+7 (3519) 20 29 23
+7 (3519) 20 40 82

главная

контакты
Яндекс.Метрика

ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПРИМЕСИ

ОБЗОР НОРМАТИВОВ КАЧЕСТВА ВОДЫ


Загрязнения и примеси, влияющие на качество воды и способы их устранения.

ЖЕСТКОСТЬ

Вода подземных источников проделала большой путь, просачиваясь сквозь толщу различных пород. Она растворила по пути все, что смогла, а смогла она многое - недаром она - лучший в мире растворитель. Почти наверняка ей попались залежи гипса - CaSO42H2O, доломита - CaMg(CO3)2, или известняка - CaCO3, который вообще-то плохо растворяется в воде, но в присутствии углекислого газа вступает в химическую реакцию и образует бикарбонат кальция - Ca(НCO3)2. Это соединение довольно неустойчиво и если подземной воде случится протекать через пещеру, которую она сама же и "выкопала", оно снова разлагается на воду, углекислый газ и карбонат кальция CaCO3, выпадающий в осадок. Из капель, просочившихся с потолка пещер, как сосульки растут вниз сталактиты. Из капель, падающих на пол, поднимаются сталагмиты, иногда они срастаются друг с другом в единые причудливые колонны. Самые красивые и доступные пещеры уже давно привлекают к себе массу туристов. Например, Новоафонская пещера на Кавказе или Кунгурская пещера на Урале. Но то, чем стоит полюбоваться в отпуске, нас совсем не привлекает в собственных чайниках или того хуже бойлерах, стиральных машинах и прочих нагревательных приборах. В поверхностные водоемы большие количества кальция попадают со сточными водами силикатной, металлургической, стекольной, химической промышленности и со стоками сельскохозяйственных угодий, особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений.

Наличие в воде растворенных солей кальция и магния придает ей свойство, называемое жесткостью воды.

А как мы уже говорили, растворенные соли распадаются на ионы. Суммарная концентрация катионов кальция (Ca2+) и магния (Mg2+) определяет общую жесткость воды. Справедливости ради следует сказать, что все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Но на практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий и трехвалентное железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, "вклад" в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва2+). Таким образом, под жесткостью мы подразумеваем ионы кальция и магния. Общая жесткость подразделяется на карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную). Причем карбонатная жесткость составляет до 70-80% от общей жесткости. Обычно преобладает жесткость, обусловленная ионами кальция (до 70%); однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%.

Карбонатная (временная) жесткость. Образуется при растворении в воде именно бикарбонатов кальция и магния - Са(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. При нагреве такой воды неустойчивые бикарбонаты снова переходят в нерастворимую форму - карбонаты - CaCO3?, и MgCO3?, образуется накипь (котельный камень). Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью.

Некарбонатная (постоянная) жесткость. Если вода растворила по пути другие минералы, содержащие кальций и магний, но не в виде карбонатов, а в виде хлоридов или сульфатов CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4, то накипи не образуется, но проявляются все другие "прелести" жесткой воды. Источником этих ионов могут служить также сточные воды различных предприятий.

При взаимодействии солей жесткости со стиральными порошками, мылом, шампунями происходит образование так называемых "мыльных шлаков". Во-первых, в этом случае моющих средств расходуется гораздо больше, во-вторых - после высыхания "мыльные шлаки" остаются в виде налета на сантехнике, белье, на волосах, на нашей коже. Они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа. Поэтому кожа "скрипит" и приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы. Это очень выгодно многочисленным косметическим компаниям. Придуманы различные маркетинговые ходы, не подвергается сомнению, что без всего этого просто не обойтись. В рекламах моющих средств часто обращают наше внимание на их водородный показатель, но не это является решением проблемы. Для сохранения естественной защиты кожи нужно мыться мягкой водой. Вызывающее у некоторых раздражение чувство "мылкости" после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. Однако следует помнить, что очень мягкая вода может просто-таки "растворять" железные водопроводные трубы, поэтому если после умягчителя вода не сразу попадает в кран, то дальше следовать она должна по пластиковым трубам.

Высокий уровень жесткости характерен для скважинной воды. Высокая жесткость придает воде горьковатый вкус и оказывает отрицательное воздействие на органы пищеварения. Поверхностные воды, как правило, менее жесткие и уровень жесткости в них заметно колеблется. В конце зимы он максимален, а в период половодья, когда в реку попадает много мягкой талой воды - минимален. Поэтому когда покупатель жалуется на плохое качество картриджа, снижающего жесткость, стоит задуматься о вероятном изменении жесткости воды. Вообще качество воды в реках подвержено сильным изменениям, как в любом поверхностном водоеме. Разная вода - разный ресурс картриджа, разная эффективность фильтрации. Заявленный ресурс обычно определяется по "средней" и довольно чистой воде.

Содержание в воде катионов кальция и магния, можно определить с помощью лабораторного химического анализа. Этот показатель в России выражают в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). В других странах (например, в Германии или Америке) жесткость выражается в градусах:

1 мг-экв/л = 2,804 do(немецкий градус) = 50,05 ppm (американский градус)
•  Один немецкий градус соответствует 17.86 мг/л СаСО3 в воде.
•  Один американский градус соответствует 1 мг/л СаСО3 в воде.

   0-1,5 мг-экв/л - очень мягкая вода
   1,5-3 мг-экв/л - мягкая
   3-6 мг-экв/л - умеренно жесткая
   6-9 мг-экв/л - жесткая
   >12 мг-экв/л - очень жесткая

Жесткость воды морей и океанов может достигать десятков и сотен мг-экв/л.

Когда вода умеренно жесткая, многие люди просто не обеспокоены этим. Но как только они начинают пользоваться мягкой водой, они сразу замечают разницу. По требованию Санитарных Правил и Норм (СанПиН) содержание солей жесткости в водопроводной воде не должно превышать 7 мг-экв/л.

Жесткость воды может быть уменьшена с помощью обработки гашеной известью Ca(OH)2 и кальцинированной содой Na2CO3. Известь осаждает карбонаты, сода осаждает другие соли кальция и магния. Затем образовавшиеся осадки удаляются фильтрацией. Этот способ довольно эффективен, но совершенно не подходит для использования в домашних условиях. Он применяется на городских водозаборах в тех случаях, когда жесткость превышает допустимые нормы. Требует довольно громоздкого оборудования и больших финансовых затрат.

Смягчение питьевой воды в домашних условиях производится исключительно с помощью ионообменного оборудования. Это могут быть автоматические устройства, типа "KWS", которые устанавливаются на входе водопровода в квартиру или коттедж и могут длительно работать, умягчая всю воду, поступающую в дом. Это могут быть картриджи, устанавливающиеся в колбы многоступенчатых систем. Внутри находится специальная синтетическая ионообменная смола. Ионообменные смолы применяются в водоочистке с 60-х годов, но особенное распространение получили с конца 80-х. Это такие шарики, изготовленные из специальных полимерных материалов, только для простоты называемые смолой, поверхность которых как бы "заряжена" какими-либо ионами (в бытовой водоочистке это чаще всего ионы натрия или водорода). Когда вода течет мимо этих шариков двухзарядные Ca2+ и Mg2+ легко замещают однозарядный Na+ либо водород H+ - это и есть ионный обмен.

Ионный обмен - это обмен ионов между смолой и водой. Ионы кальция и магния, являющиеся причиной жесткости, связываются смолой, ионы натрия или водорода попадают в воду. После того, как заняты все возможные "посадочные места" устройство или картридж уже не может больше смягчать воду. Его необходимо восстановить (регенерировать). Процесс регенерации - обратное замещение ионов жесткости, связанных в смоле, на ионы натрия или водорода. Если смола изначально была "заряжена" натрием - регенерация проводится в крепком растворе поваренной соли - NaCl. Почему процесс идет в обратную сторону? Все дело в концентрации. Ионов натрия в насыщенном растворе соли настолько много, что они просто вытесняют ионы кальция и магния. Если смола была "заряжена" водородом - регенерировать ее нужно в растворе какой- либо кислоты - соляной, серной, уксусной, лимонной и т.д.

При использовании смолы, "заряженной" ионами водорода, эти ионы водорода попадают в воду, заменяя в ней ионы кальция и магния. Но в воде, как мы уже говорили, содержатся и свои ионы водорода. Следовательно, их концентрация становится больше, изменяется значение рН - вода немного подкисляется. Теперь нужно вспомнить, чем легче всего убрать накипь со спирали чайника. Чаще всего мы пользуемся либо уксусом, либо лимонкой. То есть нерастворимый в обычной воде осадок растворяется в подкисленной воде. Более того, если в подкисленной воде содержится немного карбонатной жесткости, то даже при кипячении она не выпадает в осадок. Такой эффект используется, в частности, в фильтрах "BRITA".

Различаюткатионообменные смолы, производящие обмен катионов, все вышеизложенное относится именно к ним; и анионообменные, с помощью которых можно извлекать из воды анионы, такие как хлорид-ионы, сульфат-ионы, нитрат-ионы и др.

Очень важно понимать, что любая ионообменная смола имеет свою емкость, то есть количество единиц жесткости, которое может извлечь из воды 1 литр смолы. Емкость смолы от разных производителей может отличаться друг от друга и составляет от 1000 до 2500 мг-экв на 1л смолы. Как правило, в картриджных ионообменных фильтрах используются смолы с емкостью 1800 мг-экв/л. Ресурс картриджа зависит от жесткости исходной воды.

Пример расчета ресурса картриджа:

Определяем приблизительно объем смолы в картридже. В стандартный 10-дюймовый картридж входит около 0,8 л ионообменной смолы. Высчитаем его общую емкость - емкость смолы умножаем на объем:

1800 мг-экв/л x 0, 8 л = 1440 мг-экв.



Затем делим получившуюся величину на жесткость очищаемой воды. Если она составляет 3,5 мг-экв/л, то ресурс этого картриджа будет:

1440 мг-экв : 3, 5 мг-экв/л = 411,4 л воды.



Если же в очищаемой воде жесткость составляет 7 мг-экв/л, то ресурс этого картриджа будет меньше:

1440 мг-экв : 7 мг-экв/л = 205,7 л воды.



По истечении ресурса картридж перестает умягчать воду и его необходимо заменить. Однако, если картридж чисто катионообменный, а не комбинированный (с углем, механической очисткой и т.п.), то его работоспособность можно восстановить (регенерировать) в домашних условиях. Сутью процесса регенерации является обратный обмен ионов: Ca2+ и Mg2+, собранные из воды смолой, снова обмениваются на Na+ в крепком растворе поваренной соли (NaCl). Картридж, таким образом, восстанавливает свои свойства. Регенерацию можно произвести следующим способом:

1. Приготовить насыщенный раствор пищевой поваренной соли (3кг соли на 10л холодной воды).
2. Несколько раз (5-6) погрузить и вытащить из раствора картридж, каждый раз сливая раствор из картриджа обратно в ведро.
3. После этого замочить картридж в растворе приблизительно на 2 часа.
4. Повторить вторую процедуру.
5. Тщательно промыть картридж проточной водопроводной водой.
6. Картридж готов к повторному использованию.

При правильном использовании ионообменный картридж может служить до 3-4 лет. Однако всегда существует опасность биологического обрастания картриджа. Один раз в год его необходимо обеззараживать, например, замачивая на 1 час, в 0,3-0,5 % растворе гипохлорита натрия (0,2-0,4 л свежего отбеливателя "Белизна" на 10 л воды). Перед замачиванием картриджа его необходимо 3 раза погрузить и вытащить из раствора. После замачивания очень тщательно отмыть картридж проточной водопроводной водой.

Рекомендовать проведение процедуры обеззараживания картриджа в домашних условиях можно только грамотным покупателям и только под их ответственность!!!

В засыпных ионообменных устройствах с автоматическим включением цикла регенерации используются смолы с емкостью 1200 мг-экв/л. Срок службы этих смол может достигать 6-8 лет. Одновременно с регенерацией производится промывка смолы и загрязнения сливаются в дренаж.

МИКРОФЛОРА ВОДЫ

Вода - это прекрасная среда для размножения огромного количества различных микроорганизмов. Большинство организмов, живущих в воде, для человека безвредно. Некоторые из них даже очень полезны. Они начинают цепные реакции, приводящие к очистке воды. Но существуют и такие, которые являются причиной очень серьезных болезней, например тифа, дизентерии, холеры, вирусного гепатита, полиомиелита, менингита, сибирской язвы и т.д. Чаще всего такими микроорганизмами "богаты" сточные воды (канализация). Чтобы определить, не попали ли в источник воды канализационные стоки, воду исследуют на наличие бактерии кишечная палочка (E.Coli). Эта бактерия живет в кишечнике человека и других теплокровных животных. Ее избыточное присутствие в образце воды (так называемый Coli-индекс) - доказательство загрязненности этой воды сточными водами.

Вещества, убивающие микроорганизмы, называются бактерицидами.

Вещества, препятствующие размножению микроорганизмов, называются бактериостатиками.

Очистка воды от находящихся в ней микроорганизмов называется дезинфекцией.

Для дезинфекции воды существует много способов. Идеального среди них нет. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. При их оценке нужно учитывать следующее:

1. Необходимо уничтожать все виды болезнетворных организмов в любых количествах, в которых они могут присутствовать в воде;
2. Уничтожать все болезнетворные организмы необходимо за промежуток времени, отведенного на дезинфекцию;
3. Дезинфекция должна осуществляться независимо от изменений в составе воды; 4. Способ дезинфекции должен работать во всем диапазоне температуры, которую может иметь вода;
5. Способ дезинфекции воды должен быть безопасным для человека;
6. Способ дезинфекции не должен делать воду невкусной;
7. Способ дезинфекции должен быть максимально простым и недорогим в использовании;
8. Способ дезинфекции должен обеспечивать остаточную защиту от повторного загрязнения;

Наиболее распространенные способы: кипячение, ультрафиолетовое облучение и хлорирование. Менее распространены - обработка йодом, озоном, серебром.

Обработка воды йодом (I), как способ дезинфекции используется только в некоторых картриджных системах очистки воды. Его недостатки: во-первых, невозможно контролировать процесс обеззараживания воды, а во-вторых, в воде часто остается привкус йода, что не нравится большинству потребителей.

Озонирование воды - способ весьма эффективный, но очень дорогой. Он находит свое применение при дезинфекции воды в различных бассейнах или при подготовке индивидуальных проектов, но широкого распространения не получил именно из-за высокой себестоимости.

Что касается серебра (Ag), то его способность убивать бактерии (бактерицидный эффект) проявляется только при концентрации в воде его ионов свыше 150 мкг/л. Постоянное присутствие в воде такого количества ионов серебра недопустимо, потому что серебро это тяжелый металл и наряду со свинцом, кобальтом и кадмием относится ко 2-му классу опасности. Нашему организму серебро нужно в ничтожно малых количествах, ни одно из известных заболеваний не вызывается дефицитом серебра. Зато известно такое заболевание, как аргироз - отравление серебром при его продолжительном (более 10 лет) избыточном поступлении в организм. Справедливости ради необходимо сказать, что заболевание это не представляет угрозу для жизни, но голубовато-серый оттенок кожи вряд ли кого-либо порадует. При допустимых концентрациях 50-100 мкг/л серебро обладает только бактериостатическим эффектом, то есть используется для подавления размножения микроорганизмов. В фильтрах его чаще всего используют нанесенным на активированный уголь. Как только некоторые (опять же некоторые) виды бактерий входят в контакт с серебром, они теряют активность. Серебро не дает неприятного вкуса или запаха при обработке воды. В комбинации с медью серебро позволяет на 80% снизить степень хлорирования при обеззараживании воды в бассейнах. Однако, высокая стоимость серебра, необходимость длительного времени обработки и слабое бактерицидное действие не позволяют ему стать широко распространенным дезинфицирующим средством. Что касается распространенного мнения о том, что при освящении воды в нее опускаются серебряные предметы культа и в результате этого она приобретает свойство долго не портиться, то это откровенная спекуляция. Во-первых, каждый священнослужитель скажет вам, что крест вовсе не обязательно должен быть серебряным, это же относится к используемой емкости (не говоря уже об освящении воды в открытых водоемах). Во-вторых, кратковременное опускание в воду даже серебряных предметов никоим образом не может ее обеззаразить.

В домашних условиях самый распространенный метод - кипячение. При этом бабушкином способе вода еще и становится мягче, так как временная жесткость выпадает в осадок, испаряются некоторые легколетучие органические вещества. Для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15 - 20 минут. Возбудители большинства серьезных заболеваний не выдерживают высокой температуры (исключение составляют споры некоторых возбудителей, которые выдерживают температуру до 120оС). Но постоянно кипятить воду в объеме, необходимом для комфортабельной жизни - хлопотно до нереальности. При этом на посуде, на всех нагревательных элементах бытовых приборов, интенсивно образуется накипь, что выводит бытовую технику из строя раньше времени.

Использование ультрафиолетового излучения - попытка подражать природе. В процессе естественной очистки воды солнечный свет уничтожает некоторые бактерии. Однако, чем больше мутность, тем на меньшую глубину проникает ультрафиолет. Поэтому во всех случаях, когда производится дезинфекция воды таким способом, вода должна быть чистой и прозрачной. Поскольку для обработки ультрафиолетовым излучением в воду не нужно ничего добавлять не создается проблем со вкусом и запахом. С другой стороны, такая обработка не дает остаточной защиты от повторного загрязнения. Кроме того, все время надо тщательно проверять, что энергия излучения, доходящего до обрабатываемой воды, достаточна. Излучающая трубка со временем теряет свою мощность, кроме того, на ней может образовываться слизистый слой, экранирующий излучение.

Хлорирование воды, по мнению экспертов, - самое крупное изобретение российских медиков 20 века, принесшее наибольшую пользу человечеству. Именно хлорирование воды, а не открытие антибиотиков, инсулина или пересадка сердца спасло больше всего жизней. Легче всего с помощью хлорирования уничтожаются микробы, вызывающие такие болезни, как тиф, холера и дизентерия. Про сопротивляемость хлору вирусов до сих пор еще мало что известно.

Впервые хлорирование применено для остановки эпидемии холеры в 1908 году в России. А в качестве обеззараживающего средства для водопроводной воды - в Кронштадте в 1911г. И реальной альтернативы пока нет. Попытка отказаться от обработки воды хлором привела к вспышке холеры в Перу в 1991г.

В то же время есть и отрицательные моменты в использовании хлора. Этот активный газ, кроме того, что убивает микроорганизмы, вступает в различные химические реакции с веществами, содержащимися в воде, образуя так называемые хлорорганические соединения. Хлорорганические соединения отличаются уникальной биологической активностью, распространяются в окружающей среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и уже на уровне микропримесей оказывают негативное воздействие на живые организмы. Причем опасность заключается в том, что они накапливаются в организме и проявляются в отдаленных последствиях. Особенно легко хлор образует хлорорганические соединения при кипячении воды, в которой содержится. Американские и финские ученые доказали, что люди, которые готовят пищу на хлорированной водопроводной воде, в 6 раз чаще страдают онкологическими заболеваниями, чем те, кто использует очищенную воду. Высокое содержание в воде хлора и его соединений часто провоцирует респираторные заболевания, пневмонию, гастриты. При правильном использовании, сам хлор не вызывает возникновения сколько-нибудь заметного запаха или привкуса. Появление же хорошо известного многим запаха и привкуса "хлорки" свидетельствует о присутствии в воде именно хлорорганических соединений. Важнейшей отличительной чертой большинства хлорорганических соединений является стойкость к воздействию различных факторов окружающей среды (температура, солнечная радиация, влага и др.) и нарастание концентрации их в последующих звеньях биологической цепи.

Еще один минус хлора - он вызывает коррозию водопроводных труб.

Однако в настоящее время хлорирование считается самым эффективным способом дезинфекции, пригодным для всех бытовых целей. Замена хлора другими бактерицидными веществами, а также широкое использование других методов в ближайшие годы маловероятно. На станциях водоочистки процесс хлорирования характеризуется тремя терминами: потребность в хлоре, дозировка хлора и остаточный хлор.

Потребность в хлоре - это количество хлора, которое будет израсходовано на уничтожение бактерий, а также в процессе окисления железа, марганца или сероводорода, присутствующих в воде.

Дозировка хлора - это количество хлора, внесенное в воду.

Остаточный хлор - количество хлора, остающееся в воде после процесса окисления и уничтожения бактерий.

Необходимая концентрация "остаточного хлора" защищает воду от повторного биологического загрязнения на пути к потребителю.

МУТНОСТЬ

Мутность обусловлена присутствием в воде нерастворимых частиц - взвесей органического и неорганического происхождения. Для классификации таких примесей не существует твердых правил. Размер частиц может сильно различаться. Очень мелкие остаются постоянно взвешенными в воде, крупные остаются взвешенными только пока воду взбалтывают. Те частицы, которые быстро оседают на дно, обычно называют осадком. Вода из реки с быстрым течением или ручья может содержать значительное количество осадка. В поверхностных водоемах наименьшая мутность наблюдается зимой, наибольшая - весной (в период паводков) и летом, в период дождей, таяния горных ледников и развития мельчайших живых организмов и водорослей, плавающих в воде. Повышение мутности воды может быть вызвано промышленными отходами, а также окислением соединений железа и марганца кислородом воздуха. Подземные воды в большинстве своем имеют небольшую мутность, хотя встречаются и исключения. Не следует путать мутность и окрашенность. Мутность - это недостаток прозрачности воды. Вода может быть сильно окрашенной, она даже может быть темно-коричневой, но все-таки прозрачной и не содержать взвешенных частиц.

В России мутность воды определяют путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями каолина или формазина. Формазин и каолин - это такие глины, высушенные и растертые в порошок.

При использовании основной стандартной суспензии каолина результат измерений выражают в мг/литр (единицы мутности по каолину).

При использовании основной стандартной суспензии формазина результат измерений выражают в ЕМ/л (единицы мутности на литр) Последнюю единицу измерения называют также Единица Мутности по Формазину (ЕМФ) или в западной терминологии Formazine Turbidity Unit (FTU).

1FTU=1ЕМФ=1ЕМ/литр

ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) по показаниям влияния на здоровье мутность не нормирует, однако с точки зрения внешнего вида рекомендует, чтобы мутность была не выше 5 ЕМФ, а для целей обеззараживания - не более 1 ЕМФ. В России по требованию СанПиН мутность питьевой воды не должна превышать 1,5 мг/л (по каолину), или 2,6 ЕМФ (по формазину).

Практически все виды мутности удаляются механическими фильтрами. Конечно, чем меньше частицы взвеси, тем меньше должны быть отверстия в фильтре, для того чтобы фильтр их задерживал. Чем меньше размер этих отверстий, чем меньше общая фильтрующая поверхность, тем больше потеря давления воды и наоборот. В принципе, любой механический фильтр вызывает падение давления в системе. Величина падения давления зависит от типа фильтра, это обстоятельство всегда необходимо учитывать при рекомендации того или другого фильтра.

Простейший механический фильтр представляет собой мелкую металлическую сеточку с размером ячеек 50 - 100 микрон. Такая сеточка время от времени нуждается в промывке, для того, чтобы освободить ее от налипшей грязи.

В случаях очистки воды для промышленного использования эффективны фильтры, содержащие просеянный и калиброванный по размеру песок, гидроантрацит и другие специальные загрузки. В процессе фильтрации мелкие частички этих загрузок сцепляются гранями между собой, образуя пространственную сетку, в которой и застревают замутняющие воду частицы. Все обслуживание, необходимое таким фильтрам, - это регулярная промывка обратным потоком воды для удаления застрявших частиц.

Для очистки воды, используемой для приготовления пищи и питья эффективны фильтры со сменными фильтрующими элементами (картриджами). Картриджи механической очистки бывают разные. Лепестковые конструкции из целлюлозы в комбинации с полиэстером созданы для того, чтобы увеличить площадь фильтрующей поверхности и, соответственно, уменьшить падение давления в системе. Эффективны намоточные картриджи из полипропилена, получаемые посредством намотки толстой нити на быстро вращающийся шпиндель (аналогично катушкам ниток). Наконец, картриджи производят прямым формованием из полимерной пены - согласно последним испытаниям, именно этот тип лучше всего задерживает взвешенные частицы. Из вспененного полипропилена выпускаются также двухслойные картриджи. На внешнем слое оседают частицы большего размера, на внутреннем - меньшего. За счет этого достигается максимальное использование фильтрующей поверхности.

Фильтры механической очистки, как правило, подсоединяют к водопроводу стационарно: либо врезают непосредственно в трубу, либо подключают к системе при помощи гибкой подводки.

ЦВЕТНОСТЬ

Цветность вызвана содержанием в воде растворенных окрашенных соединений. 
Определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами. Выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы.

Чаще всего цветность обусловлена присутствием соединений трехвалентного железа или веществ, содержащихся в почве. Например, вода в реках, протекающих по торфяникам, по цвету напоминает чайную заварку. Сточные воды некоторых предприятий также могут создавать довольно интенсивную окраску воды. Предельно допустимая величина цветности в водах, используемых для питьевых целей, составляет 20 градусов по платиново-кобальтовой шкале. Воду с высокой цветностью нельзя также использовать для аквариумов, так как в ней очень низка концентрация растворенного кислорода.

Способ удаления цветности зависит от ее природы. В принципе применяются стандартные методы: окисление хлором или другими окислителями, добавление в воду флокулянтов (инициаторов хлопьеобразования) с последующей механической фильтрацией (этим способом убирают и цветность и мутность, особенно когда она вызвана мелкими коллоидными частицами, плохо поддающимися прямому фильтрованию), адсорбция на углях (см. ниже) и др.

ЗАПАХИ И ПРИВКУСЫ

Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается - она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ, вода начинает принимать тот или иной привкус или запах или то и другое вместе.

С научной точки зрения, запах и вкус - это свойство веществ (в нашем случае воды) вызывать специфическое раздражение рецепторов слизистой оболочки носоглотки и языка. Механизмы вкусового и обонятельного восприятия у людей связаны между собой, и неискушенному человеку подчас довольно трудно разделить их влияние друг на друга. На запах воды оказывают влияние растворенные вещества, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. При анализе воды запах оценивается специалистами по пятибалльной шкале с помощью утвержденных методик.

Оценка интенсивности Интенсивность запаха Характер проявления
0 баллов никакого отсутствие ощутимого запаха
1 балл очень слабый запах, не замечаемый потребителем, но обнаруживаемый специалистом
2 балла слабый запах, обнаруживаемый потребителем, если обратить на это внимание
3 балла заметный запах, легко обнаруживаемый, может быть причиной того, что вода неприятна для питья
4 балла отчетливый запах, обращающий на себя внимание, может заставить воздержаться от питья
5 баллов очень сильный запах, настолько сильный, что делает воду непригодной для питья



Следует иметь в виду, что запах или привкус может появиться в воде на нескольких этапах: в природной воде, в процессе водоподготовки, при транспортировке по трубопроводам. Правильное определение источника запахов и привкусов - залог успешности их устранения.

Основными причинами возникновения привкуса и запаха в воде являются:

Гниющие растения - вызывают рыбный, травяной, гнилостный запах воды;

Грибки и плесень - вызывают возникновение плесневого, землистого или затхлого запаха и привкуса. Эти микроорганизмы размножаются в местах застоя воды и там, где вода может нагреваться (например, в системах водоснабжения больших зданий с накопительными емкостями);

Железистые и сернистые бактерии - вызывают резко неприятный запах;

Поваренная соль. В небольших концентрациях придает воде определенный вкус, которые многие люди считают даже привычным. Однако рост концентрации приводит к возникновению солоноватого, а затем и резко соленого вкуса;

Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный резкий привкус;

Промышленные отходы. Многие вещества, содержащиеся в промышленных стоках, вызывают сильный лекарственный или химический запах воды. Например, фенольные и хлорфенольные соединения.

Привкусы и запахи, особенно те, причиной которых являются органические вещества, можно удалить из воды в процессе сорбции.

Сорбцией называется процесс поглощения одного вещества другим. Поглощающее вещество называется сорбентом.

Если сорбция происходит на границе твердое тело - газ, то этот процесс называется абсорбцией , если на границе твердое тело - жидкость (в нашем случае вода) - адсорбцией. Когда вода проходит через слой адсорбента, присутствующие в ней примеси удерживаются на его частицах за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Количество поглощаемого из раствора вещества зависит от площади поверхности адсорбента.

Важнейшим свойством адсорбента является его сорбционная емкость, то есть, сколько различного рода примесей может удержать на себе единица сорбента. А основными требованиями являются:

•  Высокая степень чистоты - отсутствие пылеобразных частиц, вымываемых водным потоком, а также примесей, способных растворяться в очищаемой воде и загрязнять ее;
•  Прочное удерживание адсорбентом поглощенных веществ;
•  Предотвращение размножения микроорганизмов (бактерицидность либо бактериостатичность)

Наиболее часто применяемым в качестве адсорбента материалом является активированный уголь. Для его получения углесодержащее сырье, то есть торф, древесные опилки, скорлупу орехов и др. сжигают при недостатке кислорода. Этот процесс называется карбонизацией. Затем карбонизированное сырье обрабатывают высокой температурой с применением некоторых реагентов. Этот процесс называется активацией. В результате активации увеличивается количество пор, а, следовательно, и площадь поверхности. В бытовых фильтрах используются дробленые или гранулированные активированные угли с высокой прочностью на истирание. Размер частиц - 0,5-2,5 мм.

Активированный уголь - прекрасное дехлорирующее средство. 100г активированного угля способны очистить до 1500л питьевой воды от остаточного хлора, хлорорганических и фосфорорганических соединений (например, пестицидов). Основным источником поступления пестицидов в воду является сток с сельскохозяйственных угодий.

Активированный уголь также удаляет посторонние привкусы и запахи, уменьшает мутность и цветность воды, сорбирует ионы тяжелых металлов. На сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: - ванадий (V), хром (Cr), кобальт (Co), никель (Ni), медь (Cu), цинк (Zn), молибден (Mo), кадмий (Cd), ртуть (Hg), свинец (Pb), висмут (Bi) и др. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. Ионы металлов в небольших концентрациях являются непременными компонентами природных водоемов. Повышение концентраций тяжелых металлов в природных водах свидетельствует об их загрязнении. Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий.

Железо тоже тяжелый металл. При концентрации в воде железа до 0,3 мг/л 80% его можно удалить, фильтруя воду через активированный уголь.

Некоторые фирмы - изготовители (например, АКВАФОР) используют в качестве адсорбента активированное углеродное волокно. Его получают путем карбонизации и последующей активации вискозного волокна. Достоинствами его являются меньшая (по сравнению с обычным углем) масса и лучшие сорбционные характеристики. В последнее время широкое распространение получила новая технология изготовления фильтрующих материалов - карбонблок.

Карбонблок - это пористый цилиндр из сплава активированного угля, углеродного волокна и полиэтилена. Исключает возможность проявления "канальных" эффектов, когда вода преимущественно следует по одним и тем же участкам засыпного картриджа, а другие мало участвуют в процессе очистки. В состав карбонблока, как правило, входят и ионообменные волокна.

В качестве сорбентов также могут использоваться природные материалы, такие, как цеолиты - своего рода губка с микропорами. Как минеральный вид цеолиты известны уже более 200 лет. Это гидратированные алюмосиликаты щелочных элементов [(Si, Al)O4]. Отрицательный заряд открытой каркасно-полостной структуры компенсируется положительно заряженными катионами, такими как Na+ или K+. Цеолитовые фильтры позволяют производить очистку воды от ионов железа, кобальта, магния, кальция, меди, цинка, никеля, кадмия и других. Они способны извлекать из воды такие радионуклиды, как изотопы стронция-90, цезия-134 и -137, плутония и др. Степень извлечения составляет 96-98%. Цеолиты обладают высокой сорбционной способностью по отношению к водорослям и микроорганизмам, прекрасно убирают аммиак. Цеолитовый фильтр является также природным ионообменником и частично смягчает воду.

Адсорбционные фильтры не подлежат регенерации и поэтому выпускаются со сменными модулями (картриджами).

ЖЕЛЕЗО (Fe) и МАРГАНЕЦ (Mn)

Железо - один из самых распространенных природных элементов. Железо присутствует в большинстве вулканических пород, в значительных количествах содержится в различных глинах оно также входит в состав пород, цементирующих песчаники. Неудивительно, что проблема присутствия в природной (чаще всего подземной) воде железа является одной из самых распространенных. Железо в воде присутствует в различных формах:

1. растворенная форма - двухвалентные ионы железа - Fe2+;
2. нерастворимая форма - гидроокись трехвалентного железа - Fe(OH)3;
3. окись трехвалентного железа - Fe2O3 (ржавчина), попадающая в воду преимущественно из труб
4. в составе органических соединений. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидную структуру и очень трудно поддаются удалению.

В наземных водоемах редко содержится железо. А если и содержится, то никак не в растворенном виде, так как, контактируя с кислородом воздуха, оно окисляется до гидроокиси. Растворенным железом богаты подземные воды. При попадании на поверхность вода, содержащая растворенное железо, является обычно чистой и бесцветной, с ярко выраженным железным вкусом. Через некоторое время она приобретает некую молочную дымку, которая вскоре окрашивается в рыжий цвет (появляется осадок гидроокиси железа). Такая вода оставляет следы практически на всем. Даже при содержании железа в воде 0.3 мг/л она оставляет ржавые пятна на любой поверхности. В железосодержащей воде обычно обнаруживают и марганец. Химически его можно считать родственным железу. Чаще всего он присутствует в воде в виде бикарбоната или гидроокиси, гораздо реже в виде сульфата марганца. Соприкасаясь с чем-либо, марганец оставляет темно-коричневые или черные следы даже при минимальных концентрациях в воде. Отстой марганца появляется при проведении слесарно-водопроводных работ, в результате чего вода часто оставляет черный осадок.

Присутствие железа в воде крайне нежелательно. Избыточное железо накапливается в организме человека и разрушает печень, иммунную систему, увеличивает риск инфаркта. Избыток марганца тоже опасен: его накопление в организме может привести к тяжелейшему заболеванию - болезни Паркинсона.

Удаление из воды железа и марганца - одна из самых сложных задач в водоочистке. На данный момент не существует универсального экономически оправданного метода, применимого во всех случаях жизни. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах.

Небольшие количества растворенного железа неплохо удаляются ионообменными смолами. Железо, присутствующее в воде в нерастворенной форме, ионообменниками не убирается, более того, оно их портит. Поэтому в случае использования ионного обмена для удаления растворенного железа, например, из скважины, ни в коем случае нельзя допустить предварительного контакта очищаемой воды с воздухом.

Средние концентрации железа эффективнее всего удаляются окислением. Это традиционный метод, применяемый уже много десятилетий на муниципальных очистных сооружениях. Так как реакция окисления железа только кислородом воздуха требует довольно длительного времени, то в воду специально добавляются окислители. Наиболее широко применяется хлор, так как параллельно позволяет решать проблему с дезинфекцией. Чтобы быстрее осадить и эффективнее отфильтровать частицы окисленного железа применяют вещества, называемые коагулянтами, которые способствуют укрупнению частиц. Марганец окисляется гораздо труднее железа и при значительно более высоких уровнях рН.

Более прогрессивный высокопроизводительный метод удаления железа -каталитическое окисление. Суть его заключается в том, что реакция окисления происходит на поверхности гранул катализатора - вещества, покрытого двуокисью марганца (MnO2). Это может быть натуральная марганцевая руда, обработанный марганцем песок, синтетический материал и т.п. Слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтром для окисленного железа и время от времени требует промывки. Примером может служить материал "ДАМФЕР", производимый компанией Гейзер, загрузки Бирм либо Гринсанд. Поскольку в подземной воде кислорода очень мало, для более эффективного процесса окисления, воду перед таким фильтром-обезжелезивателем насыщают кислородом (воздухом) либо добавляют дополнительные окислители, такие как перманганат калия - KMnO4 (марганцовка). Применение марганцовки не только ускоряет реакцию окисления, но и компенсирует вымывание марганца с поверхности гранул катализатора. Для добавления в воду химических окислителей могут использоваться маленькие насосы, эжекторы и другие устройства.

Все перечисленные методы неэффективны в отношении органического железа. Более того, если в воде присутствует органическое железо, то на поверхности гранул катализатора со временем образуется пленка, сводя на нет его каталитическую активность. В железосодержащей воде часто живут железобактерии, включающие железо в свой обмен веществ. По мере размножения, они образуют красно-коричневые наросты, которые забивают трубы и снижают напор воды. Разлагающаяся масса этих бактерий может быть причиной неприятного запаха и вкуса воды, а также появления пятен. Органическое железо, как и останки железобактерий удаляются активированным углем в процессе сорбции.

БОР (В)

В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. Источником бора являются подземные воды, просочившиеся сквозь породы, содержащие борацит, буру, калиборит и т.п. Возможно поступление бора со сточными водами стекольного, металлургического, машиностроительного, текстильного, керамического, кожевенного производств, а также с бытовыми сточными водами, насыщенными стиральными порошками. Средняя концентрация бора в речных водах 100 мкг/л.

Для рыб бор мало токсичен. Однако для человека употребление воды из богатых бором источников небезопасно, возникает хроническая интоксикация.

Методом удаления из воды бора является обратный осмос.

ФТОР (F)

Содержание в воде фтора может быть и вредным, и полезным. Все зависит от концентрации. Исследования показали, что концентрация фтора в питьевой воде около 1мг/л уменьшает возможность возникновения кариеса. Концентрация фтора более 4мг/л может быть причиной серьезного заболевания костей и так называемого флюороза зубов. Методом удаления из воды фтора является обратный осмос.

РАДОН (Rn)

Установлено, что основной радиационный фон на нашей планете (по крайней мере, пока) создается за счет естественных источников излучения. По данным ученых доля естественных источников радиации в суммарной дозе, накапливаемой среднестатистическим человеком на протяжении всей жизни, составляет 87%. Оставшиеся 13% приходятся на источники, созданные человеком. Из них 11.5% (или почти 88.5% "искусственной" составляющей дозы облучения) формируется за счет использования радиоизотопов в медицинской практике. И только оставшиеся 1.5% являются результатом последствий ядерных взрывов, выбросов с атомных электростанций, утечек из хранилищ ядерных отходов и т.п.

Среди естественных источников радиации "пальму первенства" уверенно держит радон, обуславливающий до 32% общей радиационной дозы.

Радон - это радиоактивный природный газ, абсолютно прозрачный, не имеющий ни вкуса, ни запаха, намного тяжелее воздуха. Образуется в недрах Земли в результате распада урана, который, хоть и в незначительных количествах, но входит в состав практически всех видов грунтов и горных пород. Особенно велико содержание урана (до 2 мг/л) в гранитных породах. Соответственно в районах, где преимущественным породообразующим элементом является гранит, можно ожидать и повышенное содержание радона. Он не обнаруживается стандартными методами. При наличии обоснованного подозрения на наличие радона, необходимо использовать для измерений специальное оборудование. Радон постепенно просачивается из недр на поверхность, где сразу рассеивается в воздухе, в результате чего его концентрация остается ничтожной и не представляет опасности. Проблемы возникают в случае, если отсутствует достаточный воздухообмен, например, в домах и других помещениях. В этом случае содержание радона в замкнутом помещении может достичь опасных концентраций. Радон попадает в организм человека при дыхании и может вызвать пагубные для здоровья последствия. По данным Службы Общественного Здоровья США радон - вторая по серьезности причина возникновения у людей рака легких после курения.

Радон очень хорошо растворяется в воде и при контакте подземных вод с радоном, они очень быстро им насыщаются. В случае, когда для снабжения дома водой используются скважины, радон попадает в дом с водой. Растворенный в воде радон действует двояко. С одной стороны, он вместе с водой попадает в пищеварительную систему. С другой стороны, когда вода вытекает из крана, радон выделяется из нее и может скапливаться в значительных количествах в кухнях и ванных комнатах. Концентрация радона в кухне или ванной комнате может в 30-40 раз превышать его уровень в других помещениях, например, в жилых комнатах. Ингаляционный способ воздействия радона считается более опасным для здоровья.

Мерой радиоактивности является активность радионуклида в источнике. Активность равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени к величине этого интервала. В системе СИ измеряется в Беккерелях (Бк, Bq ), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или его объема (Бк/л, Бк/куб.м).

В Новосибирске уровень содержания радона в скважинных водах колеблется от 10 до 100 Бк/л, в отдельных районах (Нижняя Ельцовка, Академгородок и др.) доходя до нескольких сотен Бк/л. В российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/л (американские нормативы гораздо жестче - 11 Бк/л).

Один из наиболее результативных методов борьбы с радоном - аэрирование воды ("пробулькивание" воды пузырьками воздуха, при котором практически весь радон в прямом смысле "улетает на ветер"). Поэтому тем, кто пользуется муниципальной водой беспокоиться практически не о чем, так как аэрирование входит в стандартную процедуру водоподготовки на городских водоочистных станциях. Что же касается индивидуальных пользователей скважинной воды, то исследования, проведенные в США, показали достаточно высокую эффективность активированного угля. Фильтр на основе качественного активированного угля способен удалить до 99.7% радона. Правда со временем этот показатель падает до 79%. Использование же перед угольным фильтром умягчителя позволяет повысить последний показатель до 85%.

СЕРОВОДОРОД (H2S)

Сероводород - это газ. Иногда бывает растворен в воде. Присутствие этого газа легко определить по отвратительному запаху "тухлых яиц", который появляется уже при низких его концентрациях (0.5 мг/л).

Существует несколько способов удаления из воды сероводорода. Большинство из них сводится к окислению и превращению газа в чистую серу. Потом, этот нерастворимый порошок желтого цвета удаляется фильтрованием. Для удаления низких концентраций сероводорода вполне достаточно фильтра с активированным углем. При этом, уголь просто адсорбирует газ на свою поверхность

НИТРАТЫ (NO3-) и НИТРИТЫ (NO2-)

Нитратов в подземных водах обычно содержится от сотых долей до единиц мг/л3 (в пересчете на азот). В природных поверхностных водах их меньше и концентрация обычно не превышает сотых долей мг/л3, так как водные растения потребляют азот в такой форме. Кроме того, она сильно колеблется в зависимости от сезона - летом, в вегетационный период - минимальна, осенью увеличивается и достигает максимума зимой, когда потребление азота почти прекращается, растения отмирают, и азот из органических форм вновь переходит в минеральные. Если анализ воды показывает избыток нитратов, это свидетельствует о том, что она загрязнена. Они попадают туда с полей при неправильном использовании азотных удобрений. Так, с одного гектара орошаемых земель выносится в водные системы 8-10 кг азота. Нитраты опасны для здоровья. Смертельная доза нитратов для взрослого человека составляет 8-15 г; допустимое суточное потребление - 5 мг/кг массы тела. При длительном употреблении питьевой воды и пищевых продуктов, содержащих значительные количества нитратов, резко возрастает концентрация метгемоглобина в крови. Даже такая низкая концентрация нитратов, как 10-20 мг/л, может вызывать серьезные заболевания у детей (особенно у искусственно вскармливаемых грудничков), известны случаи летальных исходов.

Природные нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов жизнедеятельности. Зимой нитриты в природных водах отсутствуют и появляются весной. Наибольшая концентрация нитритов наблюдается в конце лета, это связано с активностью фитопланктона. Осенью содержание нитритов уменьшается. Кроме того, нитриты используются в процессах подготовки технической воды и могут попасть и в системы питьевого водоснабжения

Концентрация нитритов в поверхностных водах составляет сотые (иногда даже тысячные) доли миллиграмма в 1 л. Повышенное содержание нитритов указывает на усиление процессов разложения органических веществ, что в свою очередь свидетельствует о загрязнении водного объекта.

Нитраты и нитриты могут быть удалены из воды с помощью обратного осмоса. Кроме того, компанией WATERPIK, производящей фильтры-насадки Инстапур, выпускаются картриджи, особо эффективно удаляющие именно нитраты и нитриты. Их рекомендуется использовать для воды, на которой готовятся детские молочные смеси.

НЕФТЕПРОДУКТЫ

Бензол - бесцветная жидкость с характерным запахом. Классифицирован, как сильно подозреваемый канцероген.

Фенолы представляют собой производные бензола и являются одним из наиболее распространенных загрязнений. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигать десятков и даже сотен микрограммов в 1 л. Фенолы - соединения нестойкие и вступают в различные химические реакции. Быстрее всех разрушается собственно фенол, медленнее крезолы, еще медленнее ксиленолы. Концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада).

В результате хлорирования воды, содержащей фенолы, образуются устойчивые хлорфенольные соединения, малейшие следы которых (0,1 мкг/л) придают воде неприятный "медицинский" привкус и запах.

Фенол и хлорфенольные соединения удаляются пропусканием воды сквозь активированный уголь.

Поверхностные воды, используемые населением крупных городов перед поступлением в разводящую сеть проходят систему водоочистки и обеззараживания, а подземные - непосредственно подаются потребителям. Хорошей чистой воды нет ни в одном из крупных городов России. Основная часть населения Новосибирска, городов Бердска и Искитима снабжается водой из Оби. Для обеспечения суточной потребности Новосибирска достаточно объема ее 5-ти минутного стока. Из Оби мы получаем воду довольно хорошего качества, несмотря на то, что в верхнюю часть Обского водохранилища производит сброс сточных вод Алтайский край. Проблемы связаны с состоянием и обслуживанием разводящей водопроводной сети. Старый городской водопровод (а в Новосибирске его состояние оценивается от 40 до 80% износа) "обогащает" воду целым комплексом различных соединений, из-за которых она становится ржавой и мутной (ржавчина к тому же раньше времени выводит из строя дорогую сантехнику). В теплое время года вода, застаивающаяся в тупиковых участках водопровода очень неприятна на вкус. Вторая проблема - хлор, который для обеззараживания добавляется в воду круглый год (а в период паводка хлорирование усиливается). Что касается жесткости, то для эксплуатации современных импортных стиральных машин, душевых систем, джакузи и т.д. даже те 3-3,5 мг-экв/л, что содержатся в обской воде, недопустимы и воду требуется специально умягчать. В г.Куйбышеве, поселках Чаны и Горный водозабор также осуществляется из поверхностных источников (Омь, Иня). Эти воды сильно загрязнены промышленными стоками имеют место отклонения воды от нормативных показателей по цветности, мутности, содержанию марганца и нефтепродуктов. В г.Бердске установлена причина повышенного содержания марганца. Это связано с гидрогеологическими особенностями Бердского залива. Зимой, в условиях малого стока, в стоячей воде происходит осаждение и концентрация железа и марганца в донных осадках, а в летний период в более теплой воде, в кислой среде начинается миграция элементов в воду. В месте водозабора г.Бердска наблюдается 10-кратное превышение концентрации марганца.

Новосибирская область пользуется водой из подземных источников, причем практически во всех районах она подаётся населению без очистки. Лишь Искитимский район имеет основные подземные источники, соответствующие гигиеническим нормативам. В Сузунском, Коченевском и Северном районах качество подземных вод находится в пределах временно допустимых гигиенических нормативов. Остальные районы области относятся к "опасным" по влиянию питьевой воды на здоровье населения. В ней выявлено высокое содержание железа, марганца, минерализация природного происхождения. Так, например, в качестве источника водоснабжения населения г. Черепаново используется подземное месторождение вод с.Безменово с природным содержанием в воде марганца до 5-6 ПДК, железа до 8,3 ПДК. Кроме этого в отдельных районах (Ордынский, Чулымский, Убинский, Каргатский, Кочковский, Маслянинский, Купинский) в подземных водах обнаруживается повышенное содержание бора. В г. Обь на природное повышенное содержание железа накладывается техногенное загрязнение подземных водоносных горизонтов фенолом, нефтепродуктами, аммиаком, связанное с деятельностью аэропорта. Наиболее крупными источниками загрязнения подземных вод являются также промышленные предприятия Новосибирска и Оби и хранилища их отходов, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, городские свалки.

У населения проживающего на территории, отнесенной по гигиеническим нормативам к "опасной" общая неинфекционная заболеваемость во всех возрастных группах выше, чем в среднем по области. К "чрезвычайно опасным" относятся Кочковский, Красноозерский, Усть-Тарский, Чановский, Венгеровский, Карасукский, Барабинский и Куйбышевский районы. В районах с повышенной щелочностью питьевой воды (Баганский, Купинский, Татарский) выявлено увеличение случаев заболевания людей язвенной болезнью желудка и 12-перстной кишки, гастритами, гипертонической болезнью.

Из всего этого однозначно следует, что жителям нашего города и области воду из-под крана пить без дополнительной очистки не рекомендуется.

Чем следует руководствоваться при выборе фильтра?

Прежде чем идти в магазин за фильтром любому из нас необходимо:

•   Определить качество воды, взятой из источника водоснабжения
•   Определить свои требования к качеству воды
•   Определить объем потребления

В идеале хорошо бы сделать анализ воды, текущей из конкретного крана. Для этого нужно набрать не менее 1 литра в чистую стеклянную или пластиковую тару, предварительно ополоснув ее этой же водой. Набирать воду следует несильной струей, направляя ее по стенке тары и не допуская бурления. Между поверхностью воды и крышкой должно остаться как можно меньше места. Хранить набранную для анализа воду нельзя, следует как можно быстрее доставить ее к месту анализа. Существуют требования Санитарных Правил и Норм о предельно допустимой концентрации элементов в воде. Подбирая водоочистку, можно руководствоваться как соответствующими нормами Правил, так и собственными желаниями. Например, людям, страдающим мочекаменными болезнями, предпочтительнее пить дистиллированную воду, в которой отсутствуют соли, и устанавливать фильтры, полностью очищающие от них (например, системы обратного осмоса). Необходимо учитывать количество пользователей, а также точно определить, для каких целей будет применяться фильтр. Можно использовать его только для доочистки воды, используемой для питья и приготовления пищи, в таком случае следует выбирать фильтры глубокой очистки, а возможно более масштабное применение: для принятия ванн, для стирки, для бассейна, для полива огорода - тогда необходима целая система водоподготовки, ее разработку лучше доверить специалистам.

Основное назначение бытовых фильтров - дополнительная очистка воды, которая уже была очищена на централизованных станциях, но содержит остаточные количества загрязнителей природных водоемов (первичное загрязнение), а также реагенты, используемые в процессе водоочистки, и различные загрязнители, попавшие в воду из распределительных трубопроводов (вторичное загрязнение).

На мировом рынке системы очистки воды представлены разнообразными конструкциями бытовых фильтров. Разработчики бытовых фильтров, как правило, являются и их производителями.

ОБЩАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ

Общая минерализация представляет собой сумму всех растворенных в воде веществ
. Этот параметр также называют общим солесодержанием, так как большинство растворенных в воде веществ это именно соли. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Общая минерализация и сухой остаток - это не совсем одно и то же. Сухой остаток определяется путем выпаривания литра воды и взвешивания того, что осталось. В результате не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. Это приводит к тому, что общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину - как, правило, не более 10%.

Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п.

Уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. При величинах более 1 000 - 1 200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации в 1 000 мг/л.

Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой.

В российской прессе часто приводятся рассуждения о достоинствах или недостатках воды с точки зрения снабжения организма полезными или вредными минералами. Вопрос о "минеральном составе" человека и, соответственно, потребностях его организма очень сложный. Сама постановка вопроса о вредности или полезности химических элементов относительна. Еще в древности было известно, что все дело в концентрациях. То, что полезно в минимальных количествах, может оказаться сильнейшим ядом в больших. Кроме того, одни и те же химические элементы в составе разных соединений усваиваются нами по-разному. Перечень основных (жизненно важных) макроэлементов и нескольких микроэлементов из Популярной медицинской энциклопедии приведен в 1-м столбце таблицы.

В качестве норм суточной потребности (2-й столбец) также использованы данные из Популярной медицинской энциклопедии. Причем, за базовое взято минимальное значение для взрослого мужчины (для подростков и женщин, особенно кормящих матерей, эти нормы зачастую больше).

В качестве "средней" воды принимается "некая" вода, в которой содержание основных макро- и микроэлементов равно максимально допустимому с точки зрения безопасности для здоровья - 3-й столбец таблицы.

В 4-м столбце таблицы рассчитывается, сколько такой воды надо употребить, чтобы набрать суточную норму по каждому элементу. Огромным допущением здесь является то, что при расчетах усвояемость минералов из воды принимается за 100%, что далеко не так. Цифры весьма внушительные.

В сутки непосредственно в виде жидкости (питья и жидкой пищи) человек употребляет в среднем 1,2 л воды. Так что больше минералов, чем содержится в таком количестве, наш организм получить не может. Для сравнения, в 5-м столбце приведен мини-список продуктов - источников поступления в организм тех же элементов в таком же количестве и с таким же допущением 100% усвояемости. Перечень из нескольких продуктов использован для того, чтобы проиллюстрировать тот факт, что организм получает тот или иной макро- или микроэлемент не за счет одного продукта, а, как правило, понемногу из разных.

Элемент Суточная потребность ПДК в воде Требуемое количество воды для получения суточной нормы При употреблении 1,2л "средней" воды в сутки из нее можно получить столько же вещества, сколько содержится в следующих продуктах (на выбор)
Кальций 800 мг 100 мг/л 8,0л
Сыр твердый 12г
Курага 75 г
Брынза 24г
Фасоль 80 г
Петрушка 49г
Молоко 667 г
Творог 75г
Фосфор (фосфаты) 1200 мг 3,5 мг/л 343л
Грибы сушеные 24г
Печень 45г
Фасоль 36г
Говядина 77г
Сыр твердый 29г
Хлеб ржаной 91г
Овсянка 41г
Магний 500 мг 50 мг/л 10,0л
Арбуз 27г
Горох 56г
Орехи 30г
Кукуруза 56г
Гречка 30г
Хлеб пшенич. 68г
Овсянка 52г
Сыр твердый 120г
Калий 2000 мг 12 мг/л 166,67л
Курага 0,86г
Картофель 2,53г
Фасоль 1,31г
Редька 4,03г
Морская капуста 1,44г
Помидоры 4,97г
Горох 1,66г
Свекла 5,00г
Арахис 1,87г
Яблоко 5,18г
Натрий 5000 мг 200 мг/л 25л
Соль пищевая 0,6г
Морская капуста 46г
Капуста кваш. 26г
Камбала 120г
Огурец сол. 27г
Хлеб ржаной 39г
Сыр мягкий 13г
Креветки 45г
Брынза 15г
Хлор (хлориды) 2000 мг 250 мг/л
Соль пищевая 0,5г
Молоко 273г
Хлеб ржаной 31г
Печень говяжья 300г
Хлеб пшенич. 36г
Простокваша 306г
Яйцо куриное 192г
Овсянка 375г
Сера 1000 мг 83мг/л 12л
Печень говяжья 42г
Фасоль 63г
Свинина 45г
Орех грецкий 100г
Яйцо куриное 57г
Гречка 114г
Баранина 61г
Молоко коровье 345г
Горох 53г
Железо 10 мг 0,3 мг/л 33.33л
Белый гриб суш. 1,1г
Язык говяжий
8,8г
Печень свиная 1,8г
Шпинат 10,3г
Горох 5,3г
Айва 12г
Гречка 5,4г
Абрикос 18г
Фасоль 6,1г
Петрушка 19г
Фтор 2 мг 1,5 мг/л 1.33л
Скумбрия 129 г
Орех грецкий 263 г
Минтай 258 г
Медь 2 мг 1,0 мг/л
Печень говяжья 32г
Фасоль 251г
Печень свиная 40г
Геркулес 266г
Горох 160г
Баранина 504г
Гречка 187г
Хлеб ржаной 546г
Йод 1 мг 0,074мг/л 1.35л
Морская капуста 0,9г
Путассу, треска 66г
Печень трески 11г
Креветки 81г
Хек 56г
Сердце говяжье 296г
Минтай 60г



Из полученных данных отчетливо видно, что только 2 микроэлемента - фтор и йод мы теоретически можем получить из питьевой воды в достаточном количестве. При условии 100% усваиваемости, но количество воды которой придется выпить для пополнения дневной нормы будет слишком велико.

Разумеется, приведенные данные ни в коей мере не могут служить рекомендациями по питанию. Этим занимается целая наука диетология. Данная таблица призвана только проиллюстрировать тот факт, что получить все необходимые для организма макро- и микроэлементы гораздо проще и самое главное реальнее из пищи, чем из воды.

Copyright © «Системы очистки воды», 2022, г.Магнитогорск.