Вода, которую мы пьём

О.В. Мосин

Питьевая вода и чистая вода — не синонимы. Чистая вода, в отличие от воды питьевой, неопределенный термин. Для химика «чистая вода» — дистиллят, свободный от примесей; для рыболова — вода, в которой водится рыба; для микробиолога — вода, в которой могут обитать бактерии, а для производственника — вода, которая годится для производственных процессов. Питьевая же вода всегда должна отвечать определённым установленным стандартам и ГОСТАм.

Существует несколько стандартов на питьевую воду:

-Российский стандарт, определяемый соответствующими нормами и ГОСТами;

-Стандарт ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения);

-Стандарт США и стандарта стран Европейского союза (ЕС).

Российский ГОСТ на питьевую воду действует с 1982 г. Сейчас он дополнен более новым нормативом — Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.1.4.550-96 «Питьевая вода». ***** (см. комментарий-уточнение в конце страницы)

В соответствии с действующими стандартами и нормами под термином питьевая вода высокого качества подразумевается:

вода с соответствующими органолептическими показателями — прозрачная, без запаха и с приятным вкусом;

вода с рН = 7—7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л;

вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л;

вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналитических методов);

вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов.

Краткий перечень неорганических и органических веществ, а также бактерий и вирусов в питьевой воде, оказывающих неблаготворное влияние на организм человека, представлен в таблице 1.

Таблица 1. Влияние неорганических и неорганических веществ, бактерий и вирусов на организм человека

Название вещества, бактерии или вируса

Органы и системы человека, на которые влияют эти соединения

Неорганические вещества

Бериллий

Желудочно-кишечный тракт

Кадмий

Почки

Медь

Почки, печень

Мышьяк

Кожа, кровь; канцероген

Нитраты и нитриты

Мутации

Ртуть

Почки

Свинец

Почки, замедление развития

Селен

Кровь

Таллий

Желудочно-кишечный тракт, кровь, почки, печень

Цианид

Нервная система

Органические вещества

Бензол

Канцероген

Пестициды (ДДТ, анахлор, гептахлор)

Канцерогены

Соединения хлора (винилхлорид, дихлорэтан)

Кровь, почки, печень

Фенол

Печень, почки, обмен веществ

Толуол

Нервная система, почки, печень

Бактерии и вирусы

Кишечная палочка

Желудочно-кишечный тракт

Энтеровирусы

Желудочно-кишечный тракт

Вирус гепатита

Печень

Опасные для здоровья человека химические вещества чаще всего вызывают рак либо воздействуют на печень и почки и как следствие – на кровь, поскольку почки и печень — “очистные органы человеческого организма”.

Некоторые соединения таблицы 1, например, медь и селен в малых концентрациях необходимы организму в качестве микроэлементов, в большой концентрации – яды.

Многие вещества как сера, хлор, железо, не рассмотрены в таблице, поскольку вред, наносимый ими, намного меньше по сравнению с воздействием мышьяка, ртути, свинца и других приведенных выше веществ.

При избытке хлора или сернистых соединений водопроводная вода имеет неприятный запах из-за наличия хлорноватой и сернистой кислот. Такая вода для питья не годится, ее следует очищать с помощью фильтра или покупать бутилированную питьевую воду в магазине.

Избыток железа — «ржавая» вода тоже не пригодна для питья; ее также следует очищать.

Очень опасно присутствие в питьевой воде микроорганизмов, особенно бактерий из группы кишечных палочек и энтеровирусы, поражающих желудочно-кишечный тракт, а также вирус гепатита. Они попадают в воду из городских канализаций, разносятся сточными водами с полей, удобряемых навозом. Дожди и разливы рек смывают навоз в водоемы, где микрофлора начинает бурно размножаться. Чтобы обеззаразить воду от микроорганизмов, её
хлорируют.

В таблицу 1 также не включено множество органических соединений, вредных в той или иной степени. От некоторых может случиться расстройство желудка, аллергия. Другие, как например, бензапирен, бензин, ядовитые продукты выхлопных газов, пестициды грозят гораздо более серьезными расстройствами.

Пестициды - это группа разнообразных веществ, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами, включает около пятидесяти наименований. Среди пестицидов есть сравнительно безвредные, но все в той или иной степени ядовиты, и, по крайней мере, четыре-пять из них способствуют возникновению рака (канцерогенны). С полей они попадают в водоёмы, а оттуда могут проникнуть в питьевую воду. Если концентрации самых опасных пестицидов очень малы, порядка нанограмм-микрограмм на литр, они не наносят организму существенного вреда.

Другое соединение - хлор. Хлором обеззараживают воду, поскольку хлор — мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако в реках и озерах, откуда ведется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некоторыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более неприятные соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опасны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образованием диоксина, хлороформа, хлортолуола и других канцерогенных веществ.

Обеззараживать воду без хлора экономически нецелесообразно, поскольку альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием серебра для этой цели дорогие. Был предложен альтернативный хлорированию метод обеззараживания воды с помощью озона, но оказалось, что озон тоже вступает в реакцию со многими веществами в воде — с фенолом, и образовавшиеся в результате продукты еще токсичнее хлорфенольных.

Другой интересный метод - обеззараживать воду с помощью ультрафиолетового излучения. Но этот метод также не дешёвый. Он сейчас внедряется в Петербурге, и есть надежда, что через несколько лет проблемы, связанные с применением хлора, фтора и озона, уйдут в прошлое.

Вода – самое распространенное в природе, но все еще до конца не изученное вещество. Она необходима, чтобы восполнить водный баланс в организме (человек в сутки должен выпивать до 3 л воды), минеральные воды лечат заболевания кишечника и почек, обливание холодной водой помогает справиться с болезнями сердечно-сосудистой системы, успокоить нервы, и закалить организм. Живая природная вода родников, не подвергнутая технологической очистке, вызывает восхищение, желание утолить жажду. Мертвая вода, текущая из наших кранов может вызвать только отвращение. Если вода мутная и ржавая, то лучше ее пропустить через фильтр для очистки. А если вода чистая и прозрачная на вид? Является ли это гарантией того, что в ней не содержится вредных примесей? К сожалению нет.

Если вы пьете воду из-под крана, то должны знать, что в ней есть хлорорганические соединения, количество которых после процедуры обеззараживании воды хлором достигает 300 мкг/л. Причем это количество не зависит от начального уровня загрязнения воды, эти 300 веществ образуются в воде благодаря хлорированию. Быстрых последствий от потребления такой питьевой воды, конечно, не будет, но в дальнейшем это очень серьезно может сказаться на здоровье. Дело в том, что при соединении органических веществ с хлором образуются тригалометаны. Эти производные метана обладают выраженным канцерогенным эффектом, что способствуют образованию раковых клеток.

При кипячении хлорированной воды в ней образуется сильнейший яд – диоксин. Уменьшить содержание тригалометанов в воде можно, снизив количество используемого хлора или заменив его другими дезинфицирующими веществами, например, применяя гранулированный активированный уголь для удаления образующихся при очистке воды органических соединений. И, конечно, нужен более детальный контроль за качеством питьевой воды.

Вода. Вред и польза

Представьте, что мы получили стерильную воду. В такой воде нет вредных веществ и микроорганизмов. Является ли такая вода полноценной для нашего употребления? Оказывается, нет. Ведь с водой организм должен получать целый комплекс минеральных веществ, без которых человек рискует столкнуться со многими неприятностями. В питьевой воде должны быть не только фтор и йод, но и кальций, магний, железо, медь, цинк. Но и это еще не все. Минерализация воды (количество растворенных в воде солей) является неоднозначным параметром. Исследования, проведенные в последние годы, показали неблагоприятное воздействие на организм человека питьевой воды с минерализацией свыше 1500 мг/л и ниже 30-50 мг/л. Такая питьевая вода плохо утоляет жажду, ухудшает работу желудка, нарушает водно-солевой обмен в организме. До недавнего времени на высокую минерализацию воды – жесткость – обращали внимание лишь из-за ее влияния на пригодность воды для мытья волос и стирки, а также на интенсивность образования накипи при кипячении воды. Теперь благодаря полученным научным данным стало ясно, что очистка воды необходима, т. к. жесткость питьевой воды имеет большое значение для поддержания здоровья. Например, повышенное содержание солей кальция и магния в воде способствует развитию атеросклероза, мочекаменной болезни, вызывает нарушение обменных процессов. С другой стороны, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 25-30% выше среди людей, употребляющих для питья мягкую воду, содержащую менее 75 миллиграммов кальция и магия в литре воды.

Зеленые и бурые подтеки на посуде - наличие в воде минеральных кислот: серной и соляной.

Рыбный, затхлый или древесный запах - присутствие в воде хлорорганических соединений.

Образование темных пятен на посуде и предметах из серебра, наличие желтоватых, черных пятен на поверхности раковины - присутствие в воде растворенного сероводорода.

Запах фенола - попадание промышленных сточных вод в системы водоснабжения.

Солоноватый привкус - высокое содержание солей магния и натрия.

Образование пятен на алюминиевой посуде - высокое содержание щелочи.

Металлический привкус высокое содержание железа.

Потемнение и коррозия раковины из нержавеющей стали - высокое содержание хлоридов.

Красновато-бурый осадок - присутствие окисленного железа, вымываемого из ржавых труб.

Мутная вода - либо высокое содержание воздуха из-за неисправного насоса, либо присутствие метана.

Вода из артезианских скважин и источников

Существует распространенное мнение относительно целебных свойств воды из недр земли. Чем же она отличается от воды из минеральных источников Северного Кавказа. Оказывается, отличается, и очень значительно. Во-первых, глубиной скважины. Артезианские скважины бурят до напорных вод, к примеру, в Подмосковье расположенных в каменноугольных известняках. Глубина таких скважин может быть различной: на севере от Москвы, где оставил мощные отложения ледник, в районе Клинско-Дмитровской гряды, глубина их достигает 200 - 250 м. К югу от Москвы в некоторых местах известняки выходят на поверхность, здесь артезианские скважины самые мелкие, 30 - 40 м. На запад и восток от Москвы глубина артезианских скважин колеблется от 60 до 150 м. Но в Подмосковье, как и вблизи других больших городов, водоносные слои с глубиной залегания менее 100 м уже нельзя считать безопасными в бактериологическом отношении.

В коттедже или на дачном участке, расположенном в прекрасной местности, лишенной всяких признаков загрязнения, из-под земли может поступать вода, совершенно непригодная для питья и даже опасная для жизни, в которой концентрация солей железа, магния, фтора превосходит допустимые значения в десятки раз. Причем концентрация солей в воде имеет тенденцию нарастать при многолетнем пользовании водоносным слоем. Подземная питьевая вода нередко имеет неприятную особенность – темнеет в процессе соприкосновения с воздухом. Это окисляет растворенное в воде свободное железо. Прозрачная, чистая вода, постояв в кувшине 10-15 мин, становиться бурой.

Водоочистка

Водоочистка предназначена для того, чтобы удалить из воды, как болезнетворные организмы, так и вредные химические вещества. Кроме того, водоочистка воздействует на вкусовые свойства воды, делает жидкость приятной на вкус. Традиционно для оценки чистоты воды в водном объекте или в источнике водоснабжения, если речь идет о получении воды для питья, используются физические, химические и санитарно-бактериологические показатели. К физическим показателям чистой воды относят температуру, запахи и привкусы, цветность и мутность. Химические показатели характеризуют химический состав воды. Обычно к числу химических показателей относят жесткость воды (pH), минерализацию (содержание растворенных солей), а также содержание главных ионов. К санитарно-бактериологическим показателям относят общую бактериальную загрязненность воды и загрязненность её кишечной палочкой, содержание в воде токсичных и радиоактивных микрокомпонентов.

Но не во всех регионах водоочистка осуществляется одинаковым образом, поскольку в различных местностях в воде содержатся различные химические вещества. В зависимости от степени загрязнения водного объекта и назначения воды предъявляются и дополнительные требования к её качеству. Однако существует набор типичных процедур, используемых в системах водоочистки и последовательность, в которой используются эти процедуры. В практике водоснабжения населенных пунктов водой питьевого качества наиболее распространенными процессами водоочистки являются осветление и обеззараживание. Помимо этого существуют специальные способы улучшения качества воды:

умягчение воды (устранение катионов жесткости воды);
- обессоливание воды (снижение общей минерализации воды);
- обезжелезивание воды (снижение концентрации солей железа в воде);
- дегазация воды (удаление растворенных в воде газов);
- обезвреживание воды (удаление ядовитых веществ из воды);
- дезактивация воды (водоочистка от радиоактивных загрязнений).

Из всех вышеописанных способов водоочистки в нашей стране широко используется при подаче воды через водопровод в населенные пункты лишь осветление и обеззараживание воды.

Осветление воды

Осветление - это этап водоочистки, в процессе которого происходит устранение мутности воды путем снижения содержания в ней взвешенных примесей. Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л (при норме для воды хозяйственно-питьевого назначения - не более 1500 мг/л).

Взвешенные в воде примеси обладают различной степенью дисперсности - от грубых, быстро оседающих частиц, до мельчайших, образующих коллоидные системы.

Тонкодисперсные коллоидные частицы, обладая одноименным электрическим зарядом, взаимно отталкиваются и вследствие этого не могут укрупняться и выпадать в осадок.

Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является их коагулирование (осаждение в виде специальных комплексов - коагулянтов) с последующим осаждением и фильтрованием. После осветления вода поступает в резервуары чистой воды.

Используемые в практике водоснабжения технологические схемы водоочистки способствуют значительному снижению бактериальной загрязненности воды. Осветление фильтрованием с предварительным коагулированием позволяет, как правило, снижать содержание в ней микроорганизмов на 90-95%. Однако среди оставшихся после водоочистки в воде микроорганизмов могут оказаться и болезнетворные (бациллы брюшного тифа, туберкулёза и дизентерии; вибрион холеры; вирусы полиомиелита и энцефалита), являющиеся источником инфекционных заболеваний. Для окончательного их уничтожения вода, предназначенная для хозяйственно-бытовых целей, должна быть в обязательном порядке подвергнута обеззараживанию.

Обеззараживание воды

Обеззараживание - завершающий этап процесса водоочистки. Цель - это подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов. В настоящее время на объектах жилищно-коммунального хозяйства для обеззараживания воды, как правило, применяется хлорирование воды. В случаях же высокой мутности и цветности природных вод целесообразно использование предварительного хлорирования воды, однако этот способ обеззараживания, как было описано выше, не только не достаточно эффективный, но для нашего организма просто вредный.

Более современной процедурой обеззараживания воды считается очищение воды с помощью озона. Действительно, озонирование воды безопаснее хлорирования, но тоже имеет свои недостатки. Озон очень нестоек и быстро разрушается, поэтому его бактерицидное действие непродолжительно. А ведь вода должна еще пройти через водопроводную систему, прежде чем оказаться в нашей квартире. На этом пути ее поджидает немало неприятностей. Ведь не секрет, что водопроводы в российских городах крайне изношены.

Кроме того, озон, как и продукты его взаимодействия с хлорорганикой ядовитый, поэтому присутствие больших концентраций хлорорганики на стадии водоочистки может быть чрезвычайно вредным и опасным для организма. Метод озонирования воды очень хорошо зарекомендовал себя для обработки больших масс воды – в бассейнах, в системах коллективного пользования, т.е. там, где нужно более тщательное обеззараживание воды.

Из специальных способов водоочистки наиболее часто применяют обессоливание воды. Масштабы использования воды на питьевые и технические нужды таковы, что в практику водоснабжения все более активно внедряются технологические схемы очистки воды, позволяющие использовать водную среду природных источников, имеющую повышенное солесодержание. При этом к наиболее распространенным способам обессоливания воды относят дистилляцию, электродиализ и ионный обмен.

Можно ли оживить воду?

Если вы хотите пить свежую воду и избежать неприятных последствий, то вам не обойтись без очистки воды.

Фильтром называется устройство для очищения жидкостей и газов от частиц примесей. Способы очистки воды зависят от того, где вы хотите использовать фильтр, т. к. приборы для очистки водопроводной воды в городской квартире будут отличаться от приборов для очистки воды из скважин в загородном доме или на даче. Методы очистки также определяют дальнейшее применение воды. Очистные сооружения, устанавливаемые в местах поступления воды в дом, делают воду "хозяйственно-бытовой", т. е. водой, использование которой не нанесет ущерба трубам, кранам, бытовым приборам и сантехнике. В свою очередь фильтры, устанавливаемые в точке использования, готовят питьевую воду. Естественно, требования к чистоте воды в первом и втором случаях различны.

Бытовые фильтры различаются как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению. На рынке представлены фильтры, предназначенные специально для удаления железа, снижения жесткости воды, фильтры бывают бактерицидные, фторирующие, комбинированные, обратноосмотические, омагничивающие и минерализующие воду. И все же можно выделить два основных класса таких аппаратов: приборы, работающие с проточной водой, и периодического действия.

На практике наиболее распространены два метода очистки воды: сорбционный и мембранный.

У первой категории фильтров элементом очистки является сорбирующий материал: активированный уголь, ионообменные смолы. Мембрана, установленная в фильтрах второго типа, играет роль сита. Оно пропускает в кран лишь молекулы воды, а все, что крупнее выводится в дренаж. Однако существуют фильтры сочетающие в себе мембранный и сорбционный методы.

Подробнее о фильтрах смотрите отдельный раздел нашего сайта.

***** - поправка Татьяны (читательницы сайта) о нормах СанПин:

У Вас указан (СанПиН) 2.1.4.550-96 «Питьевая вода». такого не было вообще. Был такой : СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества". Он утратил силу. СЕЙЧАС ДЕЙСТВУЕТ : СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества."