Анализ питьевой воды

Анализ питьевой воды

Ежедневно человек впивает больше 2 литров воды в сутки. Многие даже не задумываются про ее качество. А именно от него зависит здоровье организма. Только малая часть население страны знает, что воду можно сдать на анализ и узнать ее развернутый состав. Следует задуматься, какую воду человек употребляет и как это влияет на его здоровье.

Анализ питьевой воды
Анализ питьевой воды

Анализ питьевой воды является точным определением ее состава по заданным компонентам: биологические и химические. Стандартный анализ включает в себя 9 главных показателей питьевой воды. При желании, можно провести подробное исследование качества воды по 40 критериям. На территории России анализ воды проводится всеми лабораториями, получившие аккредитацию Госстандарта. Результаты выдаются в форме официального заключения.  Только анализ питьевой воды поможет правильно выбрать тип очистительной системы, что бы минимизировать влияние вредных факторов на здоровье человека. В официальном заключении обязательно будет указано значение рН, количество железа и хлора, степень жесткости, содержание нитратов, тяжелых металлов и других вредных элементов.

ВОЗ сообщила следующую статистику. В воде содержится более 13 000 токсичных веществ. Каждый год эта цифра увеличивается на 0,5-1 тысячу. Это связано с активной деятельностью человека по синтезированию новых химических веществ.

Показатели качества воды

Большинство клиентов лабораторий, которые проводят анализ воды, задают один и тот же вопрос: «Безопасно ли употреблять прошедшую анализ воду в пищевых целях?». Многие даже не имеют представления об основных показателях качества. Условно их разделяют на несколько групп:

  • органолептические: мутность, цвет, вкус и запах;
  • токсикологические: содержание пестицидов, фенолов, мышьяка, свинца, алюминия;
  • паразитологический;
  • химические вещества, попавшие в процессе обработки воды: серебро, хлороформ, хлор;
  • радиационный контроль: активность альфа и бета частиц
  • микробиологический состав: ОМЧ, E.coli;
  • вирусологический;
  • показатели, изменяющие свойства воды: железо, сульфиты, марганец, кальций, магний, нефтепродукты, жесткость, рН.
Содержание воды
Содержание воды

Определенные территории характеризуются своим набором загрязнений. К примеру, в Московской области увеличено содержание органики, магния, марганца, железа, фторидов, сульфидов и др.

Опытным путем было выявлено, что человек предпочитает употреблять более жесткую воду. В исследованиях принимали участия люди с разных регионов, в том числе и тех, где вода более мягкая. Даже длительное употребление хлоридно-сульфатной воды (мягкой) не препятствовало большинству людей выбрать по вкусу гидрокарбонатную воду с солями кальция и магния.

Влияние различных веществ на качество воды

Некоторые компоненты не только ухудшают пищевые качества воды, но и являются вредными для человеческого организма.

Железо в воде находится в составе сульфатов, гидрокарбонатов, хлоридов и органических соединений. Так же может присутствовать в виде высокодисперсной взвеси, которая придает воде коричневый с красным оттенком цвет и снижает вкусовые качества. Благодаря высокой концентрации железа в ней развиваются железобактерии и образуются различные засорения водопроводных труб. Допустимая концентрация железа в питьевой воде – 0,3 мг/л. Большая его концентрация вызывает болезни печени, аллергию и т.д.

Марганец является виновником генетическим мутаций. Вода обладает неприятным вкусом, а на оборудовании и белье образуются пятна. Он так же способствует отложения осадка в сантехническом оборудовании. Допустимая концентрация – 0,1 мг/л. Однако даже при количестве марганца 0,02 мг/л в воде приводит к образованию пленки на трубах и черного осадка.

Катионы марганца и кальция делают воду более жесткой. Существуют различные единицы ее измерения. Наиболее распространено – мг-экв/л. Оптимальное значение жесткости воды – 3-3,5 мг-экв/л. При значении 4,5 мг-экв/л накапливается осадок на сантехническом оборудовании и нагревательных элементах бытовых приборов. В инструкции большинство бытовых приборов рекомендуют использовать воду до 2 мг-экв/л. Для человека жесткая вода является вредной. начинают накапливаться соли , что приводит к болезням суставов и образованию камней.

Перманганатная окисляемость указывает на количество кислорода к концентрации иона перманганата необходимого для окисления воды. Допустимое значение – 5 мг О2/л. по ней можно судит о содержании органики в воде и окисляемых неорганических веществ. При высоком значении перманганатной окисляемости страдают почки, печень и репродуктивная функция, нервная и иммунная системы человека. Не рекомендуют употреблять воду без обработки при значении перманганатной окисляемости выше 2 мг О2/л.

Сульфиды являются виновниками посторонних запахов в воде. Трубы начинают подвергаться коррозии, а в воде увеличивается содержание серобактерий. Сероводород ядовит для человека. Он оказывает токсичное действие и раздражает кожу.

Концентрация фторидов не должна превышать 1,5 мг/л. Однако организм нуждается во фторе. Для профилактики флюороза в некоторой местности происходит искусственное обогащение воды фтором. Рекомендуемое количество – 0,7-1,5 мг/л.

Низкая минерализация питьевой воды (до  50 мг/л) приводит к нарушению водно-солевого обмена и дисфункции желудка. К тому же такой водой нельзя полностью утолить жажду.

Схема влияния различных веществ на качество воды
Влияния различных веществ на качество воды

Малые концентрации тяжелых металлов вредят различным органам: свинец – нервной и кровеносной системе; кадмий и хром приводят к заболеванию почек;  медь опасна для желудочно-кишечного тракта; ртуть разрушает центральную нервную и кровеносную системы, цинк вредит двигательному аппарату, особенно мышцам и т.д.

Соединения азота, в том числе нитраты могут быть природного происхождения. Но большая часть является результатом хозяйственно-бытовой деятельности человека. Большое содержание нитратов в воде опасно для детей. Детский цианоз – изменение формы гемоглобина, который не может переносить кислород к клеткам органов.

Перечисленные компоненты не являются сильно токсичными, что бы образовалось сильное отравление. Однако постоянное употребление малых количеств этих веществ вызывают патологии в организме из-за хронической интоксикации. Некоторые вещества попадают в организм путем всасывания через кожу во время водных процедур (бассейн, душ).

Научно установлен факт вредности дистилянта в качестве питьевой воды.

Он плохо утоляет жажду. Его большое количество вредит пищеварительной системе. В дистилянте отсутствуют минеральные вещества, которые являются важными составляющими человеческого организма.

Анализ питьевой воды

Анализ воды
Анализ воды

Как упоминалось в начале статьи, существует большое количество потенциально опасных химических веществ в воде. Сегодняшние лаборатории определяют только 10 % всех нормированных веществ. Даже эта малая доля всех примесей требует наличие определенного оборудования, реактивов, технического потенциала и много времени. Определение токсичных соединений с низким ПДК с каждым годом становиться более затратным и сложным.

Определенные вещества могут быть в допустимом диапазоне. Но при их взаимодействии с другими вещества образуются токсичные соединения.

Следует контролировать не только структурный состав воды, но и интегральный функциональные характеристики.

Современные аттестованные метрологические приборы разработаны только для наиболее распространенных химических показателей. Бактериальный состав определяется в лабораториях, что позволяет говорить про их надежность.  Но их трудно использовать в полевых условиях.

Существует 3 вида анализа воды:

  • сокращенный;
  • полный химический;
  • определение отдельных составляющих.

Для оценки качества бывает достаточно и сокращенного анализа, но некоторые случаи требуют дополнительного определения компонентов или полный анализ.

Экспресс анализ питьевой воды

Для ускорения и удешевления контроля качества воды прибегают к экспресс анализу воды, который определяет обобщенные показатели. Наиболее частыми определяемыми показателями являются:

  • биохимическое потребление кислорода (растворимого органического углерода);
  • количество адсорбируемых или экстрагируемых галогенов органического происхождения;
  • рН;
  • органолептические свойства воды.
pH измеритель
pH измеритель

Экспресс анализ значительно сокращает потребность в оборудовании и реактивов. Например, тяжелые металлы определяют с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии, которая выявляет только наличие, а не количество.

Экспресс анализ не гарантирует высокое качество исследований.

Наиболее сложным является определение бактериального и вирусного состава.

Сегодня наиболее популярны лазерные системы для микробиологического исследования.

Растет использование сенсоров – чувствительных элементов. наиболее распространены биосенсоры, которые распознают многие компоненты индивидуально. Они лежат в основе работы многих многокомпонентных анализаторов.

Сенсоры используются в экспрессных тест-системах. Берется проба воды и вводится в систему. Тест-система регистрирует изменение оптических свойств. Так определяют содержание ферментов антропогенного происхождения и патогенную микрофлору.

Сегодня экспресс анализ питьевой воды проводится следующими методами:

  • флюорометрия;
  • фотометрия;
  • газовая хроматография;
  • атомно-абсорбционная спектрофотометрия;
  • кондуктометрия;
  • нефелометрия;
  • турбидиметрия;
  • спектрофотометрия;
  • потенциометрия;
  • титрометрия

Биотестирование

Биотестирование определяет токсичность определенного химического вещества на водные организмы или биоценоз. Оценочными критериями являются:

  • активность микроорганизмов;
  • их выживаемость;
  • скорость размножения и т.д.

Этот метод экспресс анализа требует определенных условия: освещенность, температура, кислотность, состав и др.

Есть множество других быстрых и простых способов определения качества питьевой воды: используя органы чувств, отстаивание, попробовать на вкус и т.д. Однако оценка может носить субъективный характер и иметь большую вероятность ошибки. Единственный надежный способ – анализ питьевой воды в лабораторных условиях.