Предельно допустимые концентрации ионов цинка в воде
Известно, что вещества, находящиеся в окружающей среде, влияют на жизнь фауны и флоры – одни способствуют развитию жизнедеятельности, другие подавляют ее. Поэтому различные вещества при их сбросе в природные водотоки имеют различную величину разрешенной концентрации на сброс – так называемую ПДК (предельно допустимую концентрацию). И здесь, как говорится, между поведением госсанслужб Европы и Советского Союза (а Россия наследовала всю документацию по ПДК именно оттуда) существуют, как говорится, две большие разницы.
На Западе допустимая концентрация вредных веществ в сточных водах в большей своей части определяется экономической целесообразностью, а именно степенью участия данного вещества в жизненном цикле человека и способностью бактерий перерабатывать данные вещества в той или иной концентрации. Существуют, правда, и там определенные отклонения от экономической целесообразности, но не они определяют общую погоду в экологической политике государств. В том же случае, когда конкретное вещество (речь идет о ионах металлов) не входит в жизненный цикл человека и животных, борьба с его использованием в производстве ведется жестко и неотвратимо, но не путем неожиданных запретов. Так, идет борьба за вытеснение кадмия из защитных покрытий (замечу, весьма эффективных) и замену использования его в производстве изделий для автотранспорта на более экологически приемлемые. В настоящее время ищутся способы замены шестивалентного хрома в конверсионных покрытиях алюминия перед покрытием его порошковыми красками, хотя в настоящее время это наиболее приемлемые конверсионные покрытия с точки зрения стойкости красочных покрытий к различным погодным условиям. Точно так же ведется целенаправленная борьба за вытеснение свинца из всей продукции, с которой соприкасается человек. В СССР же считалось, что чем меньшая величина ПДК фиксируется в нормативных документах, тем лучше. Например, в свое время нормы на ртуть в сточных водах были установлены такие, что в государстве были всего три прибора, которые могли фиксировать ртуть на данном уровне концентраций. Борьба российских специалистов за переход к экономической целесообразности при установлении величин ПДК пока что отмечена лишь небольшими успехами.
Приведем примеры относительно практики экологического регулирования в развитых странах (которую в качестве примера приводят нам некоторые экологи) и в различных регионах современной России.
Напомним, что цинк входит в жизненные циклы человеческого организма и животного мира, причем его недостаток вызывает ряд болезней, на которых здесь не будем останавливаться. Ежедневная норма потребления цинка человеческим организмом – 15 мг; именно поэтому его предельно допустимая концентрация (ПДК) в питьевой воде необычно велика – 5 мг/л. ПДК для водоемов хозяйственно- питьевого и культурно-бытового назначения также очень велика – 1 мг/л. Правда, есть еще одна норма – для рыбохозяйственных водоемов (0,01 мг/л), и экологические службы ряда областей, как мы увидим ниже, берут ее в качестве основания для разработки областных норм. Для сравнения приведем предельно-допустимые концентрации для трех наиболее опасных веществ – свинца, хрома и кадмия. Согласно данным для трехвалентного хрома она составляет 0,5 мг/л, для шестивалентного хрома – уже 0,05 мг/л, для свинца – 0,03, а для кадмия – даже 0,001 мг/л.
Итак, представим некоторые данные по величинам ПДК для различных регионов России (таблица13.1). Сравним эти данные с нормами различных зарубежных стран (таблица13.2).
Из таблицы 13.1 видно, что только в Москве и Рязани нормы более или менее приближаются к тем, что допускаются для питьевой воды и лишь в 2,5-5 раз меньше ПДК для питьевой воды; в остальных регионах нормы значительно более жесткие, а в Калуге, Тольятти, Чебоксарах и Киржаче они находятся за пределами чувствительности аналитических методик, которые может использовать химик-аналитик в среднеоснащенной химической лаборатории (то есть с использованием спектрофотометрии).
Таблица 13.1. Принятые нормы ПДК по цинку для различных регионов современной России.
Нормы качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. (ВОЗ, ЕС, USEPA).питьевой воды, расфасованной в емкости (по СанПиН 2.1.4.1116 – 02), показателей водок (по ПТР 10-12292-99 с изменениями 1,2,3), воды для производства пива и безалкогольной продукции, сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов ( по РД 24.031.120-91), питательной воды для котлов (по ГОСТ 20995-75), дистиллированной воды (по ГОСТ 6709-96), воды для электронной техники (по ОСТ 11.029.003-80, ASTM D-5127-90), для гальванических производств ( по ГОСТ 9.314-90), для гемодиализа (по ГОСТ 52556-2006), воды очищенной (по ФС 42-2619-97 и EP IV 2002), воды для инъекций (по ФС 42-2620-97 и EP IV 2002), воды для полива тепличных культур.
В данном разделе приведены основные показатели нормативов качества воды для различных производств. Вполне достоверные данные отличной и уважаемой компании в области водоочистки и водоподготовки «Альтир» из Владимира
1. Нормы качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. (ВОЗ, ЕС, USEPA).
с.-т. – санитарно-токсикологический орг. – органолептический Величина, указанная в скобках, во всех таблицах может быть установлена по указанию Главного государственного санитарного врача.
Требования по микробиологическим и паразитологическим показателям воды
Показатели
Единицы измерения
Нормативы
Термотолерантные колиформные бактерии
Число бактерий в 100 мл
Отсутствие
Общие колиформные бактерии
Число бактерий в 100 мл
Отсутствие
Общее микробное число
Число образующих колонии бактерий в 1 мл
Не более 50
Колифаги
Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл
Отсутствие
Споры сульфоредуцирующих клостридий
Число спор в 20 мл
Отсутствие
Цисты лямблий
Число цист в 50 мл
Отсутствие
Требования к органолептическим свойствам воды
Показатели
Единицы измерения
Нормативы
Запах
баллы
2
Привкус
баллы
2
Цветность
градусы
20 (35)
Мутность
ЕМФ (ед. мутности пофармазину)или мг/л (по каолину)
2,6 (3,5)1,5 (2,0)
Требования по радиационной безопасности питьевой воды
Показатели
Ед.измерения
Нормативы
Показатель вредности
Общая α-радиоактивность
Бк/л
0,1
радиац.
Общая β-радиоактивность
Бк/л
1,0
радиац.
2. Нормы качества питьевой воды, расфасованной в емкости (по СанПиН 2.1.4.1116 – 02).
СанПиН 2.1.4.1116 — 02 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества.
Показатель
Ед. изм.
высшая категория
Первая категория
Запах при 20 град. С
балл
отсутствие
отсутствие
Запах при 60 град. С
балл
0
1,0
Цветность
градус
5,0
5,0
Мутность
мг/л
3.1. Оптимальные значения физико-химических и микроэлементных показателей водок
Нормируемые показатели
Для технологической воды с жесткостью, моль/м 3 (максимально допустимая величина)
0-0,02
0,21-0,40
0,41-0,60
0,61-0,80
0,81-1,00
Щелочность, объем соляной кислоты концентрации с (HCl) =0,1 моль/дм 3 , израсходованной на титрование 100 см 3 воды, см 3 Водородный показатель (рН)
3.2. Нижние пределы содержания микроэлементов в технологической воде для приготовления водок
Нормируемые показатели
Минимально-допустимая величина
Жесткость, моль/м 3
0,01
Щелочность, объем соляной кислоты концентрации с (HCl) =0,1 моль/дм 3 , израсходованной на титрование 100 см 3 воды, см 3
0
Окисляемость, О2/дм 3
0,2
Водородный показатель (рН)
5,5
Массовая концентрация, мг/дм 3
— кальция
0,12
— магния
0,04
— железа
0,01
— сульфатов
2,0
— хлоридов
2,0
— кремния
0,2
— гидрокарбонатов
0
4. Нормы качества питьевой воды для производства пива и безалкогольной продукции.
Наименование
Требования по ТИ 10-5031536-73-10 к воде для производства:
пива
безалкогольных напитков
pH
6-6,5
3-6
Cl-, мг/л
100-150
100-150
SO4 2- , мг/л
100-150
100-150
Mg 2+ , мг/л
следы
Ca 2+ , мг/л
40-80
K ++ Na + , мг/л
Щелочность, мг-экв/л
0,5-1,5
1,0
Сухой остаток, мг/л
500
500
Нитриты, мг/л
0
следы
Нитраты, мг/л
10
10
Фосфаты, мг/л
Алюминий, мг/л
0,5
0,1
Медь, мг/л
0,5
1,0
Силикаты, мг/л
2,0
2,0
Железо, мг/л
0,1
0,2
Марганец, мг/л
0,1
0,1
Окисляемость,мг O2/л
2,0
Жесткость, мг-экв/л
5. Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов ( по РД 24.031.120-91).
Система теплоснабжения
Показатель
открытая
закрытая
Температура сетевой воды, ° С
115
150
200
115
150
200
Прозрачность по шрифту, см, не менее
40
40
40
30
30
30
Карбонатная жесткость, мкг-экв/кг:
при рН не более 8,5
800/700
750/600
375/300
800/700
750/600
375/300
при рН более 8,5
Не допускается
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг
50
30
20
50
30
20
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/кг
300
300/250
250/200
600/500
500/400
375/300
Значение рН при 25 ° С
От 7,0 до 8,5
От 7,0 до 11,0
Свободная углекислота, мг/кг
Должна отсутствовать или находиться в пределах, обеспечивающих поддержание рН не менее 7,0
Содержание нефтепродуктов, мг/кг
1,0
В числителе указаны значения для котлов на твердом топливе, в знаменателе — на жидком и газообразном.
Для тепловых сетей, в которых водогрейные котлы работают параллельно с бойлерами, имеющими латунные трубки, верхний предел рН сетевой воды не должен превышать 9,5.
Содержание растворенного кислорода указано для сетевой воды; для подпиточной воды оно не должно превышать 50 мкг/кг.
6. Нормы качества питательной воды для котлов (по ГОСТ 20995-75).
Наименование показателя
Норма для котлов абсолютным давлением, МПа (кгс/см 2 )
до 1,4 (14) включительно
2,4 (24)
3,9 (40)
Общая жесткость, мкмоль/дм 3 (мкг-экв/дм 3 )
15 * /20(15 * /20)
10 * /15(10 * /15)
5 * /10(5 * /10)
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/дм 3 )
300 Не нормируется
100 * /200
50 * /100
Содержание соединений меди (в пересчете на Сu), мкг/дм 3
Не нормируется
10 * Не нормируется
Содержание растворенного кислорода, мкг/дм 3
30 * /50
20 * /50
20 * /30
Значение рН (при t = 25 ° С)
8,5-9,5 **
Содержание нитритов (в пересчете на NO2 — ), мкг/дм 3
Не нормируется
20
Содержание нефтепродуктов, мг/дм 3
3
3
0,5
* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе при локальном тепловом потоке более 350 кВт/м 2 [3*10 5 ккал/(м 2 *ч)], а в знаменателе — для котлов, работающих на других видах топлива при локальном тепловом потоке до 350 кВт/м 2 [3*10 5 ккал/(м 2 *ч)] включительно. ** При наличии в системе подготовки добавочной воды промышленных и отопительных котельных фазы предварительного известкования или содоизвесткования, а также при значениях карбонатной жесткости исходной воды более 3,5 мг-экв/дм 3 и при наличии одной из фаз водоподготовки (натрий—катионирования или аммоний—натрий—катионирования) допускается повышение верхнего предела значения рН до 10,5. При эксплуатации вакуумных деаэраторов допускается снижение нижнего предела значения рН до 7,0.
7. Нормы качества дистиллированной воды (по ГОСТ 6709-96).
Наименование показателя
Норма
Массовая концентрация остатка после выпаривания, мг/дм 3 , не более
5
Массовая концентрация аммиака и аммонийных солей (NH4 ), мг/дм 3 , не более
0,02
Массовая концентрация нитратов (NО3 ), мг/дм 3 , не более
0,2
Массовая концентрация сульфатов (SO4 ), мг/дм 3 , не более
0,5
Массовая концентрация хлоридов (Сl), мг/дм 3 , не более
0,02
Массовая концентрация алюминия (Аl), мг/дм 3 , не более
0,05
Массовая концентрация железа (Fe), мг/дм 3 , не более
0,05
Массовая концентрация кальция (Сa), мг/дм 3 , не более
0,8
Массовая концентрация меди (Сu), мг/дм 3 , не более
0,02
Массовая концентрация свинца (Рb), %, не более
0,05
Массовая концентрация цинка (Zn), мг/дм 3 , не более
0,2
Массовая концентрация веществ, восстанавливающих КМnО4 (O), мг/дм 3 , не более
0,08
pH воды
5,4 — 6,6
Удельная электрическая проводимость при 20 ° С, Cименс/м, не более
5*10 -4
8. Нормы качества воды для электронной техники (по ОСТ 11.029.003-80, ASTM D-5127-90).
Параметры воды
Марка воды по ОСТ 11.029.003-80
Марка воды по нормам ASTM D-5127-90
А
Б
В
Е-1
Е-2
Е-3
Е-4
Удельное сопротивление при температуре 20 0 С, МОм/см
18
10
1
18
17,5
12
0,5
Содержание органических веществ (окисляемость), мг О2/л, не более
1,0
1,0
1,5
Общий органический углерод, мкг/л, не более
25
50
300
1000
Содержание кремниевой кислоты (в пересчете на SiO3 -2 ), мг/л, не более
0,01
0,05
0,2
0,005
0,01
0,05
1,0
Содержание железа, мг/л, не более
0,015
0,02
0,03
Содержание меди, мг/л, не более
0,005
0,005
0,005
0,001
0,001
0,002
0,5
Содержание микрочастиц с размером 1-5 мкм, шт/л, не более
20
50
Не рег-ламент
Содержание микроорганизмов, колоний/мл, не более
2
8
Не рег-ламент
0,001
0,01
10
100
Хлориды, мкг/л, не более
1,0
1,0
1,0
100
Никель, мкг/л, не более
0,1
1,0
2
500
Нитраты, мг/л, не более
1
1
10
1000
Фосфаты, мг/л, не более
1
1
5
500
Сульфат, мг/л, не более
1
1
5
500
Калий, мкг/л, не более
2
2
5
500
Натрий, мкг/л, не более
0,5
1
5
500
Цинк, мкг/л, не более
0,5
1
5
500
9.Нормы качества воды для гальванических производств ( по ГОСТ 9.314-90)
Таблица 1
Наименование показателя
Норма для категории
1
2
3
Водородный показатель рН
6,0 — 9,0
6,5 — 8,5
5,4 — 6,6
Сухой остаток, мг/дм 3 , не более
1000
400
5,0 *
Жесткость общая, мг-экв/дм 3 , не более
7,0
6,0
0,35 *
Мутность по стандартной шкале, мг/дм 3 , не более
2,0
1,5
—
Сульфаты (SO4 2- ), мг/дм 3 , не более
500
50
0,5 *
Хлориды (Сl — ), мг/дм 3 , не более
350
35
0,02 *
Нитраты (NO3 — ), мг/дм 3 , не более
45
15
0,2 *
Фосфаты (РO4 3- ), мг/дм 3 , не более
30
3,5
1,0
Аммиак, мг/дм 3 , не более
10
5,0
0,02 *
Нефтепродукты, мг/дм 3 , не более
0,5
0,3
—
Химическая потребность в кислороде, мг/дм 3 , не более
150
60
—
Остаточный хлор, мг/дм 3 , не более
1,7
1,7
—
Поверхностно-активные вещества (сумма анионных и неионогенных), мг/дм 3 , не более
5,0
1,0
—
Ионы тяжелых металлов, мг/дм 3 , не более
15
5,0
0,4
Железо
0,3
0,1
0,05
Медь
1,0
0,3
0,02
никель
5,0
1,0
—
цинк
5,0
1,5
0,2 *
хром трехвалентный
5,0
0,5
—
15. Удельная электрическая проводимость при 20 ° С, См/м, не более
2х10 -3
1х10 -3
5х10 -4
* Нормы ингредиентов для воды 3-й категории определяются по ГОСТ 6709.
Примечание. В системах многократного использования воды допускается содержание вредных ингредиентов в очищенной воде выше, чем в табл.1 но не выше допустимых значений в промывной ванне после операции промывки (табл.2).
Таблица 2
Наименование компонента или иона электролита
Наименование операции, перед которой проводится промывка
Наименование электролита, перед которым проводится промывка
Допустимая концентрация основного компонента в воде после операции промывки сд, мг/дм 3
Общая щелочность в пересчете на едкий натр
—
Щелочной Кислый или цианистый
800 100
Анодное окисление алюминия и его сплавов
—
50
Красители (для окрашивания покрытий Ан. Окс)
Межоперационная промывка, сушка
—
5
Кислота в пересчете на серную
—
Щелочной Кислый Цианистый
100 50 10
Наполнение и пропитка покрытий, сушка
—
10
CN — общ, Sn 2+ , Sn 4+ , Zn 2+ , Cr 6+ , Pb 2+
Межоперационная промывка, сушка
—
10
CNS — , Cd 2+
Межоперационная промывка, сушка
—
15
Cu 2+ , Cu +
Никелирование Сушка
—
2 10
Ni 2+
Меднение Хромирование, сушка
—
20 10
Fe 2+
Сушка
—
30
Соли драгоценных металлов в пересчете на металл
Сушка
—
1
За основной компонент (ион) данного раствора или электролита принимают тот, для которого критерий промывки является наибольшим.
При промывке изделий, к которым предъявляются особо высокие требования, допустимые концентрации основного компонента могут устанавливаться опытным путем.
Концентрации основных ингредиентов в воде на выходе из гальванического производства приведены в табл.3
Таблица 3
Наименование ингредиента
Концентрация основных вредных ингредиентов в воде на выходе из гальванического цеха, мг/дм 3 , не более
Хром шестивалентный
1000
Медь
30
Никель
50
Цинк
50
Кадмий
15
Свинец
10
Олово
10
Хлориды (Cl — )
500
Сульфаты (SO4 2- )
1000
Цианиды (CN—)
30
Нитраты (NО3 — )
60
Аммиак
15
1.3. В гальваническом производстве следует применять системы многократного использования воды, обеспечивающие
10. Нормы качества воды для гемодиализа (по ГОСТ 52556-2006).
Наименование показателя
Значение показателя
Массовая концентрация алюминия, мг/куб. дм, не более
0,0100
Массовая концентрация сурьмы, мг/куб. дм, не более
0,0060
Массовая концентрация мышьяка, мг/куб. дм, не более
0,0050
Массовая концентрация бария, мг/куб. дм, не более
0,1000
Массовая концентрация бериллия, мг/куб. дм, не более
0,0004
Массовая концентрация кадмия, мг/куб. дм, не более
0,0010
Массовая концентрация кальция, мг/куб. дм, не более
2,0
Массовая концентрация хлорамина, мг/куб. дм, не более
0,1000
Массовая концентрация хрома, мг/куб. дм, не более
0,0140
Массовая концентрация меди, мг/куб. дм, не более
0,1000
Массовая концентрация цианидов, мг/куб. дм, не более
0,0200
Массовая концентрация фторидов, мг/куб. дм, не более
0,2000
Массовая концентрация свободного остаточного хлора, мг/куб. дм, не более
0,5000
Массовая концентрация свинца, мг/куб. дм, не более
0,0050
Массовая концентрация магния, мг/куб. дм, не более
2,0
Массовая концентрация ртути, мг/куб. дм, не более
0,0002
Массовая концентрация нитратов, мг/куб. дм, не более
2,000
Массовая концентрация калия, мг/куб. дм, не более
2,0
Массовая концентрация селена, мг/куб. дм, не более
0,0050
Массовая концентрация натрия, мг/куб. дм, не более
50
Массовая концентрация сульфатов, мг/куб. дм, не более
100
Массовая концентрация олова, мг/куб. дм, не более
0,1000
Массовая концентрация цинка, мг/куб. дм, не более
0,1000
Удельная электрическая проводимость, мкСм/м, не более
5,0
11. Нормы качества «Вода очищенная» (по ФС 42-2619-97 и EP IV 2002).
Показатели
ФС 42-2619-97
EP IV изд. 2002
Методы получения
Дистилляция, ионный обмен, обратный осмос или другие подходящие методы
Дистилляция, ионный обмен или другие подходящие методы
Описание
Бесцветная прозрачная жидкость без запаха и вкуса
Бесцветная прозрачная жидкость без запаха и вкуса
Качество исходной воды
—
Вода, соотв. требованиям на воду питьевую Европейского Союза
рН
5.0-7.0
—
Сухой остаток
≤0.001%
—
Восстанавливающие вещества
Отсутствие
Альтернативный ООУ ≤0.1мл 0.02 KMnO4 / 100 мл
Диоксид углерода
Отсутствие
—
Нитраты, нитриты
Отсутствие
≤0.2 мг/л (нитраты)
Аммиак
≤0.00002%
—
Хлориды
Отсутствие
—
Сульфаты
Отсутствие
—
Кальций
Отсутствие
—
Тяжелые металлы
Отсутствие
≤0.1 мг/л
Кислотность/щелочность
—
—
Алюминий
—
≤10мкг/л (для гемодиализа)
Общий органический углерод (ООУ)
—
≤0,5 мг/л
Удельная электропроводность (УЭ)
—
≤4.3 мкСм/см (20 о С)
Микробиологическая чистота
≤100 м.о./мл при отсутствии сем Enterobacteriaceae Staphylococcus aureus , Pseudomonas aeruginosa
≤100 м.о./ мл
Бактериальные эндотоксины (БЭ)
—
≤0.25 ЕЭ/мл для гемодиализа
Маркировка
На этикетке указывается, что вода может использоваться для приготовления диализных растворов
12.Нормы качества «Вода для инъекций» (по ФС 42-2620-97 и EP IV 2002).
Показатели
ФС 42-2620-97
EP IV изд. 2002
Методы получения
Дистилляция, обратный осмос
Дистилляция
Качество исходной воды
—
Вода, соотв. требованиям на воду питьевую Европейского Союза
Микробиологическая чистота
≤100 м.о./мл при отсутствии сем Enterobacteriaceae Staphylococcus aureus , Pseudomonas aeruginosa
≤10КОЕ/ 100мл
Пирогенность
Апирогенна (биологический метод)
—
Бактериальные эндотоксины (БЭ)
≤0.25ЕЭ/мл (изменение №1),
≤ 0.25 ЕЭ/мл
Удельная электропроводность
—
≤1.1 мкСм/см (20 о С)
ООУ
—
≤0.5 мг/л
Использование и хранение
Используют свежеприготовленной или хранят при температуре от 5 о С до 10 о С или от 80 о С до 95 о С в закрытых емкостях из материалов, не изменяющих свойств воды, защищающих воду от попадания механических включений и микробиологических загрязнений, но не более 24 часов
Хранится и распределяется в условиях, предотвращающих рост микроорганизмов и попадание других видов загрязнений.
Маркировка
На этикетке емкостей сбора и хранения воды для инъекций должно быть обозначено «не простерилизовано»
—
13. Рекомендуемое качество воды для полива тепличных культур.