Околоплодные воды – от а до я
Все в организме беременной женщины устроено для того, чтобы благополучно выносить и родить ребенка. Вот, например, околоплодные воды – удивительная среда, в которой малыш живет все девять месяцев беременности и которая помогает ему мягко и комфортно появиться на свет.
Круговорот воды в природе
Откуда берутся околоплодные воды? Начнем с того, что ребенок плавает в матке не просто так: вокруг него, как и вокруг космонавта, есть своеобразный скафандр – особые оболочки, их так и называют: плодные оболочки. Вместе с плацентой они образуют плодный пузырь, который и заполнен околоплодной жидкостью. В самом начале беременности именно клетки плодного пузыря и продуцируют околоплодные воды. На поздних сроках околоплодную жидкость дополнительно производят почки ребенка. Малыш сначала заглатывает воды, в желудочно-кишечном тракте они всасываются, а потом выходят из организма вместе с мочой обратно в плодный пузырь. Приблизительно каждые три часа жидкость в плодном пузыре полностью обновляется. То есть «отработанные» воды выходят, а их место занимают новые – совершенно обновленные. И этот круговорот вод продолжается все 40 недель.
Зачем нужна вода
А как же дыхание, младенец не захлебнется в воде? Конечно. ребенок в животе у мамы дышит, но пока не легкими – кислород поступает к нему через плаценту. И только после рождения и первого крика легкие расправятся и кроха сделает ими первый настоящий вдох. А пока он просто периодически заглатывает околоплодную жидкость, но в легкие она попасть никак не может.
Кстати, даже в родах без вод не обойтись – во время схваток голова ребенка давит на шейку матки и помогает ей раскрыться. Но воды, расположенные в плодном пузыре впереди головы малыша, смягчают это давление и шейка раскрывается более плавно.
Так что в организме беременной женщины все продумано, и вода прекрасно подходит для жизни будущего малыша.
Количество и качество
При каждом УЗИ малыша врач оценивает и околоплодные воды: их количество, прозрачность, наличие посторонней взвеси.
Количество. Если вод меньше или больше, чем положено в определенный срок, то, возможно, в организме женщины что-то не так. Но к счастью, это бывает редко, а вот заключение «умеренное маловодие» после УЗ-исследования встречается сплошь и рядом. Будущую маму этот диагноз всегда волнует, но обычно он означает, что количество околоплодной жидкости уменьшилось незначительно. Если дополнительные обследования (КТГ, доплерография) покажут, что с малышом все в порядке, то ничего страшного в умеренном маловодии нет, возможно, это такая особенность протекания беременности.
Качество. В норме околоплодные воды прозрачные, как вода. К концу беременности они иногда немного мутнеют из-за того, что в них попадают клетки эпидермиса с кожи малыша, частицы первородной смазки – они-то и дают небольшую взвесь в водах, которую видно на УЗИ. Это тоже вариант нормы.
Про то, что в какой-то момент родов или прямо перед ними околоплодные воды изливаются, слышали все будущие мамы. И естественно, что вопросы у беременных женщин одни и те же: как и когда это происходит? что я почувствую? что делать после отхождения вод? Здесь все просто.
Когда отходят воды. В идеале, воды изливаются во время первого периода родов, когда шейка матки полностью или почти полностью открыта. Плодный пузырь истончается и во время схватки разрывается. Сразу после этого схватки значительно усиливаются, и появление ребенка на свет уже не за горами. Но воды могут отойти и до начала схваток, так сказать, «на ровном месте». Этот момент называют преждевременным излитием вод. Если же схватки есть, но шейка матки еще не готова, то такие излитие вод называют ранним.
Как отходят воды. Изливаются околоплодные воды по-разному. Могут как в художественных фильмах – вдруг в общественном месте у будущей мамы по ногам начинает течь вода. Да, такое бывает, но все-таки драматизм ситуации в кино несколько преувеличен. Околоплодная жидкость не всегда льется сильным потоком, очень часто выходят не все воды, а только так называемые передние, то есть те, которые расположены впереди головки малыша, а их обычно 100–200 мл. Оставшаяся часть околоплодной жидкости – задние воды – изливаются после рождения ребенка.
Так что обычно будущая мама чувствует, что ее белье вдруг стало очень мокрым. или ей кажется, что у нее произошло непроизвольное мочеиспускание. Но может быть и такой вариант: плодный пузырь разорвался не полностью, а только где-то надорвался и воды отходят маленькими порциями. Тогда женщина всего лишь почувствует, что выделения стали обильнее и водянистее, чем раньше. Это называется подтеканием околоплодных вод.
Что делать после того, как воды отойдут. Не важно, есть схватки или нет, отошло много вод или всего чуть-чуть – все это повод для того, чтобы сразу же поехать в роддом. Бояться здесь нечего: сегодня считается, что безопасный безводный промежуток уже не 6 часов как раньше, а гораздо больше. Но, тем не менее, если воды излились, маме надо быть под постоянным контролем врачей.
Будущие мамы часто волнуются, а различные ужастики из Интернета и рассказы добрых подруг тревожность только усиливают. Что же обычно беспокоит женщину, если речь заходит об околоплодных водах?
Плодный пузырь разорвется (надорвется) раньше времени, а я этого не замечу. Обычно этот страх появляется в конце беременности, когда под действием гормонов увеличивается количество выделений из влагалища. Часто их так много и они так обильны, что женщине кажется, что у нее подтекают воды. На самом деле воды и выделения отличить можно: выделения слизистые, более плотные или густые, на белье оставляют характерный белый цвет или засохшее пятно. Околоплодная жидкость – это все-таки вода, она не вязкая, не тянется, как выделения, и высыхает на белье без характерного следа. Но если сомнения остаются, воды это или просто жидкие выделения из влагалища, не стоит сидеть дома и бояться. Лучше отправиться к врачу на консультацию – он-то уж точно увидит, что это такое. Если ситуация повторится, то можно купить в аптеке специальный тест, который показывает, есть подтекание вод или нет (он может быть в виде обычной полоски, похожей на тест для определения беременности или даже в виде специальной прокладки).
В родах всем женщинам прокалывают плодный пузырь, а вдруг и мне это сделают? Вскрытие плодного пузыря очень активно обсуждается и осуждается в Интернете, и это понятно: многие женщины не понимают, зачем им это сделали. Да, эту манипуляцию и правда проводят часто, но вот слухи о том, что плодный пузырь вскрывают в роддомах всем подряд, несколько преувеличены. Так зачем его все-таки вскрывают? В идеале, только лишь для того чтобы помочь маме и ребенку.
— Например, если схватки ослабли, то вскрытие плодного пузыря может их усилить и тогда не придется назначать стимуляцию с помощью окситоцина.
— Иногда у плодного пузыря нет передних вод, такой пузырь называется плоским. В результате его оболочки натягиваются на голову ребенка, и пузырь не только не помогает нормальной родовой деятельности, но и задерживает ее.
— Редко, но бывает, что плодные оболочки такие плотные, что даже при полном открытии шейки пузырь сам не вскрывается. Если его не вскрыть, то потужной период затягивается, так как такой плодный пузырь мешает продвижению головки ребенка. Раньше, если пузырь не вскрывали, ребенок мог родиться в плодных оболочках в состояние асфиксии. Про таких детей говорили: «Родился в рубашке, будет счастливым!». А счастье здесь в одном – его удалось достать из этой «рубашки» живым.
После рождения водная среда ребенку уже не нужна. Теперь у него другой тип дыхания, кровообращения, пищеварения. И начинается новая, удивительная и интересная, жизнь на суше.
Памятка для мам
1. Воды могут отойти как во время схваток, так и без них («на ровном месте»).
2. Околоплодная жидкость изливается по-разному: может хлынуть фонтаном, а может и незаметно подтекать.
3. Не важно, есть схватки или нет, отошло много вод или всего чуть-чуть, – ехать в роддом надо в любом случае.
4. Боитесь, что подтекают воды, – сходите к врачу, он точно увидит, что это такое. Можно купить специальный тест на подтекание вод.
5. Вам предлагают вскрыть плодный пузырь? Не переживайте – это совершенно безболезненная манипуляция.
Источник
Умеренная вода это как
Запах скошенной травы, сена
Запахи естественного происхождения, не подходящие под предыдущие определения
Запахи второй группы (искуственного происхождения) называют по определяющим запах веществам: хлорный, бензиновый и т.д.
Вкус и привкус
Интенсивность вкуса и привкуса определяется также по 6-балльной шкале (табл.4)
Таблица 4. Характеристика вод по интенсивности вкуса
Оценка вкуса и привкуса, баллы
Интенсивность вкуса и привкуса
Характер проявления вкуса и привкуса
Вкус и привкус не ощущается
Вкус и привкус сразу ощущается потребителем, но обнаруживаются при тщательном тестировании
Вкус и привкус замечаются, если обратить на это внимание
Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воду
Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья
Вкус и привкус настолько сильны, что делают воду непригодной к употреблению
Для питьевой воды допускаються значения показателй вкуса и привкуса не более 2 баллов.
Различают 4 вид вкусов:
Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений — привкуса — выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чащу всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький — сульфатом магния, кислый — избытком свободного диоксида углерода и т.д.
Показатель качества воды, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных соединений, выражается в градусах платино-кобальтовой шкалы и определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами.
Цветность природных вод обусловлена главным образом присутсвием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа, колеблется от единиц до тысяч градусов (табл.5)
Таблица 5. Характеристика вод по цветности
Единицы измерения, градус платино-кобальтовой шкалы
Более 80 до 120
Взвешенные твердые примеси, присуствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспедированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды.
Содержание в воде взвешенных примесей, измеряемое в мг/л, дает представление о загрязненности воды частицами, в основном, условным диаметром более 10 (в -4 степени) мм.
Водородный показатель (рН)
Величина рН воды — один из важнейших показателей качества вод для определения тсабильности воды, ее накипеобразующих и коррозионных свойств, прогнозирования химических и биологических процессов, происходящих в природных водах. В зависимости от рН воду рационально делить на семь групп (табл.6)
Таблица 6. Классификация вод по рН
От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность многих организмов, агрессивное действие воды на металлы и бетон. Величина рН воды также влияет на процессы превращения различных форм биогенных элементов, изменяет токсичность загрязняющих веществ.
В соответсвии с требованиями к составу и свойствам питьевой воды, величина рН не должна выходить за пределы интервала значений 6,0-9,0. Контроль уровня рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его «уход» в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий.
При низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, вызывает раздражение глаз и кожи.
Минерализация — суммарное содержание всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ. Минерализация природных вод, определяющая их удельную электропроводность, изменяется в широких пределах. Большинство рек имеет минерализацию от нескольких десятков миллиграммов в литре до нескольких сотен. Их удельная электропроводимость варьируется от 30 до 1500 мкСм/см. Минерализация подземных вод и соленых озер изменяется в интервале от 40-50 мг/л до сотен г/кг (плотность в этом случае уже значительно отличается от единицы). Удельная электропроводимость атмосферных осадков с минерализацией от 3 до 60 мг/л составляет значения 10-120 мкСм/см.
Таблица 7. Характеритика вод по минерализации
Единица измерения, г/л
Предел пресных вод — 1 г/л — установлен в связи с тем, что при минерализации более этого значения вкус воды неприятен — соленый или горько-соленый.
Предел — граница между солоноватыми и солеными водами — принят на том основании, что при минерализации около 25 г/л температура замерзания воды и температура наибольшей плотности морской воды совпадают, и при этом меняются некоторые свойства воды.
Граница 50 г/л между солеными водами и рассолами обусловлена тем, что соленость больше этого значения не бывает в морях; Такая соленость характерна только для соленых озер и некоторых подземных вод.
Таблица 8. Характеристика вод по общей минерализации (наиболее распространеннная градация)
Общая минерализация, г/л
Более 3,0 до 10,0
Более 10,0 до 50,0
Более 50,0 до 300,0
В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная минерализация не должна превышать 1000 мг/л. Вода содержащая большое количество солей, отрицательно влияет на растения и человека, вызывает образование накипи на стенках котлов, коррозию, засоление почв. Регулярное употребление высокоминерализированной воды приведет к болезням пищеварения, обмена веществ, повышеной сухости кожи.
Жесткость воды обуславливается наличием в воде ионов кальция, магния, стронция, бария, железа, марганца. Но общее содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других перечисленных ионов — и даже их суммы. Поэтому под жесткостью понимают сумму количеств ионов кальция и магния — общая жесткость, складывающаяся из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая — наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. Однако при значении жесткости воды более 9 ммоль/л нужно учитывать содержание в воде стронция и других щелочноземельных металлов.
По стандарту ИСО 6107-1-8: 1996, включающему более 500 терминов, жесткость определяется как способность воды образовать пену мылом. Содержание в питьевой воде кальция и магния играет важнейшую роль для человеческого организма. Недостаточность кальция в организме негативно сказывается на функии сердечной мышцы и на активности некоторых ферментов. А недостаток содержания кальция в крови ведет к понижению возбуждаемости нервной системы и, как следствие, к возникновению судорог. Кальций необходим для формирования костных тканей, в том числе зубов. Соли магния тоже необходимы человеку, поскульку входят в ряд жизненно важных ферментов. Дефицит магния проводит к коронарной болезни сердца; с другой стороны, повышенное содержание магния угнетающе действуют на нервную систему, поражая двигательные нервные окончания.
По значению общей жесткости природные воды делят на группы (табл.9)
Таблица 9. Классификация воды по жесткости
Единица измерения, ммоль/л
В естественных условиях ионы кальция и магния определяющие жесткость, поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с карбонатными минералами и других процессов растворенияи химического выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, протекающие в почвах. Обычно преобладает жесткость, обусловленая ионами кальция (до 70%); однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки ммоль/л). Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего — в период половодья.
Росстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м 3). Один моль на кубический метр соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция 20,04 г/м 3 (мг/л) или ионов магния 12,153 г/м 3 (мг/л). Т.е., 1 моль/м 3 = 1 ммоль/л = 1 мг-экв/л — 1 мг-экв/дм 3 . В зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус (ppm CaCO³).
Основные единицы жесткости воды и их соотношение:
Немецкий градус, do
gpg (grain per gallon,
Прим.1 Опалесценция — «[опал + лат. -escenua суффикс, означающий слабое действие] — физ. явление рассеяния света мутной средой, обусловленное ее оптической неоднородностью; наблюдается, напр. , при освещении большинства коллоидных растворов, а также у веществ в критическом состоянии
Опалесценция критическая — резкое усиление рассеяния света чистыми веществами (газами или жидкостями) в критических состояниях, а также растворами при достижении ими критических точек смешения.
Повышенная жесткость воды негативно отражается на здоровье человека. В быту появление накипи приводит к уменьшению срока слыжбы водонагревателей, ухудшаются моющие свойства мыла и стиральных порошков, из-за горьковатого привкуса ухудшаются вкусовые свойства воды.
Порог вкуса для иона кальция лежит в диапазоне 2-6 ммоль/л, в зависимости от соответствующего аниона. Порог вкуса для магния и того ниже, наилучшие вкусовые свойства имеет вода с жсткостью 1,6-3,0 ммоль/л.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) не регламентирует величину жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говориться о том, что несмотря на выявленную статистическим путем зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, этих данных недостаточно для вывода о причинном характере этой связи. Однозначно не доказано и то, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.
Растворенный кислород
Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями, т.е. в результате физико-химических и биохимических процессов. Содержание растворенного кислорода зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды*, минерализации воды и др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным суточным колебаниям. В зимний и летний периоды количество кислорода в воде различается. Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов — 6 мг/л (для ценных пород рыбы) и 4 мг/л (для остальных пород рыбы).
Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению.
Концентрация кислорода в воде определяет направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Понижение содержания кислорода до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыбы в водоемах. Неблагоприятно сказывается на состоянии водных объектов и чрезмерное насыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза, если это происходит в водоемах с застойной водой.
Содержание кислорода в водоемах с различной степенью загрязненности:
Таблица 10. Уровень загрязнения воды и класс качества
| Растворенный кислород | |||
| Очень чистые, I | лето, мг/л | зима, мг/л | % насыщения |
| Чистые, II | 9 | 14-13 | 95 |
| Умеренно загрязненные, III | 8 | 12-11 | 80 |
| Загрязненные, IV | 7-6 | 10-9 | 70 |
| Грязные, V | 5-4 | 5-4 | 60 |
| Очень грязные, VI | 3-2 | 5-1 | 30 |
| 0 | 0 | 0 | |
*Турбулизация приводит к нарушению поверхностного натяжения воды. При этом разрывается поверхностная пленка и облегчается выход газов из воды. Благодаря турбулентному движению происходит перемешивание частиц воды и непрерывное обновление поверхности соприкосновения воды с паром. Это ускоряет выход газа из воды и переход его в пар. Турбулизация движения воды создается потоком пара, пересекающим струи воды.
Вопросы контроля качества воды внесли в понятие биогенных элементов широкий смысл: к ним относят соединения (точнее, компоненты воды), которые, во-первых, являются продуктами жизнедеятельности различных организмов; во-вторых, являются «строительным материалом» для живых организмов. В первую очередь к ним относятся соединения азота (нитраты, нитриты, органические и неорганические аммонийные соединения), фосфора (ортофосфаты, полифосфаты, органические эфиры фосфорной кислоты и др.).
Соединение серы интересны в этой связи,в меньшей степени, так как сульфаты уже расматривали в аспекте компонента минерального состава воды, а сульфиды и гидросульфиты, если приутствуют в природных водах, то в очень малых концентрациях и могут быть обнаружены по запаху.
Нитраты
Фосфаты и общий фосфор
Фосфор является необходимым элементом для жизни, однако его избыток приводит к ускорению эвтрофикации водоемов**. Большие количества форсфора могу попадать в водоемы в результате естесственных и антропогенных процессов — поверхностной эрозии почв, неправильного или избыточного применения минеральных удобрений и др.
ПДК полифосфатов в воде водоемов составляет 3,5 мг/л в пересчете на фосфат-ион РО4 -3 , лимитирующий показатель вредности — органолептический.
Биохимическая потребность в кислороде (БПК)
БПК — показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ. Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся останки организмов растительного и животного происхождения, как живших в воде, так и попавших в водоем с листвы, по воздуху, с берегов и т.п. Кроме природных, существуют также техногенные источники органических веществ.
В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями с образованием двуокиси углерода. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации кислорода, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ.
Чаще определяют биохимическое потребление кислорода за пять суток — БПК5, и, как правило, этот показатель в поверхностных водоемах находится в пределах 0,5-4,0 мг/л.
Таблица 11. Характеристика вод по БПК5
| Степень загрязнения (класс чистоты) | БПК5, мг О2 /дм 3 |
| Очень чистая | |
| Чистая | 1,1-1,9 |
| Умеренно загрязненная | 2,0-2,9 |
| Загрязненная | 3,0-3,9 |
| Грязная | 4,0-10,0 |
| Очень грязная | Более 10,0 |
Особенностью биохимического окисления органических веществ в воде является сопутствующий ему процесс нитрификации (окисление азотосодержащих соединений нитрофицирующими бактериями), искажающий характер потребления кислорода.
Норматив на БПК для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования — 3 мг/л, для водоемов культурно-бытового водопользования — 6 мг/л.
Аммоний
Катионы аммония являются продуктом микробиологического разложения белков животного и растительного происхождения. Образовавшийся таким образом аммоний вновь вовлекается в процесс синтеза белков. По этой причине аммоний и его соединения в небольших концентрациях обычно присутствуют в природных водоемах.
Аммонийные соединения в больших количествах входят в состав минеральных и органических удобрений, кроме того, аммонийные соединения в значительных количествах присутсвуют в нечистотах (фекалиях). По этим причинам повышенное содержание аммонийного азота в поверхностных водах обячно является признаком хозяйственно-фекальных загрязнений.
ПДК аммиака и ионов аммония в воде водоемов составляет 2,6 мг/л. Согласно СанПин 2.1.45.1074-01 ПДК аммония в питьевой воде составляет 2,0 мг/л. По данным ВОЗ, сожержание аммония не должно превышать 0,5 мг/л. Постоянный прием внутрь воды с повышенным содержанием аммония вызывает хронический ацидоз и изменения в тканях.
Нитриты
Нитритами называются соли азотистой кислоты. Нитрит-анионы являются промежуточными продуктами биологического разложения азотсодержащих органических соединений. Благодаря способности превращаться в нитраты, нитриты, как правило, отсутствуют в поверхностных водах. ПДК нитритов (по NO 2- ) в воде водоемов составляет 3,3 мг/л, для питьевой воды – 2,0 мг/л.
Фтор (фториды)
Фтор в виде фторидов может содержаться в природных и грунтовых водах. Избыток фтора в организме вызывают разрушение зубной эмали, осаждает кальций, что приводит к нарушениям кальциевого и фосфорного обмена. По этим причинам определение фтора в питьевой воде, а также грунтовых водах (например, воде колодцев и артезианских скважин) и воде водоемов хозяйственно-питевого назначения, является очень важным. ПДК фтора в питьевой воде для разных климатических районов составляет от 0,7 до 1,5 мг/л.
Железо общее
Железо — один из самых распространенных элементов в природе. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом.
В природной воде железо содержится в виде соединений, в которых железо может быть двух- или трехвалентным. В свою очередь, соединения железа могут образовывать истинные или коллоидные растворы. На воздухе двухвалентное железо быстро окисляется до трехвалентного, растворы которого имеют бурую окраску.
Таким образом, поскольку соединения железа в воде могут существовать в различных формах, точные результаты могут быть получены только при определении суммарного железа во всех его формах, так называемого «общего железа», хотя иногда возникает необходимость определить железо в его индивидуальных формах.
Двухвалентное железо (Fe 2+ ) почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи при определенных уровнях рН, когда гидроксид железа (II) выпадает в осадок. Реакция окисления (Fe 2+ ) ⇔ (Fe 3+ ) широко распространена в природе. Трехвалентное железо (Fe 3+ ) — гидроксид железа (III), Fe(OH)3 — нерастворим в воде. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе разных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению.
Железобактерии встречаются практически везде. Их «визитной карточкой» можно считать ржавую слизь, покрывающие трубу водопровода.
Некоторые виды бактерий (например, Gallionella ferruginea, вид стебельчатых, лентоподобных бактерий) «питаюся» растворенным железом в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии, при отмирании железобактерии откладываются в вышеупомянутой слизи.
Коллоидное железо — это нерастворимые, невидимые глазу частицы размером менее 1 микрона. Из-за малогог размера их очень сложно удалить фильтрованием с помощью гранулированных фильтрующих материалов. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда, отталкивающего частицы друг от друга и препятсвующие их укрупнению, создают в воде суспензии, которые не выпадают в осадок, а находятся во взвешенном состояни. Коллоидное железо характерно для поверхностных вод (коллоиды Fe(OH)3 ).
Некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые хелатами. Так, прекрасными хелатообразующими агентами являются фульво- и гуминовые кислоты, играющие важную роль в почвенном ионообмене.
Основной формой железа в поверхностных водах являются комплексные соединения трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом с солями гуминовых кислот — гуматами. В болотных водах, где много гумусовых веществ, всегда много железа. При рН = 8,0 основной формой железа в воде является гидроксид железа Fe(OH)3, находящаяся во взвешенной коллоидной форме. В подземных водах железо присутсвует в основном в растворенном двухвалентном виде. Трехвалентное железо при определенных условиях также может присутсвовать в воде в растворенном виде как в форме неорганических солей (например, сульфатов), так и в составе растворимых органических комплексов.
Согласно СанПин 2.1.4.1074-01 содержание железа не должно превышать 0,3 мг/л (а по нормам Европейского сообщества даже 0,2 мг/л). При уровне установленного ВОЗ переносимого суточного потребления (ПСП) железа, равном 0,8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде составляет 2 мг/л. Избыток железа, в первую очередь, оказывает токсичное влияние на печень, селезенку, головной мозг; может усиливать протекание воспалительных процессов.
Дефицит железа в организме приводит к анемии, патологиям сердечной мышцы и скелетных мышц, а также может быть причиной снижения иммунитета. Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена.
Тяжелые металлы
Понятие «Тяжелые металлы» не относится к строго определенным. Разные авторы в составе группы тяжелых металлов указывают разные химические элементы. В экологических публикациях в эту группу включают около 40 элементов с атомной массой более 50 атомных единиц.
Н.Ф.Реймерс относит к тяжелым металлы с плотностью более 8 г/см 3 , выделяя при этом подгруппу благородных металлов. Таким образом, к собственно «тяжелым» отнесены медь, никель, кадмий, кобальт, висмут, ртуть и свинец.
Группа специалистов, работающая под патронажем Европейской экономической комиссии ООН и занимающаяся мониторингом выбросов в окружающую природную среду тяжелых металлов, включает в эту группу также цинк, мышьяк, селен, сурьму.
Есть и другие классификации. Тяжелые металлы по характеру биологического воздействия можно подразделить на токсиканты и микроэлементы, имеющие принципиально различный характер влияния на живые организмы. Токсиканты оказывают отрицательное воздействие на организмы при любой концентрации, в то время как микроэлементы имеют область недостаточности, вызывющей отрицательный эффект, и область необходимых для жизни концентраций, при превышении которых снова возникает отрицательный эффект. Типичными токсикантами являются: кадмий, свинец, ртуть; микроэлементами — марганец, медь, кобальт.
Медь. Является микроэлементом, содержится в организме человека, главным образом,в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в процессах кроветворения. Отравления соединениями меди могут приводить к расстройствам нервной системы, нарушению функций печени, почек и д.т. ПДК меди в воде водоемов хозяйственно-питьевого или культурно-бытового назначения составляет 1,0 мг/л, лимитирующий показатель вредности — органолептический.
Цинк. Является микроэлементом и входит в состав некоторых ферментов. Отрицательное воздействие соединений цинка может выражаться в ослаблении организма, повышенной заболеваемости, астмоподобных явлениях и др. ПДК цинка в воде водоемов составляет 1,0 мг/л, лимитирующий показатель вредности — общесанитарный.
Кадмий. Соединения кадмия очень ядовиты. Действуют на многие системы организма — органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, центральную и периферическую нервные системы. ПДК кадмия в воде водоемов составляет 0,001 мг/л, лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический.
Ртуть. Относится к ультрамикроэлементам и постоянно присутствует в организме, поступая с пищей. Соединения ртути вызывают глубокие нарушения функцийцентральной нервной системы (ЦНС), сердца, сосудов, нарушение иммунной системы орагнизма и другие. ПДК ртути в воде водоемов составляет 0,0005 мг/л, лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический.
Свинец. Соединения свинца — яды, действующие на все живое, но вызывающие изменения особенно в нервной системе, крови и сосудов. Органические соединения свинца (тетраметилсвинец, тетраэтилсвинец) — сильные нервные язы, являются активными ингибиторами обменных процессов. Для всех соединений свинца характерно кумулятивное действие. ПДК свинца в воде водоемов составляет 0,03 мг/л, лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический.
Группа растворенных примесей:
- гуминовые кислоты и их слои;
- гуматы натрия, калия аммония;
- некоторые примеси промышленного происхождения;
- часть аминокислот и белков;
Группа нерастворенных примесей:
- фульвокислоты (соли) и гуминовые кислоты и их соли;
- гуматы кальция, магния и железа;
- жиры различного происхождения;
- частицы различного происхождения, в том числе микроорганизмы.
Содержание органических веществ в воде оченивается по методикам определения окисляемости воды, содержания органического углерода, биохимической потребности в кислороде, а также поглощения в ультрафиолетовой области.
Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из самых сильных окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая (методики определения двух последних применяются редко).
Окислители могут действовать и на неорганические примеси, например, на ионы Fe 2+ , S 2- , NO -2 , но соотношение между этими ионами и органическими примесями в поверхностных водах существенно сдвинуто в сторону органических примесей, т.е. «органики» в решающей степени больше.
В подземных водах (артезианских) это соотношение — обратное, т.е.органических примесей гораздо меньше, чем указанных ионов. Практически их нет совсем. К тому же неорганческие примеси могут определяться непосредственно индивидуально.
Для природных малозагрезненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость (перманганатный индекс); в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляемость (ХПК).
Окисляемость перманганатная определяется мгО/л, если учитывается масса ионов кислорода в составе перманганата калия, пошедшего на окисление «органики», или мг KMnO4/л, если оценивается количество перманганата калия, пошедшего на окисление «органики».
Таблица 12. Характеристика вод по перманганатной окисляемости
| Величина окисляемости | Единица измерения, мг О/л |
| Очень малая | до 4 |
| Малая | более 4 до 8 |
| Средняя | более 8 до 12 |
| Высокая | более 12 до 20 |
| Очень высокая | более 20 |
Интегральные показатели качества воды — индексы качества
Каждый из показателей качества воды в отдельности хотя и несет информацию о качестве воды, все же не может служить мерой качества воды, т.к. не позволяет судить о значениях других показателей. Вместе с тем, результатом оценки качества воды должны быть некоторые интегральные показатели, которые охватывали бы основные показатели качества воды (либо те из них, по которым зафиксированно неблагополучие).
В простейшем случае, при наличии результатов по нескольким оцениваемым показателям, может быть рассчитана сумма приведенных концентраций компонентов, т.е. отношение их фактических концентраций к ПДК.
Сумма приведенных концентраций может рассчитываться только для химических веществ с одинаковыми лимитирующим показателем вредности — огранолептическим и санитарно-токсикологическим.
При наличии результатов анализов по достаточному количеству показателей можно определять классы качества воды, которые являются интегральной характеристикой загрязненности поверхностных вод. Классы качества определяются по индексу загрязнения воды (ИЗВ).
Значение ИЗВ рассчитываются для каждого пункта отбора проб (створа). Далее по таблице, в зависимости от значения ИЗВ, определяют класс качества воды.
Таблица 13. Характеристики интегральной оценки качесвта воды
| ИЗВ | Класс качества воды | Оценка качества (характеристика) воды |
| Менее и равно 0,2 | I | Очень чистые |
| Более 0,2-1 | II | Чистые |
| Более 1-2 | III | Умеренно грязные |
| Более 2-4 | IV | Загрязненные |
| Более 4-6 | V | Грязные |
| Более 6-10 | VI | Очень грязные |
| Свяше 10 | VII | Чрезвычайно грязные |
В число 7 основных, так называемых «лимитируемых» показателей, при расчете ИЗВ в обязательном порядке входят концентрация растворенного кислорода и значение БПК5, а также значения еще четырех показателей, являющихся для данного водоема (воды) наиболее не благополучными или имеющих наибольшие приведенные концентрации.
Для рассчета ИЗВ показатели выбираются независимо от лимитирующего признака вредности, однако при равенстве приведенных концентраций предпочтение отдается веществам, имеющим санитарно-токсикологический признак вредности (как правило, такие вещества обладают относительно большей вредностью).
Задачи интегральной оценки качества воды практически совпадают с задачами гидрохимического мониторинга, т.к. для окончательного вывода о классе качества воды необъодимы результаты анализов по целому ряду показателей в течение продолжительного периода.
Микробиологические показатели
Уровень загрязненности и класс качества водных объктов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей.
Таблица 14. Оценка качесвта вод по микробиологическим показателям
| Класс чистоты | Характеристика класса чистоты воды | Число сапрофитных бактерий, 1000 клеток/мл | Отношение общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий | |
| I | Очень чистая | Менее 0,5 | Менее 0,5 | До 1000 |
| II | Очень чистая | От 0,5 до 1,0 | От 0,5 до 5,0 | Более 1000 |
| III | Умеренно загрязненная | Более 1,0 до 3,1 | Более 5,0 до 10,0 | От 1000 до 100 |
| IV | Умеренно загрязненная | Более 3,1 до 5,0 | Более 10,0 до 50,0 | Менее 100 |
| V | Грязная | Более 5,0 до 10,0 | Более 50,0 до 1000 | Менее 100 |
| VI | Очень грязная | Более 10,0 | Более 1000 | Менее 100 |
** Эвтрофикация (др.-греч. εὐτροφία — хорошее питание) — насыщение водоёмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов.
Источник
