Что такое минерализация при анализе вода

По показателям, определённым в СанПиН, общая минерализация питьевой воды в норме – то есть, значения в предельно допустимых концентрациях (ПДК), – должны оставаться в пределах 1000 мг/литр. В случае отдельного рассмотрения эпидемиологической обстановки в определённом населённом пункте или для конкретной системы водоснабжения, по постановлению государственного главсанврача, этот показатель может быть увеличен до 1500 мг/литр. Данные ограничения были установлены по органолептическому признаку. Однако оптимальные значения входят в диапазон от 200 до 400 мг сухого остатка на литр.

Содержание статьи

Сам параметр общей минерализации в таблице СанПиН сопровождается припиской в скобках: «сухой остаток». При этом величина сухого остатка может не совпадать с фактической минерализацией поскольку методика определения сухого остатка путём выпаривания и взвешивания остатка не учитывает некоторые летучие растворённые органические соединения. В результате разница в значениях может достигать 10%.

Под общей минерализацией принято понимать суммарное содержание веществ, растворённых в воде, что обуславливает и второе название «солесодержание», которое тоже правомерно применять, так как растворённые вещества находятся в воде в виде солей калия, магния, натрия, сульфатов кальция, хлоридов, гидрокарбонатов. В основном это неорганические вещества и в небольшом количестве органические.

Поверхностные воды, при прочих равных, в оценке солесодержания имеют меньший осадок, чем подземные. Поэтому подземные имеют более солоноватый (иногда – горьковатый) привкус. Кроме того, на степень минерализации влияют:

геологический регион,
сточные воды (особенно в промышленных регионах),
ливневые стоки преимущественно в тех городах, где с обледенением коммунальные службы повсеместно используют соль.

Для облегчения градации минерализации («солёности») природной воды используется таблица категорий от ультрапресных до рассолов:

Порог ощущений для сульфатов находится на уровне 500 мг/литр, а для хлоридов – на уровне 350 мг/литр. В целом приемлемой на вкус считается вода с общим солесодержанием на уровне 600 мг/литр.

Вкусовые качества низкоминерализированной воды определяются в зависимости от вкусовых привычек потребителей и характеризуются в диапазоне от «пресная и невкусная» до «лёгкая и приятная».

При этом существует объективный нижний предел минерализации, основанный на адаптивных реакциях гомеостаза организма, который находится на отметке 100 мг сухого остатка на литр с показателями 25 и 10 мг/л для кальция и магния соответственно. Оптимальным же в целом считается среднее значение в пределах 200-400 мг сухого остатка на литр.

Возможность снабжения минеральными веществами организма через воду в объёме четверти от необходимой суточной потребности активно оспаривается противниками этой тенденции. В качестве доказательства приводятся убедительные сводные таблицы, в которых сопоставляется ряд признаков:

Необходимые человеку минералы (с условным завышенным допущением полной усвояемости веществ).
Состав при условии содержания максимально допустимых концентраций.
Суточное водопотребление и др.

В совокупности эти признаки демонстрируют, что в качестве источника микроэлементов вода может теоретически рассматриваться только для обеспечения организма фтором и йодом. Однако с учётом целого ряда условных «идеальных» допущений и разницы содержания таких элементов в разных регионах России, нельзя рассматривать питьевую воду как достаточный источник поступления даже этих микроэлементов.

Для технической жидкости по ряду отраслей промышленности возникает необходимость обеспечить более строгие нормы солесодержания. Так предотвращение отложений солевого осадка в пароводяных трактах ТЭЦ или ТЭС может быть обеспечено присутствием солей в минимальном количестве – меньше 1мг/литр – в обеих средах (менее 1 мг/л).

При движении гидропотока по трубам перенасыщенности минеральными солями с учётом низкой концентрации и относительно низкой температуры, как правило, не наблюдается, однако в пограничных слоях с малой скоростью потока, при наличии шероховатости на стенках труб, дефектах изоляции и т.д. могут быть спровоцированы осаждения.

Тенденции к строгому нормированию качества технического водоресурса имеют два направления:

создание параметров по каждому показателю, аналогично тому, как это сделано для питьевых ресурсов;
создание моделей водосостава для технических целей, которые не делили бы норматив по отдельным физико-химические показателям, а включали бы целый комплекс свойств.

Сейчас требования к свойствам потребляемого и отводимого гидропотока фиксируются в отраслевых методиках по видам производств и конкретных отраслей.

Деминерализация (или процесс удаления минеральных веществ) проводят способами деионизации, дистилляции, электролиза, обратного осмоса, что зачастую требует определённой подготовки ресурса, но позволяет достичь очень высокой (до 99,9%) степени очистки, как это происходит при использовании мембранных систем.

Дистилляция. В основе принципа – выпаривание и концентрация пара. Технология считается энергоёмкой и проходит с образованием накипи на стенках испарителя.
Электродиализ. Процесс происходит благодаря перемещению ионов в электрическом поле с установкой ионоселективных мембран, пропускающих только катионы или только анионы, в результате чего в ограниченном мембранами объёме снижается концентрация солей.
Деионизация. Обессоливание обеспечивает ионный обмен в 2 слоях ионообменного материала. Деионизированная вода используется в фармацевтике, химии, обработке кож и др.
Обратный осмос. Очистка основана на «продавливании» капель сквозь полупроницаемую мембрану с порами, сопоставимыми по размеру с молекулой Н₂О. Под давлением сквозь мембрану проходит только сама молекула, низкомолекулярные газы, а примеси отфильтровываются и сливаются.

Водоресурс для этого процесса требует предварительной очистки от ржавчины, песка и др. взвесей сначала с помощью механических ячеистых (с размером до 5 микрон) картриджей, затем – фильтров с гранулированным углём, сорбирующим металлы, свободный хлор, и затем – фильтров с прессованным кокосовым углём для устранения хлорорганических соединений.

Такие мембраны-фильтры нельзя сравнивать ни по функциям, ни по масштабу с сетками-фильтрами, устанавливаемыми на аэраторах и экономителях воды (например, http://water-save.com/ ). В экономителях фильтры гораздо крупнее и решают совершенно другие задачи аэрирования воды и создания эффекта «полной» струи при меньшем фактическом водорасходе.

источник

Обычно минерализацию подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), но, учитывая, что единица измерения «литр» не является системной, правильнее минерализацию выражать в мг/куб.дм, при больших концентрациях — в граммах на литр (г/л, г/куб.дм). Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды — parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное и для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm [1] .

В зависимости от общей минерализации воды делятся на следующие виды [2] :

слабоминерализованные (1-2 г/л),
малой минерализации (2-5 г/л),
средней минерализации (5-15 г/л),
высокой минерализации (15-30 г/л) ,
рассольные минеральные воды (35-150 г/л)
крепкорассольные воды (150 г/л и выше).

На минерализацию вод влияют как природные факторы, так и воздействие человека. Природная минерализация зависит от геологии района происхождения вод. Различный уровень растворимости минералов природной среды оказывает серьезное влияние на итоговую минерализацию воды.

Воздействие человека сводится к сточным водам промышленности, городским ливневым стокам (т.к. соли и прочие химреагены используется зимой для борьбы с оледенением дорожного покрытия), стокам с сельхозугодий (которые обрабатываются химическими удобрениями) и т.п. [3]

Качество питьевой воды регулируется в России рядом стандартов, а именно:

ВОЗ не вводит ограничений на общую минерализацию воды. Но вода при минерализации более 1000-1200 мг/л может менять свой вкус и вызывать тем самым нарекания. Поэтому ВОЗ по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, хотя уровень и может изменятся в зависимости от сложившихся привычек или местных условий.

Wikimedia Foundation . 2010 .

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ, насыщение воды неорганическими (минеральными) веществами, находящимися в виде как ионов, так и коллоидов (см. КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ) . Степень минерализации выражается в г/л или мг/л (иногда в г/кг) … Энциклопедический словарь

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — насыщение воды неорганическими (минеральными) веществами, находящимися в виде как ионов, так и коллоидов. Степень минерализации выражается в г/л или мг/л (иногда в г/кг) … Большой Энциклопедический словарь

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — насыщение воды неорганич. (минеральными) веществами, находящимися в ней в виде ионов и коллоидов; общая сумма неорганических солей, содержащихся преимущественно в пресной воде, степень минерализации обычно выражают в мг/л или г/л (иногда в г/кг) … Экологический словарь

Минерализация воды — количество (концентрация) растворенных в воде твердых минеральных веществ, находящихся в виде ионов, а также и коллоидов … Геологические термины

минерализация воды — Суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ, выражающаяся в g·dm 3. [ГОСТ 27065 86] Тематики водоснабжение и канализация в целом DE Mineralstoffkonzentration des Wassers … Справочник технического переводчика

минерализация воды — Суммарное содержание в воде растворенных неорганических веществ … Словарь по географии

Минерализация воды — – суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ, выражающаяся в g×dm−3. [ГОСТ 27065 86] Рубрика термина: Водоснабжение, вода Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Минерализация воды — 22. Минерализация воды Суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ, выражающаяся в g·dm 3 Источник: ГОСТ 27065 86: Качество вод. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — различают величину (степень) минерализации и характер ее. Величина М. в. измеряется экспериментально найденным сухим (плотным) остатком, суммой ионов, суммой минеральных веществ (сумма ионов и недиссоциированных веществ Si02, Fe203 и т. д.),… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

минерализация воды — общее содержание в воде растворенных минеральных солей, выраженное в г/л … Большой медицинский словарь

источник

Химический состав воды, в том числе используемой в производстве бутилированной воды, в основном определяется концентрациями отдельных катионов (в частности, Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + ) и анионов (в частности, Cl — , SO₄ 2- , HCO₃ — ). Кроме того, есть более общие характеристики, производные от некоторых индивидуальных концентраций – например, общая жесткость и щелочность воды.

Существует и еще более обобщенный показатель – сухой остаток (общая минерализация) воды, т.е. суммарное количество веществ, растворенных в единице объема воды. В принципе, сухой остаток (общая минерализация) определяется содержанием как неорганических (минеральных), так и органических веществ в воде. Однако, в норме концентрация органических соединений в воде пренебрежимо мала, поэтому с достаточной точностью величину сухого остатка (общей минерализации) можно считать равной сумме концентраций неорганических катионов и анионов.

Понятия «сухой остаток» и «общая минерализация» часто считают тождественными. Это с связано с тем, что такой интегральный показатель, как суммарное количество растворенных веществ, можно точно вычислить, лишь зная концентрации всех индивидуальных ингредиентов (ионов). Поскольку на практике это далеко не всегда возможно, широко практикуется определение сухого остатка, измеряемого гравиметрическим методом (взвешиванием) после упаривания воды.

Полученные значения, однако, часто оказываются гораздо более низкими, чем арифметическая сумма индивидуальных концентраций. Связано это с термическим разложением гидрокарбонат-ионов с выделением углекислого газа. Поэтому самые значительные расхождения межде величинами сухого остатка и вычисляемой общей минерализацией (TDS – total dissolved solids) наблюдаются для вод с высокой щелочностью, т.е. с высоким содержанием гидрокарбонат-ионов.

Разумеется, сухой остаток (общая минерализация) — гораздо менее информативный показатель, нежели данные полного химического анализа питьевой воды. В то же время, он позволяет получить обобщенное представление о качестве питьевой воды. В первую очередь, о ее органолептических свойствах:

слишком высокие (более 1 г/л) значения сухого остатка (общей минерализации) свидетельствуют о том, что такая вода хуже утоляет жажду. Кроме того, вода с очень высокой минерализацией может иметь соленый или горький привкус;
вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

С другой стороны, вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

На основании результатов многочисленных научных исследований, как эпидемиологических, так и экспериментальных, установлен оптимальный уровень сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды — 200-500 мг/л. Вода, минерализованная на уровне до 1000 мг/л, считается качественной, пригодной для питья и приготовления пищи без ограничений. Вода с более высокой минерализацией относится к минеральным водам, употребление которых связано с определенными показаниями и ограничениями.

Для нормализации минерального состава питьевой воды, в том числе для получения питьевой воды с оптимальным значением сухого остатка (общей минерализации) можно использовать минеральные добавки серии «Северянка». Дополняя питьевую воду солями кальция, магния, калия, гидрокарбонат-ионами и другими жизненно важными ингредиентами, «Северянка» оптимизирует значение сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды.

источник

Минерализация воды

Минерализация — один из важных показателей воды для здоровья человека.

Общая минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ — неорганических солей (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и органических веществ. Минерализацию еще называют «общим солесодержанием», «содержанием твёрдых веществ» или «общим количеством растворённых частиц» (Total Dissolved Solids — TDS). При вычислении общей минерализации газы, растворённые в воде, не учитываются.

Минерализацию обычно подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), при больших концентрациях — в граммах на литр (г/л). Учитывая, что единица измерения «литр» не является системной, минерализацию выражают в мг/дм 3 , или (г/дм 3 ). Показатель минерализации измеряется так же в промилле — ‰ (1‰ соответствует 1 грамму в 1 литре). Кроме этого, уровень минерализации может быть выражен в частицах на миллион частиц воды — parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное, поэтому для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm.

Основными показателями, на которых строится классификация минеральных вод являются: минерализация, ионный состав, газовый состав, температура, кислотность (щелочность), радиоактивность.

По степени общей минерализации природная вода делится на следующие виды:

пресная питьевая (менее 1 г/л),
слабоминерализованные (1-2 г/л),
малой минерализации (2-5 г/л),
средней минерализации (5-15 г/л),
высокой минерализации (15-30 г/л),
рассольные минеральные воды (35-150 г/л),
крепкорассольные воды (150 г/л и выше).

Согласно гигиеническим нормам, вода считается пригодной для питья, если ее минерализация соответствует значению до 1000 мг/л, а в отдельных случаях — до 1500 мг/л.

В водопроводной воде содержание солей обычно не превышает 1000 мг/л, и, как правило, находится в диапазоне 300-600 мг/л.

Ультрапресная вода – это обычно вода ручьев, текущих от тающих ледников, а так же воды рек, протекающих среди дождевого экваториального леса. Большинство рек и озер на нашей Планете являются пресными. Вода поверхностных водоемов в пустынных и засушливых областях обычно солоновата, либо имеет повышенную минерализацию.

Морская вода относится к водам повышенной солености. Океанская вода содержит около 35‰ различных солей, но преимущественно хлористого натрия (NaCl). Внутренние моря обычно имеют меньшую минерализацию за счет опреснения их речной водой.

Воды, представляющие собой рассолы, в основном находятся глубоко под землей, но бывают и очень соленые озера (Мертвое море).

Минеральный состав воды имеет три основных составляющих:
— количественное содержание минералов в воде;
— набор минералов представленных в воде;
— качественное состояние минералов (их доступность для организма человека).

ПИТЬЕВАЯ (ПРЕСНАЯ) ВОДА

По классификации ВОЗ к питьевой воде относятся воды с минерализацией менее 1 г/литр. Именно такую воду называют пресной. Оптимальной считается вода с содержанием сухого остатка 300-500 мг/л. Физиологически полноценной признана питьевая вода с содержанием сухого остатка в пределах 100-1000 мг/л.

Низкая минерализация воды, обусловленная недостатком макроэлементов, в частности, кальция и магния, является самостоятельным фактором риска, способствуя развитию ряда хронических заболеваний — таких, как рахит, остеопороз, кариес, сердечно-сосудистые заболевания, патология беременности и др. В частности, в регионах, снабжаемых «мягкой» водой, значительно (на 30-40%) повышен уровень заболеваемости гипертонической болезнью.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ

Классификация минеральных вод с точки зрения бальнеологии.

В зависимости от степени минерализации минеральные воды, используемые для питьевого лечения, подразделяют на:

столовые – минерализация до 1 г/л;
лечебно-столовые – минерализация от 1 до 10 г/л;
лечебные – минерализация более 10 г/л или высокое содержание биологически активных элементов: железа, брома, йода, сероводорода, фтора и т.д., при этом общая минерализация может быть невысокой.

Столовая вода

К группе столовых вод относятся воды, минерализация которых составляет менее 1 г/литр.

Эти воды считаются безопасными для употребления. Столовая минеральная вода стимулирует пищеварение и не имеет лечебных свойств. Ее можно пить в любых количествах. Как правило, она мягкая, приятная на вкус, без постороннего запаха и привкуса, на ее основе изготовляются многие прохладительные напитки.

На столовой воде нельзя готовить еду. При кипячении минеральные соли выпадают в осадок или образуют соединения, которые не усваиваются организмом.

Лечебно-столовые воды

К группе лечебно-столовых вод относятся воды с общим уровнем минерализации 1-10 г/литр.

Это наиболее распространенный тип минеральной воды. Лечебные свойства таких вод проявляются только при их правильном использовании.

Лечебно-столовую минеральную воду пьют как для профилактики, так и в качестве столовой. Эта группа вод обладает ярко выраженным лечебным эффектом только при правильном применении. При употреблении ее в неограниченном количестве может нарушиться солевой баланс в организме. Самолечение с помощью такой воды может привести к значительному нарушению солевого баланса в организме, а также к резкому обострению имеющихся хронических заболеваний.

Лечебные воды

Лечебные минеральные воды имеют уровень общей минерализации более 10 г/литр.

Лечебные минеральные воды применяются для питьевого лечения и для наружного применения – ванн, душа, купаний, а также для ингаляций. Эффект от ее применения зависит от правильного выбора типа воды и от правильного приема – дозы, периодичности, температуры, пищевого режима. Поэтому проводить лечение минеральной водой нужно обязательно под наблюдением врача.

Классификация минеральных вод по химическому составу:

гидрокарбонатные;
хлоридные;
сульфатные;
натриевые;
кальциевые;
магниевые;
смешанные.

Гидрокарбонатная минеральная вода — содержит гидрокарбонаты (минеральные соли), более 600 мг на литр. Она снижает кислотность желудочного сока. Часто используется как средство от изжоги. Применяется при лечении мочекаменной болезни. Рекомендуется людям, активно занимающимся спортом, грудным детям и больным циститом.

Хлоридная минеральная вода содержит более 200 мг хлоридов на литр. Она стимулирует обменные процессы в организме, улучшает секрецию желудка, поджелудочной железы, тонкого кишечника. Применяется при расстройствах пищеварительной системы. Противопоказана при повышенном давлении.

Сульфатная минеральная вода — содержит более 200 мг сульфатов на литр. Она стимулирует перистальтику желудочно-кишечного тракта и благоприятно влияет на восстановление функции печени и желчного пузыря. Оказывает мягкий слабительный эффект, выводит из организма вредные вещества и примеси. Применяется при болезнях желчных путей, хроническом гепатите, сахарном диабете, ожирении. Сульфатную воду не рекомендуют пить детям и подросткам: сульфаты могут препятствовать усвоению кальция.

Натриевые, кальциевые и магниевые минеральные воды – воды с преобладанием соответственно катионов Na+, Сa2+ и Mg 2+.

Большинство минеральных вод имеет сложную смешанную структуру: хлоридно-сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные и т. д. Это повышает их лечебный эффект.

Классификация минеральных вод в зависимости от газового состава и наличия специфических элементов:

углекислые (кислые);
сульфидные (сероводородные);
бромистые;
йодистые;
мышьяковистые;
железистые;
кремниевые;
радиоактивные (радоновые).

Классификация минеральных вод в зависимости от кислотности:

нейтральные рН 6,8 — 7,2;
слабокислые рН 5,5 — 6,8;
кислые 3,5 — 5,5;
сильнокислые — 3,5 и менее;
слабощелочные 7,2 — 8,5;
щелочные — 8,5 и более.

Классификация воды по качеству (происхождению) минералов.

минералы неорганического происхождения;
минералы органического происхождения.

Часто в рекламе нам предлагают воду, которая наполнена «минералами, так необходимыми для жизни каждого человека». Это излюбленный рекламный прием производителей и реализаторов минерализованных вод. Для многих вод следует еще добавить, что: «ЭТИ МИНЕРАЛЫ НАХОДЯТСЯ В НЕДОСТУПНОЙ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА ФОРМЕ, ПОЭТОМУ ОНИ ЗАГРЯЗНЯЮТ ОРГАНИЗМ, ВЫЗЫВАЯ БОЛЕЗНИ И ПРЕЖДЕВРЕМЕННУЮ СТАРОСТЬ».

Минералы, в минерализованной воде, находятся в форме неорганических солей и поэтому не усваиваются организмом.

Доктор медицинских наук А.Шмидт пишет в статье «Значение воды»:

«Удивительно, что как раз медики не понимают, какое большое различие существует между неорганическими и органическими минералами. Неорганические соли минералов являются для нашего организма не только бесполезными, они даже вредны. Они прикрепляются к холестериновым кристаллам и образуют со стенками сосудов нерастворимые, жесткие соединения, сужающие просвет в сосудах. Они придают атеросклеротическим бляшкам твердость и особую опасность. С течением времени такие соли ведут также к ограничению деятельности почек.»

Таким образом, минералы в виде неорганических солей считаются по современным западным представлениям — ”мертвыми”, не приносящими той пользы, на которую мы рассчитываем.

Об этом так же можно почитать в книге Пола Брэгга ”Шокирующая, правда о воде и соли”. Автор утверждает, что именно органические минералы обеспечивают человеку здоровую жизнь и долголетие. Наш организм просто не имеет способности переваривать и усваивать не органику. В пищевой цепочке посредником между живим человеком и неорганическими веществами является, какое либо растение или другое живое существо — такое например, как коралл Санго. Только минералы прошедшие активацию (энергию жизни) через мир растений или животных становятся полезными нашему организму.

Нажатие на кнопку « Узнать » не ведет к каким-либо финансовым тратам и обязательствам.

Вы лишь получите информацию о доступности правильной воды в Вашем регионе ,

а так же получите уникальную возможность бесплатно стать членом клуба здоровых людей

и получить скидку 20% на все предложения + накопительный бонус.

Вступи в международный клуб здоровья Coral Club, получи БЕСПЛАТНО дисконтную карту, возможность участия в акциях, накопительный бонус и другие привилегии!

источник

В 90-е было модно закупаться измерителями уровня нитратов. Пищевые красители, консерванты — ерунда, а вот арбуз на нитраты проверить необходимо. Увы, эта история оказалась профанацией. Зато теперь из каждого youtube-утюга рассказывают про измерители качества воды — TDS-метры. На волне общего детокса и стремления к ЗОЖ многим хочется приобрести волшебную палочку, которая обеспечит здоровый образ жизни и вечную молодость, указав, что пить, а что не пить.

Соблазн определить качество воды «здесь и сейчас» симпатичным гаджетом, напоминающим электронный градусник, очень высок. Хайп вокруг TDS-метров продолжает множиться, ведь они обещают заменить лабораторию, посчитать растворенныe примеси и решить, «пить или не пить?».

Все это — удивительная по масштабу подмена понятий. Ведь определение «чистоты» воды по содержанию неизвестных растворенных примесей можно поставить в один ряд с измерением удава в попугаях.

Что не так в истории с TDS-метрами и стандартами питьевой воды, можно ли доверять TDS-метру и пить «одобренную» им жидкость — ниже разбираемся подробно и с использованием устрашающих терминов.

Кому-то достаточно, что вода из крана прозрачная и не пахнет, кто-то замораживает для придания «природной структуры», некоторые фильтруют, измеряя чистоту по отсутствию накипи, а продвинутый пользователь с TDS-метром пишет отзыв на тему «плохой фильтр, и вода от него грязная», получив высокое значение ppm. Объясним и это, но обо всем по порядку:

о стандартах водоочистки и нюансах понятий «чистая» — «питьевая»
является ли минерализация загрязнением и критерием качества
как меняются показания TDS-метра после фильтра
как устроен прибор, и почему называть его TDS-метром некорректно
в чем профит обладателя

Поскольку в природе нет ничего абсолютно чистого, то и питьевая вода — раствор с примесями. Среди них: условно полезные, вредные, безобидные и даже «безобидные, но неприятные». Содержание примесей в водопроводах мира регулируют национальные законодательства, иногда ориентируясь на рекомендации ВОЗ. Уровни допустимых концентраций веществ, однако, не едины.

Разница обусловлена геологическими особенностями стран и разумной рациональностью. В условиях мегаполиса нецелесообразно отказываться от стальных труб для удаления ржавчины, экономически невыгодно снижать жесткость, невозможно обеспечивать бактериологическую безопасность без хлорирования (в большинстве водопроводов). Если в воде постоянно присутствуют высокие концентрации токсичных примесей из-за геологии на территории или промышленности, местные стандарты «подгоняются» под ситуацию.

ВОЗ: «Мышьяк в высоких концентрациях естественным образом присутствует в грунтовых водах целого ряда стран».

Еще в 1990-х гг. в Бангладеш было зафиксировано повсеместное присутствие мышьяка в колодезной воде. Национальный стандарт на мышьяк сейчас поднят до отметки 0,05 мг/литр. Тем не менее, и сегодня десятки миллионов жителей страны подвергаются риску воздействия мышьяка в концентрациях, значительно превышающих 0,05 мг/литр.

Похожую природную аномалию ВОЗ отмечает в Аргентине, Камбодже, Чили, Китае, Венгрии, Мексике, Румынии, Таиланде, США и Вьетнаме. В частности, власти Аргентины даже по итогам жарких дебатов и пятилетних поисков решения, увы, так и не нашли способ обеспечить снижение национального стандарта на мышьяк с 0,05 мг/литр до рекомендуемых ВОЗ 0,01 мг/литр.

Стандарты российского СанПиН на мышьяк в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Но и ВОЗ не всегда права. Некоторые регионы мира страдают от избыточного содержания меди. Следствием активного использования меди и ее сплавов в водопроводном деле стали высокие национальные ПДК на медь в нашей стране, в США (1 мг/л) и в Германии (2 мг/л). Рекомендация ВОЗ, тем не менее, лояльна и не снижает эту планку, несмотря на то, что и 1 и 2 мг/л — это очень, очень много.

Стандарты российского СанПиН на медь в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Похожая ситуация с алюминием. Рекомендации не очень строги: соли алюминия используют для коагуляции в процессе муниципальной очистки воды, поэтому превышение ПДК наблюдается повсеместно. И отказаться нельзя, и присутствие вредно. За последнее десятилетие ПДК на алюминий снизилась, но актуальные цифры могут показаться дикими нашим внукам.

Стандарты российского СанПиН на алюминий в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Санитарные нормы несовершенны, постоянно ужесточаются, и не стоит относиться к ним, как к истине в последней инстанции. Просто помните: свинец, мышьяк и алюминий не становятся менее токсичными от того, что присутствуют в пределах ПДК.

Муниципальная подготовка воды нигде в мире не имеет задачи подать в кран «максимально чистую» воду. Это оправдано тем, что большая часть воды сливается в канализацию, минуя наши желудки. В водопровод подается безопасная и разумно дешевая вода, которая не отравит, если ее случайно проглотить в душе или выпить от безысходности после бурной вечеринки. Поэтому держим в уме:

Вода, соответствующая СанПиН, — «питьевая». Однако, положа ~~тестовый образец в анализатор~~ руку на сердце, не такая уж и чистая для длительного использования в качестве питьевой. Это первая ступень в «рейтинге питьевых вод», ниже которой находятся жидкости, которые пить без доочистки опасно.

А точнее — к примесям в питьевой воде. Часть веществ не мешают ей оставаться безвредной, ухудшая при этом её органолептические свойства. Так ведут себя карбонаты кальция, магния, хлорид натрия, фосфаты, сульфаты. Правда, они проявляют свой характер, когда концентрации достаточно велики.
Пусть это будут яркие, крикливые, но безобидные попугаи.

Часть веществ — ксенобиотики, яды в любой своей форме и при любой концентрации. Это свинец, ртуть, хром, мышьяк, хлорорганические соединения и многие другие вещества. Как мы уже выяснили, их концентрация в водопроводной воде определяется как нашими возможностями в очистке, так и внешними факторами. Они опасны, портят жизнь не сразу, но делают это эффективно, например, провоцируя возникновение и развитие раковых опухолей.
Пусть это будет тихий, но опасный удав.

Как компания — производитель фильтров, мы постоянно получаем «претензии» покупателей, которые оценивают работу фильтра по скорости появления накипи. То есть заметные и яркие органолептические свойства воды — жесткость и минерализация — зачастую воспринимаются как главный критерий качества очистки.

Применение TDS-метра, безусловно, поможет «экспериментатору» провести оценку размера стаи попугаев и даже понять, что их примерно 38. Однако удава за ними он уже не разглядит.

Основная задача фильтров для воды — защита от токсичного коктейля из остатков хлора (хлор — это яд), его органических производных и отходов промышленных и сельскохозяйственных предприятий: фенолов, нитратов, пестицидов, тяжелых металлов и так далее. В зависимости от модели, фильтры могут дополнительно защищать от бактерий, вирусов, аллергенов, антибиотиков и сотен других скрытых угроз.

Выше мы обсудили, что нет единых мировых стандартов на примеси в питьевой воде. В этом свете измерительные шкалы, которые мы наблюдаем в многочисленных роликах о TDS-метрах, тем более кажутся красочной маркетинговой абстракцией. Пример типичной иллюстрации:

Похожие иллюстрации путешествуют из ролика в ролик, сообщая, что образцы с пометкой “от 400” уже непригодны для питья. Любопытно, что автора типичного теста на youtube не удивляет цифра 4500 в стакане весьма полезной минеральной воды уважаемого российского бренда.

Минерализация — физико-химический параметр водного раствора, такой же, как, например, его температура. Конечно, даже температуру можно считать параметром качества воды, когда отпуск короткий, а вода в море прохладная. Или когда очень хочется пить, но вода только что вскипела. С минерализацией тоже все относительно и зависит от конкретных условий.

Минерализация — такой же «критерий» качества воды, как и её температура. Этот показатель для пресной воды не относится к токсическим и не является загрязнением.

Использование воды разной минерализации — вопрос привычки. Жители меловых холмов или те, кто вырос у берега моря, где подземные воды тоже соленые (привет, Евпатория!), пьют такую воду каждый день. СанПиН и ВОЗ допускают общую минерализацию (по сухому остатку) не выше 1 г на литр (1000 ppm). Сакрального же смысла в знании того, что общая минерализация вашей воды это 100 или 1000 единиц по TDS-метру нет. С точки зрения бытовых неудобств — это неэстетичный осадок в чайнике, порча дорогих водонагревающих приборов (бойлер), невкусный чай и сухая кожа. Но это очевидно и без гаджета.

Максимально эффективен в борьбе с растворенными примесями только обратноосмотический фильтр. Принцип его устройства отличается от проточного фильтра благодаря присутствию специальной мембраны. Именно она разделяет водопроводную воду на очищенную и концентрат примесей, который сливается в дренаж.

Сорбционный (то есть проточный) водоочиститель не сможет «удалить» из воды соли, в том числе и ионы кальция или магния. Умягчающий вариант проточного фильтра имеет ионообменный модуль, который обеспечивает замену ионов кальция и магния на ионы натрия (реже — водорода), которые не выпадают в осадок при кипячении.

Изменение показаний TDS-метра после прохода воды через ионообменный модуль проточного фильтра непредсказуемо. Одни ионы меняются на другие, как при этом изменится электропроводность, рассчитать очень сложно. Колебания происходят как в большую, так и в меньшую сторону.

Причин может быть множество.
В частности, в процессе ионного обмена кальций и магний меняются на натрий. Кальций — это двухзарядный ион, натрий — однозарядный. Так на место одного кальция выходит два иона натрия.
А также:

важна не только зарядность, но и подвижность ионов, она у элементов также разная;
подвижность ионов и скорость переноса заряда сильно зависит от качественного окружения, например, от того какие вокруг анионы;
концентрация примесей также важна и влияет на конечное изменение электропроводности;
даже температура образцов воды способна повлиять на разницу показаний, обеспечив разницу до сотни единиц.

Без количественного и качественного анализа воды до ионного обмена невозможно предсказать, как изменится истинное значение TDS и электропроводность. А значит, идея измерять TDS после сорбционного фильтра — бессмысленна.

Единственно верный метод измерения TDS (total dissolved solids) — это выпаривание и взвешивание. А то, что производители называют TDS-метрами, на самом деле — кондуктометры.

Крайне упрощенная схема работы кондуктометра:

Два электрода разделены изолирующим промежутком (воздух).
На электроды подается известный потенциал (напряжение).
Когда в зазор между ними попадает проводящая среда (вода с растворенными веществами), измеряется величина тока, который протекает между электродами.

A. имеет высокое сопротивление и низкую проводимость;
B. в ней мало ионов (носителей электрического заряда);
C. когда в неё попадают электролиты (чистую воду посолили), образуются носители заряда — ионы, которые повышают её электропроводность, так как являются переносчиками электрического заряда.

Проблема 1 — Терминологическая

Растворимые неэлектролиты, присутствующие в воде, не добавят воде электропроводности, т.е. кондуктометрический TDS-метр, погруженный в сладкий чай, заваренный на дистиллированной воде, покажет крайне низкое значение, но при выпаривании воды и взвешивании значение сухого остатка будет высоким.

TDS (total dissolved solids) означает массу твердого остатка, которая получится, если всю воду испарить. В твердом остатке останутся и растворимые электролиты (соли, кислоты, основания), и растворимые неэлектролиты, и нерастворимые твердые вещества (песок, глина), чья совокупная масса и называется в химии TDS. Кстати, в отечественной терминологии есть термин «общее солесодержание», который гораздо точнее отражает величину, которую измеряет кондуктометр.

Проблема 2 — Измерение эквивалента

TDS-метр чаще всего отградуирован по хлориду натрия. Поэтому если ионный состав тестируемой воды отличается от хлоридно-натриевого (очень жесткая вода, содержащая ионы кальция/магния и гидрокарбонат-ионы), то и оценки солесодержания в ppm, пересчитанные по хлоридно-натриевой градуировке, будут очень приблизительными.

В питьевой воде хлорид натрия редко является доминирующим компонентом. Из макро-катионов есть ионы кальция, магния, калия и т.д. Из анионов — хлорид-, сульфат-, карбонат/гидрокарбонат-, силикат-, фосфат- и т.д. Все они с разной подвижностью переносят электрический заряд.

А значит, про TDS-метр в строгом смысле нельзя сказать, что он измеряет «жесткость воды», «концентрацию солей» или, боже упаси, «загрязненность воды». Единственное, что можно о нем сказать, — он выдает на дисплее выраженную в ppm (мг/л) эквивалентную концентрацию раствора хлорида натрия температурой 25 С, которая даст ту же величину электропроводности, которую прибор зафиксировал здесь и сейчас.

В видео наглядно объясняем, какие жидкости, кроме раствора солей, дают запредельный ppm, как температура воды влияет на точность измерения, а также проводим эксперимент с инсектицидом, который не является электролитом.

А в «сухом твердом остатке» на тему TDS-метра мы имеем:

1. С помощью одного только TDS-метра вы не определите чистоту и безопасность водопроводной воды или любого другого раствора, так как:

не все вещества-электролиты опасны;
не все опасные вещества являются электролитами, а значит остаются невидимыми для TDS-метра.

2. Качество работы сорбционного водоочистителя TDS-метром определить тоже не получится, поскольку такой тип фильтра не всегда меняет минеральный состав воды.

1. TDS-метр поможет прикинуть общую минерализацию воды в случаях, когда стоит вопрос об установке фильтра, принцип работы которого основан на изменении минерального состава воды (обратный осмос).

2. TDS-метр поможет понять, когда в обратноосмотическом фильтре пора менять мембрану или же её ресурс пока достаточен. При замене мембраны это отличный способ проверить, есть ли в ней брак.

3. А еще замеры разных жидкостей TDS-метром — это отличный способ провести время с детьми и повод рассказать им о том, что такое электропроводность и почему измерять удава в попугаях весело, хоть и не практично.

источник

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. 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.

Очень часто общую минерализацию воды путают с сухим остатком. 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%.

Уровень содержания солей в питьевой воде разный в разных геологических регионах (вследствие различной растворимости минералов). 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.

В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

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 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации воды в 1000 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.

«Водная» тематика все чаще звучит в прессе, при этом часто приводятся рассуждения о достоинствах или недостатках воды с точки зрения снабжения организма минералами. В некоторых материалах, опубликованных в солидных изданиях, достаточно безапелляционно заявляется: «Как известно, с водой мы получаем до 25% суточной потребности химических веществ». Однако докопаться до первоисточников не удается. Попробуем поискать ответ на вопрос: «А сколько же может среднестатистический человек получить минеральных веществ из питьевой воды, отвечающей санитарным нормам?» В своих рассуждениях будем руководствоваться простым житейским здравым смыслом и знаниями в объеме средней школы. Результаты сведем в таблицу. Объясним содержимое ее колонок, а заодно и ход рассуждений.

Для начала необходимо определиться с несколькими исходными позициями:

1. Какие минеральные вещества и в каких количествах нужны человеку?

Вопрос о «минеральном составе» человека и, соответственно, потребностях его организма очень сложный. На бытовом уровне мы очень легко жонглируем (к сожалению и в массовой прессе тоже) терминами «полезные» элементы, «вредные» или «токсичные» элементы и т.п. Начнем с того, что сама постановка вопроса о вредности-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. Перечень основных (жизненно важных) макроэлементов и нескольких микроэлементов из Популярной медицинской энциклопедии приведен в 1-м столбце.

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).

2. Каков минеральный состав «средней» воды?

Понятно, что никакой «средней» воды нет и быть не может. В качестве таковой предлагается использовать гипотетическую воду, то есть , в качестве потребляемой 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 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 соответствует действительности.

3. Каково суточное потребление воды среднестатистическим человеком?

В сутки непосредственно в виде жидкости (питья и жидкой пищи) человек употребляет в среднем 1,2 л воды . Разделив эту цифру на соответствующую из 4-го столбца, вычисляется процент поступления с водой каждого элемента, который теоретически (с учетом всех вышеперечисленных допущений) может получить в сутки среднестатистический человек (5-й столбец).

Для сравнения в 6-м столбце приведен мини-список пищевых источников поступления в организм тех же элементов. 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.

В 7-м столбце приведено количество того или иного продукта в граммах, употребление которого даст организму в сутки (с таким же допущением 100% усвояемости, что и для воды) то же количество соответствующего макро- или микроэлемента, что и гипотетическая питьевая вода.

Требуемое количество воды для получения 100% нормы

Теоретически возможный % получения мин. Веществ из воды

Кол-во продукта, обеспечи-вающее получение макро- и микро-элементов, равное поступающему с водой

Сыр твердый
Брынза
Петрушка
Творог
Курага
Фасоль
Молоко

12 г
24 г
49г
75 г
75 г
80 г
667 г

Грибы (сушеные)
Фасоль
Сыр твердый
Овсяная крупа
Печень
Рыба
Говядина
Хлеб (ржаной)

24 г
36 г
29 г
41 г
45 г
58 г
77 г
91 г

Арбуз
Орехи
Гречневая крупа
Овсяная крупа
Горох
Кукуруза
Хлеб пшен.2 сорт
Сыр (твердый)

27 г
30 г
30 г
52 г
56 г
56 г
68 г
120 г

Курага
Фасоль
Морская капуста
Горох
Арахис
Картофель
Редька
Помидоры
Свекла
Яблоко

0,86 г
1,31 г
1,44 г
1,66 г
1,87 г
2,53 г
4,03 г
4,97 г
5,00 г
5,18 г

Соль пищевая
Сыр мягкий
Брынза овечья
Капуста кваш.
Огурец сол.
Хлеб ржаной
Креветки
Морская капуста
Камбала

0,6 г
13 г
15 г
26 г
27 г
39 г
45 г
46 г
120 г

Соль пищевая
Хлеб ржаной
Хлеб пшеничный
Рыба
Яйцо куриное
Молоко
Печень говяжья
Простокваша
Овсяная крупа

0,5 г
31 г
36 г
182 г
192 г
273 г
300 г
306 г
375 г

Печень говяжья
Свинина
Яйцо куриное
Баранина
Горох
Фасоль
Грецкий орех
Гречка
Хлеб
Молоко коровье

42 г
45 г
57 г
61 г
53 г
63 г
100 г
114 г
170 г
345 г

Белый гриб суш.
Печень свиная
Горох
Гречка
Фасоль
Язык говяжий
Шпинат
Айва
Абрикос
Петрушка

1,1 г
1,8 г
5,3 г
5,4 г
6,1 г
8,8 г
10,3 г
12 г
18 г
19 г

Скумбрия
Минтай
Орех грецкий
Рыба морская

Печень говяжья
Печень свиная
Горох
Гречка
Фасоль
Геркулес
Баранина
Хлеб ржаной

32 г
40 г
160 г
187 г
251 г
266 г
504 г
546 г

Морская капуста
Печень трески
Хек
Минтай
Путассу, треска
Креветки
Морская рыба
Сердце говяжье

9 г
11 г
56 г
60 г
66 г
81 г
178 г
296 г

Из полученных данных отчетливо видно, что только 2 микроэлемента – фтор и йод мы теоретически можем получить из питьевой воды в достаточном количестве.

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.

Удаление из воды минеральных солей

Процесс, используемый для удаления из воды всех минеральных веществ, называют деминерализацией .

Деминерализацию, проводимую с помощью ионного обмена называют деионизацией. В ходе этого процесса вода обрабатывается в двух слоях ионообменного материала для того, чтобы удаление всех растворенных солей было более эффективным. Используется одновременно или последовательно катионообменная смола, «заряженная» ионами водорода H + , и анионообменная смола, «заряженная» ионами гидроксила ОH — . Поскольку все соли, растворимые в воде, состоят из катионов и анионов, смесь катионообменной и анионообменной смолы полностью заменяет их в очищаемой воде на ионы водорода H + , и гидроксила ОH -. Затем в результате химической реакции эти ионы (положительные и отрицательные) объединяются и создают молекулы воды. Фактически происходит полное обессоливание воды.

Деионизированная вода имеет широкий спектр применения в промышленности. Она используется в химической и фармацевтической отраслях, при производстве телевизионных электронно-лучевых трубок, при промышленной обработке кож и во многих других случаях.

Дистилляция основана на выпаривании обрабатываемой воды с последующей концентрацией пара. Технология является очень энергоемкой, кроме того, в процессе работы дистиллятора на стенках испарителя образуется накипь.

Электродиализ основан на способности ионов перемещаться в объеме воды под действием напряженности электрического поля. Ионоселективные мембраны пропускают через себя либо катионы, либо анионы. В объеме, ограниченном ионообменными мембранами, происходит снижение концентрации солей.

Обратный осмос представляет собой очень важный процесс, являющийся составной частью высокопрофессиональной очистки воды. Первоначально обратный осмос был предложен для опреснения морской воды. Вместе с фильтрацией и ионным обменом обратный осмос значительно расширяет возможности очистки воды.

Принцип его необычайно прост – вода продавливается через полупроницаемую тонкопленочную мембрану. Через мельчайшие поры, имеющие размеры, сопоставимые с размерами молекулы воды, способны просочиться под давлением только молекулы воды и низкомолекулярные газы – кислород, углекислый газ, а все примеси, остающиеся по другую сторону мембраны, сливаются в дренаж.

По эффективности очистки мембранные системы не имеют себе равных: она достигает практически 97-99,9% по любому из видов загрязнений. В результате получается вода, по всем характеристикам напоминающая дистиллированную или сильно обессоленную воду.

Проводить глубокую очистку на мембране можно только с водой, прошедшей предварительную комплексную очистку. Удаление песка, ржавчины и прочих нерастворимых взвесей производится механическим картриджем с ячейками до 5 микрон. Картридж на основе высококачественного гранулированного кокосового угля сорбирует растворенные в воде соединения железа, алюминия, тяжелых и радиоактивных металлов, свободный хлор и микроорганизмы. Очень важна последняя стадия предварительного этапа, где происходит окончательная очистка от мельчайших доз хлора и хлорорганических соединений, разрушительно воздействующих на материал мембраны. Она производится картриджем из прессованного кокосового угля.

После комплексной предварительной очистки вода подается на мембрану, после прохождения которой получается питьевая вода самого высокого класса очистки. А чтобы убрать из нее растворенные газы, придающие неприятный запах и привкус, воду на заключительном этапе пропускают через высококачественный прессованный активированный уголь с добавкой серебра. То обстоятельство, что в воде после очистки в мембранной системе почти полностью отсутствуют минеральные соли, уже не один год вызывает оживленные дискуссии. Хотя необходимое для организма количество макро- и микроэлементов гораздо эффективнее получать через пищу (см. выше), но многие настолько привыкли к вкусу, который придают воде минеральные соли, что при их отсутствии вода кажется безвкусной и «неживой». Однако полностью удалить вредные примеси, сохранив минеральные вещества в полезных концентрациях, оказывается настолько сложно и дорого, что обычно воду сначала максимально очищают, а потом вносят добавки, если это необходимо.

Домашние установки обратного осмоса обычно укомплектовываются накопительными баками для очищенной воды, так как скорость фильтрации воды через мембрану невелика. Накопительный бак, как правило, общей емкостью 12 л, представляет из себя гидроаккумулятор, разделенный внутри эластичной силиконовой перегородкой. С одной стороны перегородка контактирует с очищенной водой, а с другой накачан воздух под давлением 0,5 атм. Такой бак способен накопить в себе не более 6-8 л очищенной воды. Обычно для этого требуется от 2 до 6 часов. Для обеспечения работоспособности системы при недостаточном давлении в магистрали (менее 2,5 — 2,8 атм) устанавливается повышающий насос.

Следует отметить, что если исходная вода очень жесткая, содержит избыточное количество механических или растворенных примесей, то перед системой обратного осмоса рекомендуется установка дополнительных систем водоподготовки (обезжелезиватель, умягчитель, системы обеззараживания, механической очистки и т. п.).

Теоретически, мембраны удаляют почти все известные нам микроорганизмы, в том числе и вирусы, однако, при использовании в быту в системах питьевой воды, мембраны не могут обеспечить полную защиту от микроорганизмов. Потенциальные нарушения герметичности прокладок, производственные дефекты могут позволить некоторым микроорганизмам проникнуть в очищенную воду. Именно поэтому небольшие домашние системы обратного осмоса не должны использоваться в качестве основного средства для устранения биологического загрязнения.

Очень важно понимать, что процесс обратного осмоса идет только при давлении воды в системе не менее 2,5-2,8 атм. Дело в том, что на полупроницаемой мембране со стороны очищенной (обессоленной) воды всегда имеется избыточное осмотическое давление, которое препятствует процессу фильтрации. Именно это давление и необходимо преодолеть.

Как правило, железо присутствует в естественных водах в различных формах:

1. двухвалентные ионы железа, растворимые в воде (Fe 2+ );

2. трехвалентные ионы железа, растворимые только в очень кислой воде (Fe 3+);

3. нерастворимая гидроокись трехвалентного железа [Fe(OH) 3 ];

4. окись трехвалентного железа (Fe 2 O 3 ), присутствующая в виде частиц ржавчины из труб;

5. в комбинации с органическими соединениями или железными бактериями. Железные бактерии часто живут в воде, содержащей железо. По мере размножения, эти бактерии могут образовывать красно-коричневые наросты, которые могут забивать трубы и снижать напор воды. Разлагающаяся масса этих железных бактерий может быть причиной неприятного запаха и вкуса воды, а также появления пятен.

Железо редко находят в наземных водоемах. При попадании на поверхность вода, содержащая растворенное железо, является обычно чистой и бесцветной, с ярко выраженным вкусом железа. Под воздействием воздуха вода 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.

Присутствие железа в воде крайне нежелательно. Избыточное железо накапливается в организме человека и разрушает печень, иммунную систему, увеличивает риск инфаркта.

Удовлетворительным способом удаления небольших количеств растворенного железа из воды считается использование ионообменных умягчителей . Нельзя сразу сказать, сколько железа можно удалить. Ответ на этот вопрос в каждом отдельном случае зависит от конструкции устройства, а также от других конкретных условий. Железо, присутствующее в воде в нерастворенной форме, умягчителями не убирается, более того, оно их портит. Поэтому в случае использования умягчителей для удаления растворенного железа, например, из скважины, ни в коем случае нельзя допустить контакта скважинной воды с воздухом.

Самым эффективным способом удаления средних концентраций железа может быть использование окисляющих фильтров. Такой фильтр должен устанавливаться на водопроводную трубу перед устройством для смягчения воды. Окисляющие фильтры обычно содержат фильтрующее вещество, покрытое двуокисью марганца (MnO 2 ). Это может быть обработанный марганцем глауконитовый песок, синтетический материал из марганца, натуральная марганцевая руда и другие схожие материалы. Окись марганца превращает растворимые ионы двухвалентного железа, содержащиеся в воде, в трехвалентное железо. Кроме того, соединения марганца являются мощным катализатором процесса окисления двухвалентного железа кислородом, растворенным в воде. Поскольку в подземной воде кислорода очень мало, для более эффективного процесса окисления, воду перед фильтром-обезжелезивателем, насыщают кислородом (воздухом). По мере формирования нерастворимой гидроокиси трехвалентного железа, она отфильтровывается из воды гранулированным материалом, находящимся в фильтре.

В случае высоких концентраций железа, для добавления в воду химических окислителей, таких, как гипохлорит натрия (бытовой отбеливатель «Белизна») или раствор марганцовокислого калия, могут использоваться маленькие насосы, эжекторы и другие устройства. Так же, как и двуокись марганца в фильтрах для железа, эти химические окислители превращают растворенное двухвалентное железо в нерастворимое трехвалентное.

Марганец обычно обнаруживают в железосодержащей воде. Химически, его можно считать родственным железу, т.к. он встречается в таких же соединениях. Марганец чаще присутствует в воде в виде бикарбоната или гидроокиси, гораздо реже он содержится 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, становится мутной. Избыток марганца опасен: его накопление в организме может привести к тяжелейшему заболеванию — болезни Паркинсона.

Для решения проблемы удаления марганца подходят те же самые методы, что и для железа.

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.

Обратный осмос — метод, с помощью которого можно снизить концентрацию фтора в воде в домашних условиях.

Соли натрия присутствуют во всей природной воде. Они не образуют ни накипи при кипячении, ни творожистого осадка в смеси с мылом. Их высокие концентрации усиливают коррозийное действие воды и могут придавать ей неприятный вкус. Большие количества ионов натрия мешают работе ионообменных устройств для смягчения воды. Там, где вода — очень жесткая и содержит много натрия, в смягченной воде может оставаться много ионов, обусловливающих жесткость.

Эффективным методом удаления натрия из воды в домашних условиях является обратный осмос .

Как правило, почва содержит небольшое количество природных нитратов. Наличие нитратов в воде свидетельствует о том, что она загрязнена органическими веществами. В основном, вода, загрязненная нитратами, встречается в неглубоких скважинах и колодцах, но иногда такая вода бывает и в глубоких скважинах. Даже такая низкая концентрация нитратов, как 10-20 мг/л, может вызывать серьезные заболевания у детей, известны случаи летальных исходов.

Нитраты могут быть удалены из воды с помощью обратного осмоса.

ХЛОРИДЫ И СУЛЬФАТЫ (Cl — , SO4 2- )

Почти вся природная вода содержит ионы хлоридов и сульфатов. Низкие и умеренные концентрации этих ионов придают воде приятный вкус, и их присутствие желательно. Избыточные же концентрации могут сделать воду неприятной для питья. Как хлориды, так и сульфаты вносят свой вклад в общее содержание в воде минеральных веществ. Общая концентрация этих веществ может оказывать самое разное действие — от придания воде повышенной жесткости до электрохимической коррозии. Вода, содержащая сульфатов более, чем 250 мг/л, приобретает ярко выраженный “медицинский привкус”. В избыточной концентрации, сульфаты могут также действовать как слабительное.

Воду можно очищать от хлоридов и сульфатов с помощью обратного осмоса.

Сероводород — это газ, который иногда содержится 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 очень низких концентраций сероводорода вполне достаточно фильтра с активированным углем. При этом, уголь просто адсорбирует газ на свою поверхность.

Одним из наиболее опасных типов промышленных отходов является фенол. В хлорированной воде фенол вступает в химические реакции с хлором и создает обладающие неприятным “медицинским” привкусом и запахом хлорфенольные соединения. При этом неприятный запах появляется при концентрациях фенола равных одной части на миллиард. Фенол и хлорфенольные соединения удаляются пропусканием воды сквозь активированный уголь.

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%.

источник