Химический состав природная питьевая вода

Химический состав природная питьевая вода

1.4. Химический состав природной воды

Химический состав природной воды определяется значением рН, общей и карбонатной жесткости, сухого остатка и других компонентов химического состава: НСО₃ — , СО₃ 2- , СI — , SO₄ 2- , NO₃ — , Na + , K + , NH₄ + , Ca 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ .

Все вещества, растворенные в природной воде, содержатся в виде сложного комплекса минеральных и органических веществ в разных формах, а именно, в ионно-молекулярном и коллоидном состоянии, которые принято разделять на 5 групп:

1. основные ионы, содержащиеся в наибольшем количестве. К таким ионам относятся: натрий, калий, кальций, магний, сульфаты, карбонаты, хлориды, гидрокарбонаты;

2. растворенные газы (N₂, O₂, оксид углерода CO₂, сероводород H₂S и др.);

3. биогенные элементы (соединения фосфора, азота, кремния);

4. микроэлементы (соединения всех остальных химических элементов;

5. органические вещества.

4.1. Основные ионы

Ионы щелочных металлов ( Na + , K + )

Из ионов щелочных металлов в природных водах в наибольших количествах находится натрий, затем в значительно меньших количествах калий, а из прочих встречается в заметном содержании лишь рубидий (в морской воде около 0,2 мг/л) и литий (в морской воде около 0,1 мг/л). Ион натрия, по распространенности среди катионов, стоит на первом месте, составляя больше общего содержания всех остальных катионов в природной воде. Ион натрия является характерным ионом сильноминерализованных вод. В морской воде содержание ионов натрия составляет около 84% от веса всех катионов.

Основным источником появления ионов щелочных металлов в природной воде являются продукты, получающиеся при выветривании коренных пород. Процесс выветривания алюмосиликатов можно изобразить следующей схемой:

Другим важнейшим источником появления натрия в природных водах являются его залежи, преимущественно в виде хлористых солей.

Большое содержание натрия по сравнению с калием в природных водах объясняется, с одной стороны, лучшей сорбцией калий поглощающим комплексом почв и пород, с другой – тем, что калий, являясь питательной солью, необходимой для растений, извлекается ими в гораздо больших количествах, чем натрия.

Таким образом, натрий, несмотря на худшую, чем у калия, растворимость его солей, оказывается значительно более распространенным ионом в природной воде.

Ионы магния (Mg 2+ ) и кальция (Ca 2+ )

Ион магния встречается почти во всех природных водах и по общему количеству среди катионов он уступает только натрию. Вместе с тем, сравнительно редко встречаются воды, где доминирующим катионом является магний. Обычно же в мало минерализованных водах первое место занимает кальций, а в сильноминерализованных натрий.

Основным источником появления кальция в природных водах являются известняки. Они растворяются угольной кислотой (Н₂СО₃), находящейся в воде, которая вступает с ними во взаимодействие по уравнению:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О Са(НСО₃)₂ —

Источник

Состав питьевой воды

На любой бутылке воды можно увидеть информацию о её минерализации и о химическом составе. Что означают эти буквы и цифры, и что считается нормой для ежедневного употребления? Разбираемся в данной статье.

Минерализация воды

Минерализация воды — один из самых важных показателей, на которые нужно обязательно обращать внимание. Минерализация — это показатель растворенных в воде веществ, которые придают воде вкус и определенные свойства.

Воду с минерализацией до 1000 мг (1 г) можно спокойно употреблять ежедневно без каких-либо ограничений. Она хорошо подходит для утоления жажды и приготовления различных блюд и напитков.

К воде с повышенной минерализацией (от 1 до 10 г/л) следует относиться внимательней, так как ежедневное её употребление в больших количествах на протяжении длительного времени может потом вызвать отложение камней в почках.

Лечебные воды с высокой минерализацией (от 10 г/л и выше) следует употреблять в строго ограниченных количествах, и, желательно, по рекомендации врача.

Химический состав воды

В питьевой минеральной воде содержится много различных химических веществ (Mg, Ca, K, Na, I, F, Si, F, Fe и P) и все они играют важную роль для нашего организма. Один элемент действует по отдельности, другой в сочетании с ещё одним элементом. Например, некоторые элементы не могут усваиваться друг без друга (как кальций без магния). Именно поэтому при остром их дефиците врач назначает сначала пропить курс магния, и спустя какое-то время добавить кальций. Состав химических элементов и минерализация воды зависит от источника, в котором она добывалась.

Рассмотрим важность каждого элемента по отдельности:

Mg — магний

Магний поддерживает нормальную работу нервной системы, а также здоровье сердца, сосудов, мышц и костной ткани. Без магния не усваивается кальций. Дефицит магния чаще всего встречается у людей, постоянно испытывающих стресс. Суточная потребность магния у женщин выше, чем у мужчин.

Кому особенно необходим: жителям крупных городов, людям имеющим напряженную работу, женщинам, подросткам, спортсменам.

Ca — кальций

Кальций не только является важнейшим элементом для костной ткани, но и участвует в процессах свертываемости крови, сокращениях мышц и выработке большинства гормонов. Хорошо усваивается вместе с фосфором и магнием.

Кому особенно необходим: практически всем, так как процесс усвоения этого элемента сложен.

I — йод

Йод поддерживает здоровье щитовидной железы, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Также участвует в процессе выработки большинства гормонов и влияет на мозговую деятельность.

Кому особенно необходим: подросткам, беременным и кормящим женщинам, жителям крупных городов.

K — калий и Na — натрий

Калий важен для здоровья сердца и сосудов, влияет на состояние мышечной и нервной ткани, участвует в многих процессах, происходящих в организме. Эффективен вместе с натрием (Na).

Натрий участвует в обменных процессах организма, влияет на состояние мышечной и нервных систем, поддерживает кислотно-щелочной баланс, регулирует объем жидкости в организме.

Кому особенно необходимы: любителям спорта, людям с лишним весом и тем, кто применяет мочегонные лекарства.

Вода, с повышенным содержанием калия и натрия: эти элементы есть во всей воде (кроме дистиллированной). Наибольшая их концентрация наблюдается в лечебно-столовых и лечебных водах .

Si — кремний

Кремний — элемент, который очень важен для обмена веществ, иммунной системы, костей, суставов, ЦНС (центральной нервной системы), здоровья кожи, волос и ногтей.

Кому особенно необходим: беременным и кормящим женщинам, а также детям и людям зрелого и преклонного возраста.

Fe — железо

Железо является важнейшим элементом в работе кровеносной системы. Также он влияет на иммунитет, щитовидную железу, обмен веществ и состояние мышц. Хорошо усваивается вместе с витамином C.

Кому особенно необходимо: женщинам, людям склонным к анемии.

F — фтор

Фтор является важным элементом для укрепления зубов, роста волос и ногтей, участвует в процессе кроветворения, предупреждает развитие заболеваний костей.

Кому особенно необходим: практически всем

Zn — цинк

Цинк полезен для иммунной системы, костной ткани, здоровья кожи и умственной активности. Участвует в обменных процессах и выработке гормонов. Цинк помогает усваиваться витамину А.

Кому особенно необходим: спортсменам, вегетарианцам, людям занимающимся физическим трудом, беременным и кормящим женщинам.

Важно: ежедневно эти же элементы мы получаем с другими продуктами, употребленными в течение суток. Для поддержания баланса этих элементов в организме, среднестатистическому человеку достаточно употреблять ежедневно воду с пометками «столовая», «питьевая» или «детская». Они имеют минерализацию, не превышающую 1000 мг/л. Лечебная и лечебно-столовая не подходят для ежедневного употребления, так как они предназначены для питьевого курса, который длится в среднем около месяца. В противном случае, ежедневное систематическое употребление такой воды может отозваться неприятным сюрпризом — отложением камней в почках.

Наглядные примеры с минерализацией и химическим составом воды

Питьевая столовая вода

В качестве примера возьмем минеральный состав питьевой воды «Домбай» :

Из вышеуказанной информации становится понятно, что «Домбай» — питьевая низкоминерализованная вода, имеющая сбалансированный минеральный состав, в котором все элементы имеют практически похожее количество. В ней нет ярко выраженной концентрации какого-либо элемента. Такая вода хорошо подходит для ежедневного употребления всеми людьми, без каких-либо ограничений.

Для примера возьмем другую воду, относящуюся к категории лечебных вод, Donat Mg :

Из приведенных выше данных становится понятно, что Donat Mg имеет высокую минерализацию и ярко выраженную высокую концентрацию магния. Эту воду не рекомендуется употреблять здоровым людям на протяжении длительного времени и в больших количествах. Нужно придерживаться небольших доз и желательно употреблять по необходимости (показания к её употреблению всегда можно почитать в описании карточки товара или же на самой бутылке).

Пейте воду правильно и будьте здоровы!

© Журнал «Аква Мелоди»

Дата публикации: 29.01.2020

Источник

Химический состав питьевой воды: какие элементы туда входят, свойства жидкости, нормы качества, характерные особенности, таблица

Чистая формула Н2О встречается разве только в условиях лабораторий. И это хорошо, ведь даже для здоровья более полезно наличие ряда микроэлементов, которые поступают в организм с жидкостью. Для показательного примера предположим, что мы взяли одну каплю из родника (или иного водоема природного образования) и оставили ее на предметном стекле. Спустя несколько минут при определенных условиях она испарится (водород и кислород – это газы, которые просто улетучиваются), но на поверхности останутся разводы. Это и будут кристаллы соли, соединения металлов, которые в большом количестве содержатся в живительной для всей природы влаге. Итак, в статье поговорим о том, какой химический состав у питьевой воды, что является нормой, представим свойства в таблице.

Составные элементы

Сразу оговоримся, что в рамках данной темы мы рассматриваем водный ресурс, полученный из источника (скважина, колодец, родник, естественный водоем с водонапорной башней и пр.) и прошедший через многоступенчатую систему водоподготовки. Целью этих очистительных манипуляций является создание раствора, очищенного от вредных и особенно крупных взвесей. Иными словами, состав и концентрация микроэлементов должны соответствовать стандартам.

Нормативные акты (ГОСТы и СанПиН) разрабатываются с учетом санитарных и экологических рекомендаций отдельно для холодного и горячего водоснабжения. Таким образом, в каждом литре H2O находится некоторое количество (в мг) веществ, которые обогащают ее, придают запах, цвет и уровень прозрачности или мутности.

Также имеют значения при проверке еще и такие факторы:

• рН. Это уровень кислотности от 0 до 14. Оптимальным показателем, который наиболее соответствует нейтральной кислотно-щелочной среде организма, считается 7.
• Жесткость. Это концентрация калиевых и магниевых солей, которые при переизбытке негативно сказываются на качестве водного ресурса. Он плохо отражается на здоровье, способствует образованию камней в почках, а также влияет на бытовую технику, создавая слой накипи.

Кроме всем известных показателей, в лабораториях используют термины «железистость», «хлорирование». Привычный для городских централизованных систем водоподготовки способ обеззараживания может при избыточном хлоре в составе привести к негативным последствиям для состояния кожи, ногтей и волос.

Таким образом, мы понимаем, что все вышеперечисленные характеристики зависят от того, что входит в состав воды и в каком количестве. Постараемся разобраться в нормах и излишках примесей.

Основные (преобладающие) компоненты

Ниже мы приведем таблицу с элементами, которые могут содержаться в качестве взвесей, а также их максимальная концентрация в пересчете на литр водного питьевого раствора – требования взяты из нормативных документов российского законодательства (европейские регламенты обычно намного более жесткие по отношению к допустимым загрязнениям). Но прежде чем перечислить вещества, отметим, что нельзя руководствоваться только цифрами. Дело в том, что сами по себе химикаты могут быть не вредны, но при их взаимодействии образуются соединения, опасные для здоровья. Хотя по отдельности их содержание было в пределах нормы. Поэтому следует заказывать полноценные анализы химических и физических особенностей воды из источника. Итак, что может быть в растворе (мг/л):

Источник

Cостав воды

Показатели качества воды

Химически чистая вода с формулой Н₂О — это идеал, никогда не достижимый в природных условиях. Главное природное качество воды — универсальный растворитель, поэтому в ней постоянно присутствуют в растворенном виде различные соединения, элементы, ионы и газы. Количественный и качественный состав природной воды зависит от географических условий местности и строения водоносных горизонтов. Некоторое количество растворенной углекислоты из почвы позволяет воде воздействовать на минеральные соли, активно растворяя их по пути своего следования.

Когда вода просачивается через минеральные породы, она обогащается элементами, из которых они состоят. Если на пути воды есть известковые породы, вода обогащается известью, если доломитовые — магнием. Залежи каменной соли или гипса придают воде повышенные концентрации сульфатов и хлоридов, и такая вода считается минеральной.

Любой источник питьевого водоснабжения, в том числе частный колодец, должен быть исследован на показатели качества воды и ее пригодность для использования и питья. По закону «О санитарно-эпидемическом благополучии населения» от 19.04.91 года, санитарным правилам СанПиН 4630-88 и требованию ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» — вода хозяйственно-питьевого назначения относится к пищевым продуктам и должна соответствовать многочисленным санитарно-гигиеническим требованиям.

Показатели качества воды можно разделить на физические, химические и бактериологические.

Химические свойства воды

К ним относят следующие показатели:

• жесткость,
• активная реакция (pH),
• окисляемость (БПК и ХПК),
• минерализация (содержание растворенных солей).

Показатель pH показывает активность ионов водорода (или гидроксид-ионов). При pH=7 вода нейтральная, при pH меньше 7 — кислая, при pH больше 7 —щелочная.

Жесткость — комплексный показатель, в большей степени зависящий от концентрации в воде ионов кальция и магния. Количественно измеряется в мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр). Вода глубоких подземных источников имеет более высокую жесткость (8-10 мг-экв/л), а поверхностных источников — относительно небольшую (3-6 мг-экв/л).

Жесткая вода содержит много растворенных минеральных солей, что при нагревании приводит к образованию накипи. Накипь— твердый нерастворимый осадок на внутренних стенках водопроводных труб, котлов, бытовых нагревательных приборов.

Жесткость воды доставляет много проблем в быту: при стирке и умывании моющие средства хуже пенятся, при готовке еды плохо развариваются овощи, ухудшается вкус напитков.

Вода считается пригодной для питья, если ее жесткость не превышает 7-10 мг-экв/л.

Излишне мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/л), также неполезна для здоровья. Такая вода при регулярном употреблении способна вымывать из организма жизненно необходимые ионы кальция, что может привести к остеопорозу, кариесу, сердечно-сосудистым заболеваниям. Это относится и к дождевой воде, которая идеальна для стирки и мытья, но не рекомендуется для регулярных пищевых целей.

Окисляемость характеризует содержание в воде растворенных органических соединений. Высокие показатели окисляемости означают, что вода сильно загрязнена бытовыми стоками. Недопустимо, чтобы в колодец попадали сточные воды с содержанием белков, жиров и углеводов, эфиров, органических кислот, фенолов, нефти, спиртов и т.п.

Минерализация воды показывает содержание в питьевой воде растворенных солей и измеряется в мг/л. Минерализация питьевой воды измеряется по сухому остатку. Поверхностные источники водоснабжения характеризуются невысокой минерализацией, а подземные воды имеют более высокое солесодержание. Рекомендуемый предел минерализации питьевой воды — 1000 мг/л.

Повышение солесодержания ухудшает вкусовые качества воды — она становится горькой или излишне соленой.

Органолептический порог ощущений для хлоридов 350 мг/л, для сульфатов 500 мг/л. Нижний предел солесодержания для питьевой воды, при котором не оказывается негативного воздействия на физиологические процессы в организме —100 мг/л.

Оптимальный диапазон солесодержания в питьевой воде 200-400 мг/л. Содержание ионов кальция должно быть не меньше 25 мг/л, ионов магния — не меньше 10 мг/л.

Физические свойства воды

К ним относят следующие показатели:

Температура колодезной воды должны находится в диапазоне 7-12°С. Если вода теплее, она перестает быть освежающей. Вода холоднее 5°С становится опасной для здоровья из-за риска получить простудное заболевание.

Цветность — это посторонняя окраска воды. Цветность является нежелательным органолептическим показателем. Количественно цветность оценивают в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Мутность — видимое содержание в воде взвешенных веществ. Мутность измеряют в мг/л. Как правило, чистая артезианская и колодезная вода имеет малую мутность.

Присутствие в воде растворенной органики отрицательно влияет на органолептические показатели качества воды. Вода может приобретать посторонний неприятный запах — гнили, земли, рыбы, запах нефтепродуктов, хлорфенола и т.п. Одновременно наблюдается увеличение цветности и повышенная вспениваемость, что в итоге оказывает неблагоприятное воздействие на человека и живые организмы.

Исследованиями установлено, что изменения физических свойств питьевой воды оказывают заметное физиологическое воздействие на организмы: изменяется секреция желудочного сока, повышается или понижается острота зрения, изменяется частота сердечных сокращений.

Бактериологические показатели воды

Бактериологические показатели нормируют содержание в воде бактерий и патогенных микроорганизмов. Микробное число — это число бактерий, содержащееся в 1 мл воды. Для водопроводной воды этот показатель не должен превышать 100.

В поверхностные источники водоснабжения бактерии и микроорганизмы попадают вместе со сточными водами и дождевыми стоками, с животными. Вода из артезианских источников отличается низкими показателями бактериального загрязнения (микробное число не более 30).

Бактерии разделяют на патогенные (болезнетворные), и сапрофитные (осуществляющие переработку отмерших растительных или животных организмов).

Косвенный показатель бактериологического загрязнения воды определяется по содержанию в ней бактерии кишечной палочки. Единица измерения — коли-титр или коли-индекс. Коли-титр — это объем воды (в мл) в котором содержится одна единица кишечной палочки. Для питьевой воды коли-титр должен быть равен 300 или более. Коли-индекс — показатель, обратный коли-титру, или число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-индекс для питьевой воды — не более 3.

Источник