Качество минеральной воды

Содержание

Введение ………………………………………………………………………….3

Глава 1. Методы определения качества питьевой воды………………………5

1.1.Основные понятия и параметры качества питьевой воды…………………5

1.2. Показатели качества питьевой воды……………………………………...6

1.3. Основные методы определения качества питьевой воды..………………11

Глава 2. Порядок подготовки и проведения испытаний…………………….26

2.1.Подготовка испытаний ……………………………………………………28

2.2. Проведение испытаний……………………………………………………32

2.3.Оценка точности испытаний……………………………………………….37

Заключение…………………………………………………………………

Литература………………………………………………………………………41

Глава 1. Методы определения качества питьевой воды

1.1. Основные понятия

Вода – важнейшая составляющая среды нашего обитания. После воздуха, вода второй по значению компонент, необходимый для человеческой жизни.

Питьевая вода – это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления Человеком и другими живыми существами. Главным отличием от столовых и минеральных вод является пониженное содержание солей (сухого остатка), а также наличие действующих стандартов на общий состав и свойства (СанПиН 2.1.4.1074-01 – для централизованных систем водоснабжения и СанПиН 2.1.4.1116-02 – для вод, расфасованных в емкости).

Хотя многие источники пресной воды пригодны для питья людьми, они могут служить распространению болезней или вызывать долгосрочные проблемы со здоровьем, если они не отвечают определённым стандартам качества воды. Вода, которая не вредит здоровью человека и отвечает требованиям действующих стандартов качества, называется питьевой водой, в случае необходимости, чтобы вода соответствовала санитерно-эпидемиологическим норма, её очищают или, как часто говорят, «подготавливают» с помощью установок водоподготовки.

Питьевая вода: она должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие органолептические показатели и пригодна для хозяйственно-бытовых процессов. Её качества должны отвечать ГОСТ 2874-73 (вода питьевая).

Питьевая вода – это вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения. Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Еще в глубокой древности люди могли различать «живую» воду – пригодную для питья и «мертвую» - непригодную для употребления. На мой взгляд, что качество воды в каких то случаях влияет на продолжительность жизни, так как по данным Всемирной организации здравоохранения около 90% болезней вызывается употребление для питьевых нужд некачественной воды, а так же не подготовленной воды в бытовых целях (душ, ванна, мытье посуды, бассейн и т.д.). В настоящее время вопросы качества питьевой воды не утратили своей актуальности.

Качественная питьевая вода – это вода не содержит примесей, вредных для здоровья человека. Она должна быть без запаха и цвета и безопасна при длительном употреблении.

В Российской Федерации существует Федеральный Закон – специальный технический регламент «О питьевой воде и питьевом водоснабжении»

1.2. Показатели качества питьевой воды

Существует несколько показателей качества питьевой воды:

К физическим показателям качества воды относят температуру, запах, привкус, цветность, мутность. Они определяют органолептические качества воды.

Химические показатели характеризуют химический состав воды. К ним обычно относят: водородный показатель воды pH, жесткость и щелочность, минерализация (сухой остаток), содержащие органических и неорганических веществ.

Санитарно-бактериологические показатели характеризуют общую бактериальную загрязненность воды, загрязненность ее кишечной палочкой, содержание в воде токсичных и радиоактивных компонентов.

Эпидемические показатели. Вода является идеальной средой для размножения бактерий, микробов: возбудителей брюшного тифа, паратифов, холеры, дизентерии, вирусного гепатита и т.д. Вода может быть переносчиком различного рода глистов. В связи с обильным содержанием патогенных организмов, анализ воды проводят по «показательным» микробам (к примеру, кишечной палочке). Требования СанПиН – в 100 мл воды не должно быть кишечной палочки, количество бактерий в 1 мл воды не должно превышать 50.

Органолептические показатели. Запах воды может быть: болотный, гнилостный, землистый, сероводородный, ароматический, хлорный, фенольный, хлорфенольный, нефтяной и др.

Привкус воды может быть: кисловатым, солоноватым, горьковатым, сладковатым.

Наличие запахов и привкусов говорит о содержании (возможно превышенном) в воде газов, минеральных солей, органических веществ, нефтепродуктов, микроорганизмов. Как правило, с повышением температуры запахи и привкусы усиливаются. Вода, используемая для питья, не должна иметь при температуре 60ᵒ С оценку более 2 баллов.

Цветность – окраска воды в тот или иной цвет. Свидетельствует о наличии в воде выше нормы высокомолекулярных соединений почвенного характера, железо в коллоидной форме, загрязнений сточных вод. Цветность не должна превышать 20 стандартной платинокобальтовой шкалы.

Мутность – иначе прозрачность. Зависит от наличия в воде взвешенных частиц. Использование мутной воды для питьевого водоснабжения нежелательно и даже недопустимо.

Химические показатели. Водородный показатель pH – показатель концентрации в воде водородных ионов. Его величина характеризует фон водной среды: от кислого до щелочного. Для питьевой воды величина pH должна составлять от 6 до 9. Изменение значения pH должно быть сигналом о нарушении технологического режима водоподготовки.

Общая минерализация (сухой остаток) – суммарная концентрация анионов, катионов и растворенных в воде органических веществ. Влияет на органолептические свойства воды (вкуса). По сухому остатку можно судить о содержании в воде неорганических солей. Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме.

Содержание сухого остатка в питьевой воде нормируется величиной не более 1000 мг/л.

Жесткость воды – обусловлено наличием в ней катионов кальция и магния. Взаимодействуя с карбонатными ионами, при высоких температурах они образуют малорастворимые соли. Поэтому жесткие воды могут образовать накипь и отложение на бытовой технике, котлах, трубопроводах горячей воды. При использовании жесткой воды для стирки белья ее необходимо предварительно умягчать. Установлена статически достоверная связь между жесткостью воды и развитием сердечно-сосудистых заболеваний (частотой инфаркта миокарда). Есть предположение о роли жесткости воды в развитии мочекаменной болезни. Жесткость воды для питьевых целей ограничена концентрацией 7 ммоль/л.

Органические и неорганические вещества.

Общее число химических веществ, загрязняющих природные воды и оказывающих неблагоприятное воздействие на здоровье человека, в настоящее время превышает 50 000. Их содержание в воде строго регламентировано требованиями СанПиН. Гигиеническое значение их обусловлено их биологической ролью.

При содержании фтора в воде более 1,5 мг/л может развиться флюороз, менее 0,7 мг/л – кариес зубов.

Чрезмерное содержание молибдена в воде приводят к увеличению активности ксантиноксидазы, щелочной фосфотазы, увеличению мочевой кислоты в крови и моче.

При низком поступлении в организм йода, развивается эндемический зоб, внешне проявляющийся в увеличении размеров щитовидной железы.

Ртуть – токсичный элемент, наличие ее в воде приводят к болезни Минамата, для которой характерно поражение центральной нервной системы.

Алюминий – нейротоксичен, способен накапливаться в нервной ткани, печени , что особенно важно, в жизненно важных областях головного мозга, приводя к тяжелым расстройствам функции центральной нервной системы.

Барий – высокотоксичное вещество. При поступлении в организм, барий аккумулируется в костной ткани, что усугубляет его опасность для здоровья.

Бериллий – высокотоксичный и кумулятивный клеточный яд. Хорошо всасывается в желудочно-кишечный тракт. При поступлении в организм высоких концентраций бериллия с питьевой водой, наблюдается серьезное расстройство половой сферы у представителей обоих полов.

Мышьяк – считается доказанной, роль мышьяка, содержащегося в воде, в возникновении опухолевых заболеваний.

Нитраты и нитриты – нитраты в воде в 1,5 раза токсичнее нитритов содержащихся в овощах. Повышенное содержание нитратов в воде вызывает токсический цианоз. Всасывание нитратов приводит к повышению содержания метгемоглобулина в крови.

Свинец – кумулятивен в костях. Поражает нервную систему, почки, приводит к раннему атеросклерозу, нарушению процесса образования эритроцитов. Детским организмом свинец усваивается в 3-4 раза интенсивнее, чем взрослым.

Железо-вода, когда ее перекачивают насосом прозрачна и бесцветна. Но по мере того, как отдельные молекулы этого соединения собираются вместе, появляется характерный ржавый цвет (такую воду часто называют «красной водой» или «ржавой водой»). В воде, содержащей железо, неизбежно образовываются железобактерии – рассадник бактерий самого различного класса и уровня опасности для организма человека. По мере нарастания, эти бактерии образуют красно-коричневые наросты, которые забивают трубы и снижают напор воды. Разлагающаяся масса этих бактерий является причиной неприятного запаха и вкуса воды.

Вода с повышенным содержанием железа имеет металлический привкус. Такая вода оставляет следы буквально на всем. Даже при самом малом содержании железа в воде (0,3 мг/л) она оставляет ржавые пятна на любой поверхности. Железо добавляет много трудностей как в быту, так и в промышленности (особенно в пищевой). Даже там, где концентрация железа низка, его ни в коем случае нельзя игнорировать. Наличие железа в воде представляет серьезную проблему еще и потому, что оно обладает большой химической повторяемостью элементов. Нерастворимые соединения железа могут образовывать илистые отложения в водонапорных резервуарах, водонагревателях и других водопроводных установках.

Повышенное содержание железа в воде (а следовательно в организме человека) является причиной серьезных аллергенных заболеваний.

Марганец – спутник железа. Обычно его встречают в железосодержащей воде. Марганец, соприкасаясь с чем-либо, оставляет темно-коричневые или черные следы даже при его минимальных концентрациях в воде (0,05 мг/л). Собираясь в водопроводных трубах, марганец дает черный осадок, от чего вода становится мутной.

Повышенное содержание марганца отрицательно влияет на высшую нервную систему, систему кровообращения, на работу поджелудочной железы, провоцирует болезни эндокринной системы, увеличивает возможность заболеваний онкологического характера.

Не случайно, Стандарт питьевой воды США установил минимальную норму марганца в воде равную 0,05 мг/л.

Медь – придает неприятный вяжущий привкус.

1.3. Основные методы определения качества питьевой воды

Метод определения содержания вкуса, запаха, цветности и мутности

Это метод определения запаха, вкуса и привкуса и определения цветности и мутности.

Отбор проб производят по ГОСТ 24481-80.

Пробы воды для определения запаха, вкуса, привкуса и цветности не консервируют. Определение производится не позднее, чем через 2 часа после отбора пробы. Объем пробы воды не должен быть не менее 500мл.

Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлористый, нефтепродуктов и др.)

При определении запаха при температуре 20ᵒС, в колбу с притертой пробкой вместимостью 250-350 мл отмеривают 100 мл испытуемой воды с температурой 20ᵒС. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз размешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха при 60ᵒС.

При определении запаха при температуре 60ᵒС, в колбу отмеривают 100 мл испытуемой. Горлышко колбы закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50-60ᵒС.

Содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями.

Сдвигая стекло в сторону, быстро определяют характкр и интенсивность запаха.

Интенсивность запаха определяют при 20 и 60ᵒС и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы 1.

Таблица 1.

Органолептическим методом определяют характер и интенсивность вкуса и привкуса.

Различают четыре основных вида вкуса: солены              , кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами.

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т.д.)

Испытуемую воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживая 3-5 с.

Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 200ᵒС и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям таблицы 2.

Таблица 2.

Цветность воды определяют фотометрическим методом – путем сравнения проб испытуемой жидкости с растворами, имитирующими цвет природной воды.

Градуировочный график строится по шкале цветности. Полученные значения оптических плотностей и соответствующие им градусы цветности наносят на график.

Таблица 3.

В цилиндр Несслера отмеривают 100 мл профильтрованной через мембранный фильтр исследуемой воды и сравнивают со шкальной цветности, производят просмотр сверху на белом фоне. Если исследуемая проба воды имеет цветность выше 70ᵒС, то пробу следует разбавить дистиллированной водой в определенном соотношении до получения окраски исследуемой воды, сравниваемой с окраской шкалы цветности.

Полученный результат умножают на число, соответствующее величине разбавления.

При определении цветности с помощью электроколориметра используют кюветы с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см. Контрольной жидкостью служит дистиллированная вода, из которой удалены взвешенные вещества путем фильтрации через мембранные фильтры №4.

Оптическая плотность фильтрата исследуемой пробы воды измеряется в синей части спектра со светофильтром при λ – 413 нм.

Цветность определяют по градуированному графику и выражают в градусах цветности.

Фотометрический метод определения мутности.

Определение мутности производят не позднее, чем через 24 после отбора пробы. Проба может быть законсервирована добавлением 2-4 мл хлороформа на 1 л воды.

Мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями.

Градуировочный график строят по стандартным рабочим суспензиям. Полученные значения оптических плотности и соответствующие им концентрации стандартных суспензий (мг/л) наносят на график.

Перед проведением испытания во избежание ошибок производят калибровку фотоколориметров по жидким стандартным суспензиям мутности или по набору твердых стандартных суспензий мутности с известной оптической плотностью.

В кювету с толщиной поглощающего свет слоя 5-10 см вносят хорошо взболтанную испытуемую пробу, измеряют оптическую плотность в зеленой части спектра (λ – 530 нм). Контрольной жидкостью служит испытуемая вода, из которой удалены взвешенные вещества путем центрифугирования или фильтрования через мембранные фильтры (обработанные кипячением).

Метод определения содержания сухого остатка.

Величина сухого остатка характеризует общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений.

Этот метод определения массовой концентрации общего железа с роданидом.

Пробы воды отбирают по ГОСТ 2874-82 и ГОСТ 24481-80. Объем пробы воды для определения содержания массовой концентрации железа должен быть не менее 200 см³. пробы воды, предназначенные для определения массовой концентрации общего железа, не консервируют.

Метод основан на взаимодействии в сильнокислой среде окисного железа и роданида с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения роданового железа. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа. Чувствительность метода 0,05 мг/л Fe.

В пробирку наливают 10 мл исследуемой воды, наносят две капли концентрированной соляной кислоты и несколько кристаллов персульфата аммония и 0,2 мл роданида аммония или калия. После внесения каждого реактивного содержимое пробирки перемешивают. Приближенно массовую концентрацию железа определяют в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5.

Количественное определение.

В мерную колбу вместимостью 50 мл отбирают 50 мл тщательно перемешенной исследуемой воды или меньшим объемом, содержащей пробе не более 1,0 мг/дм железа и доводят объем до метки дистиллированной водой. Затем добавляют 1 мл соляной кислоты, несколько кристаллов персульфата аммония, перемешивают и добавляют 1 мл роданида калия. После перемешивают сразу же измеряют оптическую плотность на ФЭКе, применяя сине-зеленый светофильтр (λ=490-500 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2,3 или 5 см по отношению к дистиллированной воде, в которую добавлены те же реактивы.

Массовую концентрацию общего железа находят по калибровочному графику.

Для построения калибровочного графиков мерные колбы вместимостью 50 мл. вносят 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0 и 10 мл рабочего стандартного раствора железоаммонийных квасцов (в 1 мл 0,01 мг железа) и доводят дистиллированной водой до метки. Получают серию растворов с массовой концентрацией железа 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0 и 10 мг/дм³. К стандартным растворам и раствору сравнения прибавляют 1мл соляной кислоты (плотностью 1,12 г/см³) несколько кристаллов персульфата аммония и перемешивают. Затем в раствор сравнения и стандартный раствор массовой концентрацией железа 0,1 мг/см³ прибавляют по 1 мл раствора роданида калия, содержимое перемешивают и сразу же измеряют оптическую плотность в тех же условиях, что и исследуемой воды. Затем добавляют роданид калия в следующий стандартный раствор и опять определяют оптическую плотность и т.д.

По полученным данным строят калибровочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию железа в мг/дм³, а по оси ординат – соответствующие значения оптической плотности.

Обработка результатов:

Массовую концентрацию общего железа (Х) в мг/дм³ вычисляют по формуле:

где С – концентрация железа, найденная по калибровочному графику, мг/дм³;

V – объем пробы, взятый для определения, мл.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 25%.

Глава 2. Порядок подготовки и проведения испытаний

2.1. Подготовка испытаний