Какая должна быть вода?
Нормативы на питьевую воду
Питьевая вода должна отвечать определённым установленным стандартам и ГОСТАм.
Существует несколько стандартов на питьевую воду:
- Российский стандарт, определяемый соответствующими нормами и ГОСТами;
- Стандарт ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения);
- Стандарт США и стандарта стран Европейского союза (ЕС).
Качество питьевой воды на территории Российской Федерации определяется нормами санитарно-эпидемиологических правил и нормативами, утвержденными главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Главным Российским ГОСТом на питьевую воду является введенные в действие в 2002 г. Санитарные правила и нормы (СанПиН).
В соответствии с действующими стандартами и нормами под термином питьевая вода высокого качества подразумевается:
- вода с соответствующими органолептическими показателями — прозрачная, без запаха и с приятным вкусом;
- вода с рН = 7—7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л;
- вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л;
- вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналитических методов);
- вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов.
Примерный норматив на воду показан в таблице 1:
Таблица 1. Примерный норматив воды
Запахи и привкусы при 20 °С.
Фтор *При концентрации 2-8 мг/л возможно заболевание флюрозом. При концентрации 1,4-1,6 мг/л развивается кариес зубов.
Железо *Избыток железа придает воде красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток железа увеличивает риск инфарктов, длительное употребление вызывает заболевание печени.
Молибден *При содержании свыше 0,25 мг/л вызывает подагру.
Стронций *При концентрации свыше 7 мг/л вызывает заболевание костей.
Медь *При превышении вызывает заболевание печени, гепатит и анемию.
Цинк *При превышении угнетает окислительные процессы в организме, вызывает анемию.
Нитраты *При превышении в организме человека синтезируется нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак
Общее количество бактерий в 1 мл до 100.
Цисты патогенных кишечных простейших
Сумма галогенсодержащих соединений
Серовород *Появление в воде 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.
В таблице 2 общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм. Качество воды для водозабора оценивается не только по присутствию в ней токсичных и плохо пахнущих веществ, но и по изменению физико-химических показателей и свойств воды.
Таблица 2. Показатель состава и свойств воды водоема
Показатель состава и свойств воды
Требования и нормативы
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше чем на 0,25 мг/л
На поверхности вода не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна масел и скопление других примесей
Запахи и привкусы
Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивность более одного балла
Не должна обнаруживаться в столбике 20 сантиметров
Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более, чем на 3 град по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет
Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, хлоридов — 350мг/л, сульфатов — 500мг/л
БПК при 20 град
Не более 15 мг/л
Примечание: Проба воды анализируется по следующим показателям: общая жесткость, рН, содержание железа, цветность, запах, нитраты, нитриты, сероводород, микробиология воды и др. Кроме того, большое значение имеет производительность оборудования для очистки воды, которая зависит от пиковой нагрузки водопотребления объекта.
Краткий перечень неорганических и органических веществ, а также бактерий и вирусов в питьевой воде, оказывающих неблаготворное влияние на организм человека, представлен в таблице 3.
Таблица 3.
Влияние неорганических и неорганических веществ, бактерий и вирусов на организм человека
Название вещества, бактерии или вируса
Органы и системы человека, на которые влияют эти соединения
Кожа, кровь; канцероген
Нитраты и нитриты
Почки, замедление развития
Желудочно-кишечный тракт, кровь, почки, печень
Пестициды (ДДТ, анахлор, гептахлор)
Соединения хлора (винилхлорид, дихлорэтан)
Кровь, почки, печень
Печень, почки, обмен веществ
Нервная система, почки, печень
Бактерии и вирусы
Параметры питьевой воды подразделяются на три группы:
- органолептические свойства;
- показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения;
- химические свойства
Органолептические показатели питьевой воды — оценки запаха, вкуса, цвета и мутности, каждый человек может выполнить самостоятельно.
Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: жесткостью, окисляемостью, величиной рН, общей минерализацией — содержанием в воде растворенных солей и элементов.
Основные содержащиеся в воде элементы показаны ниже:
Кальций
Кальций является чрезвычайно важным минералом. Человеческое тело содержит до 30-40 кг кальция, 99% которого находится в костях и зубах. Кальций участвует в формировании костей, он необходим для возбуждения нервов, работы мышц, свертываемости крови и передачи гормональных сигналов. Кроме того, кальций регулирует активность различных ферментов и имеет противовоспалительные и антиаллергические свойства. Недостаток кальция приводит к нарушениям работы мышц и является причиной остеопороза.
Магний
Магний, как и калий, очень важный элемент в клетке. Он активирует ферменты, регулирующие различные химические реакции в организме, принимает участие в функционировании мышечных и нервных клеток и играет ключевую роль для нормального функционирования сердца и кровообращения. Организм теряет магний при употреблении спиртного. Последствиями может быть раздражительность, слабая концентрация, судороги мышц и нарушения сердечного ритма.
Натрий
Натрий — это жизненно важный минерал, основная задача которого состоит в том, чтобы вместе с хлоридами регулировать водно- и кислотно-щелочной баланс организма. Совместно с калием натрий играет значительную роль при формировании нервного импульса.
Калий
Калий — минерал, играющий важную роль в функционировании мышечных и нервных клеток. Он необходим мышечным клеткам сердца, которые нуждаются в достаточном содержании калия. Недостаток калия может выражаться как общей усталостью, так и судорогами мышц, а также мышечной слабостью или нарушениями сердечного ритма.
Хлориды
Хлориды определяют совокупность находящегося в теле хлора, который способствует поддержанию кислотно-щелочного баланса жидкостей и играет важную роль при производстве соляной кислоты в желудке.
Хлором обеззараживают воду, т.к. хлор — мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако в реках и озерах, откуда ведется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некоторыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более токсические соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опасны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образованием диоксина, хлороформа, хлортолуола и других канцерогенных веществ. Обеззараживать воду без хлора экономически нецелесообразно, поскольку альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием газообразного озона, ултрафиолета и серебра для этой цели дорогие.
Сульфаты
Сульфаты являются солями серной кислоты, которые, в сочетании с магнием и натрием, активизируют пищеварение. Также сульфаты могут содействовать выведению вредных веществ почками и предотвращать формирование мочевых камней.
Фториды
Кроме известного антикариесного воздействия фтора отмечается его свойство служить биокатализатором процессов минерализации, что используется в лечебных целях при остеопорозе, рахите и других заболеваниях. Природные воды с повышенным содержанием фтора в сочетании с кальцием положительно влияют на устойчивость организма к радиационному поражению. Фтор способен снижать концентрацию стронция в костной ткани примерно на 40%, и этот процесс не сопровождается обеднением скелета кальцием.
Жесткость
Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са 2+ ), магния (Mg 2+ ) и железа (Fe 2+ , Fe 3+ ). Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости), способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na + ) таким свойством не обладают. 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. В таблице 4 приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и анионы, с которыми они ассоциируются.
Таблица 4.
Основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и анионы, с которыми они ассоциируются
На практике, стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al 3+ ) и трехвалентное железо (Fe 3+ ) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и вклад в жесткость малы.
Источником ионов кальция и магния являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы Ca 2+ и Mg 2+ поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород.
Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3-6 мг·экв/л). Содержание солей жесткости в питьевой воде в пределах 1 — 4 мг-экв/л способствует протеканию нормальных обменных процессов в организме. С питьевой водой человек получает 1-2 г минеральных солей в сутки, а, в связи с тем, что в отличие от многих пищевых продуктов ионы в воде находятся в растворенном (гидратированном) состоянии, их усваиваемость организмом увеличивается на порядок. 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.
Величина pH
Величина pH может быть от 0 до 14 и показывает, является ли раствор кислым, нейтральным или щелочным. Если величина pH меньше чем 7, — то раствор кислый, как, например, лимонный сок, имеющий величину pH 2-3. Растворы с величиной pH 7 нейтральны, как, например, дистиллированная вода. Растворы с величиной pH более 7 щелочные.
Гидрокарбонаты
Гидрокарбонаты — необходимый организму элемент, который регулирует кислотно-щелочной баланс. Он связывает и нейтрализует повышенную кислотность, например, желудочного сока, крови, мышц, не нанося им вреда. Совместно с углекислотой гидрокарбонат образует так называемую буферную систему, которая, поддерживает рН крови.
Общая минерализация
Общая минерализация — это показатель содержания растворенных в воде веществ или общее солесодержание, поскольку вещества, растворенные в воде, находятся в виде солей (гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия). 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. По общей минерализации воды делятся на следующие категории (Таблица 5):
Таблица 5. Категории вод по степени общей минерализации
Воды повышенной солености
Воды с повышенной минерализацией
3 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 менее 300. Коли-индекс — число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.
Предельно допустимая концентрация примесей вредных веществ, которые при превышении норматива становятся вредными, выглядит следующим образом: нормативы ЕС, США и ВОЗ определяют, что его вообще не должно быть. Российский стандарт дает такие цифры: не более ста микроорганизмов на один кубический сантиметр и не более трех бактерий типа кишечных палочек в одном литре воды, что в принципе соответствует мировым стандартам.
В таблице 6 приведены значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.
Таблица 6. Значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.
- Вещество; ПДК, мг/л; Вещество; ПДК, мг/л
- Медь, никель, цинк; 0,1; Железо; 0,3
- Аммиак; 2,0; Нефть высокозернистая; 0,1
- Хлор активный; 0,0; Нефть прочая; 0,3
- Капрлактам; 1,0; Фенол; 0,001
- Тетраэтилсвинец; 0,0; Дихлофенол; 0,002
- Свинец; 0,03; Хлорофос; 0,05
- Бензол; 0,5; Сероуглерод; 1,0
- Анилин; 0,1; Нафтеновые кислоты; 0,3
- Гексахлорбензол; 0,05; ДДТ пестицид; 0,2
- Нитраты по азоту; 45,0; ;
Нормативы на самые ядовитые вещества в воде приведены в таблице 7 (данные взяты из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006):
Таблица 7. Нормативы на самые ядовитые вещества в воде
- Параметр; ЕС; США; ВОЗ; Россия
- Бензапирен; 0,01; 0,2; 0,7; 0,005
- Бензол; 1; 5; 0,7; 10
- Винилхлорид; 0,5; 2; 10; —
- Дихлорэтан; 3; 5; 30; —
- Мышьяк; 10; 50; 10; 50
- Нитриты; 500; 1000; 3000; —
Примечание. Если ПДК составляет сотни тысяч микрограмм, то вещество не является вредным. Если ПДК составляет сотни-тысячи микрограмм, то такое вещество может оказаться опасным. Если ПДК в пределах единиц, десятых и сотых долей микрограмма, то данное вещество почти всегда яд (бензол, винилхлорид, мышьяк, ртуть, свинец).
Нормативы на питьевую воду стран ЕС (Западной Европы) и США, рекомендации Всемирной организации здравоохранения и отечественные стандарты показаны в таблице 8 (по данным М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006)
Таблица 8. Стандарты на питьевую воду в России и за рубежом*
- Параметр; ПДК, микрограмм на литр (мкг/л)
- ЕС; США; ВОЗ; Россия
- рН; 6,5-9,5; 6,5-8,5; 6,5-8,5; 6,0-9,0
- Акриламид; 0,1; 0,0; 0,5; —
- Полиакриламид; -; -; -; 2000
- Алюминий; 200; 200; 200; 500
- Барий; -; 2000; 700; 100
- Бензапирен; 0,01; 0,2; 0,7; 0,005
- Бензол; -; 4; -; 0,2
- Бериллий; 1000; -; 500; 500
- Бор; 10; -; 25; —
- Бром; 0,5; 2; 10; —
- Винилхлорид; 3; 5; 30; —
- Дихлорэтан; 200; 300; 300; 300
- Железо; 5; 5; 3; 1
- Кадмий; -; -; -; 50000
- Калий; -; -; -; 180000
- Кремний; -; -; -; 10000
- Магний; -; -; -; 40000
- Марганец; 50; 50; 500; 100
- Медь; 200нед.; 1300; 2000; 1000
- Молибден; -; -; 70; 250
- Мышьяк; 10; 50; 10; 50
- Натрий; 200000; -; 200000; 120000
- Никель; 20 нед.; -; 20; 100
- Нитраты; 50000; 10000; 50000; 45000
- Нитриты; 500; 1000; 3000; 3300
- ПАВ; -; 500; -; —
- ПАУ; 0,1; -; -; —
- Пестициды; 0,1; -; -; —
- Ртуть; 1; 2; 1; 0,5
- Свинец; 10 нед.; 15; 10; 30
- Селен; 10; 50; 10; 10
- Серебро; -; 100; -; 50
- Стронций; -; -; -; 7000
- Сульфаты; 250000; 250000; 250000; 500000
- Сурьма; 5; 6; 5; —
- Таллий; -; 2; -; —
- Трихлорэтил; 10; 5; 40; —
- Фтор; 1500; 4000; 1500; 700-1500
- Хлориды; 250000; 250000; 250000; 350000
- Хлороформ; -; -; 200; 200
- Хром; 50; 100; 50; 50
- Цианид; 50; 200; 70; —
- Цинк; 5000; 5000; 3000; 5000
Примечание*. Данные взяты из книги М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2006
ПАУ — полициклические ароматические углеводороды, близкие к бензапирену.
- В данных ЕС сокращением нед. ( неделя ) помечена средняя недельная доза вещества, которая с гарантией не наносит вреда человеческому организму.
- Значком звездочка помечены те значения ПДК в российских стандартах, которые взяты из научных статей или новых Санитарных правил и норм. Остальные величины указаны в ГОСТе [1].
- Значком две звездочки помечены те значения ПДК в американских стандартах, которые называются вторичными: они не входят в национальный стандарт, но могут быть узаконены властями штата.
- Прочерк в какой-либо позиции таблицы означает, что данных для данного соединения не существует.
В таблицах 7-8 представлены различные группы веществ: легкие и тяжелые металлы (к последним экологи относят многие металлы, например алюминий, титан, хром, железо, никель, медь, цинк, кадмий, свинец, ртуть и др.), неорганические и органические соединения. Данные обобщены и наиболее соответствуют российскому и европейскому стандартам. В нормативах США и ВОЗ органические вещества расписаны подробнее. Так, в стандарте США перечислено около тридцати видов опасной органики. Самыми детальными являются рекомендации ВОЗ, в которых есть следующие отдельные списки веществ:
- неорганические вещества (в основном тяжелые металлы, нитраты и нитриты);
- органические вещества (около тридцати), пестициды (более сорока);
- вещества, применяемые для дезинфекции воды (в основном различные соединения брома и хлора — более двадцати);
- вещества, влияющие на вкус, цвет и запах воды.
В нормативах перечислены вещества, которые не влияют отрицательно на здоровье при предельно допустимых концентрациях в воде — к ним, в частности, относятся серебро и олово. В некоторых рекомендациях ВОЗ против некоторых веществ стоит пометка: Нет надежных данных для установле ния норматива. Это означает, что работа по их изучению на организм продолжается: известно сотни тысяч соединений, но лишь немногие из них изучены с точки зрения влияния на человеческий организм.
В российском ГОСТе нет ПДК для ряда веществ, отмеченных в зарубежных нормативах. Требования к качеству питьевой воды в РФ должны соответствовать нормам ГОСТа и новому СанПиНу. Существуют и другие нормативные документы, в которых приведен список более чем на 1300 вредных веществ и их ПДК. По большинству показателей российский стандарт либо соответствует зарубежным, либо устанавливает нормативы в одних случаях более жесткие, в других более мягкие. Если сравнивать ряд показателей ПДК, приведенных в российском и зарубежных стандартах, например, для алюминия: ПДК на него составляет 200 мкг/л по зарубежным нормам и 500 мкг/л — по российским. Несмотря на расхождение в два с половиной раза, это величины одного порядка. По железу (200—300 мкг/л), меди (1000— 2000 мкг/л), ртути (1—2 мкг/л), свинцу (10— 30 мкг/л) — для этих веществ выполняется соответствие по ПДК, то есть различия не более чем в два-три раза. По стандарту ЕС присутствие бензапирена до пускается в пределе 0,01 мкг/л (или 10 нг/л), для алюминия норма 100 мкг/л (или 0,1 мг/л), а натрий, сульфат и хлор могут присутствовать в воде в количествах 200 000—250 000 мкг/л (то есть 200—250 мг/л, или 0,2—0,25 г/л). Разница в ПДК в нормативах ЕС, США, ВОЗ и России в пять-шесть раз, а в некоторых случаях — в десять, двадцать, сто. ПДК по мышьяку в России такая же, как в США, норматив на бензапирен жестче, чем в Европе и США, и только бензол может являться причиной для сомнений в правильности показателей российского ГОСТа.
Лит. источник: М. Ахманова. Вода, которую мы пьём. Москва: Эксмо, 2006
Спасибо, очень полноценная и исчерпывающая статья для обывателя. Расшифровала для себя все показатели из отчёта по хроматограмме (делали для воды из скважины ). Главное доступно и нужном объёме.
Источник