилированные воды торговых марок «Архыз» и «BonAqua».

Таким образом, для исследования были выбраны следующие образцы природной питьевой воды: колодезная (микрорайон Завьяловский), скважинная (микрорайон Завьяловский), родниковая (родники: по ул. Советская район хлебокомбинат», ул. Советская район МУП «Водоканал», по ул. Горького район , храм святого Георгия Победоносца).

А так же наиболее популярные бутилированные воды («Увинская жемчужина», «Архыз», «BonAqua»), водопроводную и фильтрованную воду (очищенную с помощью домашнего фильтра водопроводную воду). В качестве «идеально чистой воды» была взята дистиллированная вода (приложение 1).

2.2. Определение запаха органолептическим методом

Определение запаха:

1. В колбу с притертой пробкой вместимостью 250-350см3 отмеряли 100см3 испытуемой жидкости при комнатной температуре.

2. Колбу закрывали пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивали вращательными движениями, после чего колбу открывали и определяли характер и интенсивность запаха.

Классификация запахов:

Примерный род запаха	Характер запаха
Ароматический	Огуречный, цветочный
Болотный	Илистый, тинистый
Гнилостный	Фекальный, сточный
Древесный	Запах морской щепы, древесной коры
Землистый	Прелый, запах свежевспаханной земли, глинистый
Плесневый	Затхлый, застойный
Рыбный	Запах рыбьего жира, рыбы
Сероводородный	Запах тухлых яиц
Травянистый	Запах скошенной травы, сена
Неопределенный	Запах, не подходящий под предыдущие описания

Интенсивность запаха воды, баллы:

0 – отсутствие ощутимого запаха

1 – очень слабый запах, плохо ощутим, не привлекает внимания потребителя

2 – слабый запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание

3 – заметный запах, легко обнаруживаемый, дающий повод относиться к воде с неодобрением

4 – отчетливый запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья

5 – очень сильный запах.

Таблица 4.

Результаты органолептического метода определения запаха природной воды

№	Образец воды	Характеристика	Интенсивность запаха
1.	Колодезная (микрорайон Завьяловский)	Рыбный запах	3
2.	Скважинная (микрорайон Завьяловский)	Не имеет запаха	0
3.	Родник, по ул. Советская район хлебокомбинат»	Не имеет запаха	0
4.	Родник, храм святого Георгия Победоносца	Не имеет запаха	0
5.	Родник, ул. Советская район МУП «Водоканал»	Не имеет запаха	0
6.	Родник, по ул. Горького район	Не имеет запаха	0

Среди природных вод имеет запах лишь колодезная вода (микрорайон Завьяловский), остальные – не имеют запаха. Колодезная вода имеет интенсивность запаха равной трем баллам, что не соответствует требованиям, предъявляемым к питьевой воде (согласно ГОСТу интенсивность запаха питьевой воды не должна превышать двух баллов).

Таблица 5.

Результаты органолептического метода определения запаха бутилированной воды

№	Образец воды	Характеристика	Интенсивность запаха
1.	Бутилированная вода «Увинская жемчужина»	Запах минеральной воды	2
2.	Бутилированная вода «Архыз»	Не имеет запаха	0
3.	Бутилированная вода «BonAqua»	Запах минеральной воды	2

Среди бутилированных вод не имеет запаха вода торговой марки «Архыз», вода торговых марок «Увинская жемчужина» и «BonAqua» имеют ненавязчивый запах минеральной воды. Все бутилированные воды соответствуют требованиям ГОСТа, так как интенсивность их запаха не превышает двух баллов.

Таблица 6.

Результаты органолептического метода определения запаха дистиллированной, водопроводной и фильтрованной воды

№	Образец воды	Характеристика	Интенсивность запаха
1.	Дистиллированная	Не имеет запаха	0
2.	Водопроводная	Трубный запах	2
3.	Фильтрованная (домашний фильтр)	Трубный запах	1

Дистиллированная вода, выбранная в качестве эталона, запаха не имеет, что соответствует требованиям, предъявляемым к ней.

Водопроводная и фильтрованная вода имеют специфический трубный запах.

Таким образом, после проведения органолептического анализа установлено, что не имеют запаха, а, следовательно, пригодны для употребления в пищу, следующие образцы воды: бутилированная вода «Архыз», скважинная вода (микрорайон Завьяловский), а так же воды, собранные из всех родников.

2.3. Определение рН воды с помощью АFS-лаборатории

Для определения водородного показателя воды использовали следующие материалы и оборудование: компьютер; компьютерный интерфейс Vernier; программа Logger Pro; датчик рН; дистиллированная вода для промывания датчика; образцы воды.

Датчик рН подключали к интерфейсу. Брали сосуды с водой и измеряли рН, помещая датчик в воду, ждали, пока его значение стабилизируется. Перед тем как приступить к измерению водородного показателя другого образца воды, помещали датчик в стакан с дистиллированной водой, а затем в специальный раствор [8]. Для соблюдения чистоты исследования для каждого образца воды были взяты 3 различные пробы, затем вычислено среднее значение.

Измерение водородного показателя воды проводили при температуре 220С (по санитарным правилам и нормам от 2011г. исследования воды производятся при температуре 220 С).

Мы предполагали, что значение рН зависит от температуры, поэтому его значение измеряли и при более высокой температуре (35,50 С). Результаты представлены в таблицах 7,8,9,10,11 и 12 (приложение 2).

Таблица 7.

Определение рН природной воды при температуре 220С

№	Образец воды	рН
1.	Колодезная (микрорайон Завьяловский)	7,8
2.	Скважинная (микрорайон Завьяловский)	7,4
3.	Родник, по ул. Советской район хлебокомбинат»	8,6
4.	Родник, храм святого Георгия Победоносца	7,9
5.	Родник, ул. Советская район МУП «Водоканал»	8,7
6.	Родник, по ул. Горького район	8,8

При определении рН природной воды при температуре 220С установлено, что приближена к норме (рН=7, нейтральная среда) скважинная вода (микрорайон Завьяловский) со значением рН=7,4. А имеет высокое значение водородного показателя, то есть имеет слабощелочную среду природная вода с родника по ул. Горького район (рН=8,8).

Таблица 8.

Определение рН бутилированной воды при температуре 220С

№	Образец воды	рН
1.	Бутилированная вода «Увинская жемчужина»	9,3
2.	Бутилированная вода «Архыз»	7,6
3.	Бутилированная вода «BonAqua»	5,7

Наиболее приближенное к норме значение рН среди бутилированных вод имеет вода торговой марки «Архыз» (рН=7,6). Очень высокое значение рН имеет бутилированная вода торговой марки «Увинская жемчужина», его значение выходят за санитарные нормы.

Таблица 9.

Определение рН воды при температуре 220С

№	Образец воды	рН
1.	Дистиллированная	5,3
2.	Водопроводная	6,8
3.	Фильтрованная (домашний фильтр)	6,8

Дистиллированная вода имеет рН 5,3, что соответствует требованиям (норма рН для дистиллированной воды 5,3-6,6).