Гончарук Е.И. Коммунальная гигиена 2006

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Экспериментально в опытах на животных доказано, что изменение запаха воды рефлекторно воздействует на питьевой режим и физиологические функ­ ции организма. Особенно это касается неприятных запахов, которые обуслов­ ливают защитную условно-рефлекторную реакцию, заставляя отказываться от употребления такой воды.

Качественной можно считать лишь такую воду, которая, по мнению по­ требителей, не имеет запаха. Обычные люди не чувствуют запаха интенсивно­ стью 0 и 1 балл по пятибалльной шкале. Запах интенсивностью 2 балла чувст­ вуют лишь некоторые потребители (до 10% населения), и лишь в том случае, если обратить на это их внимание. При повышении интенсивности запах ста­ новится ощутимым для всех потребителей без какого-либо предупреждения. Поэтому интенсивность запаха питьевой водопроводной воды не должна пре­ вышать 2 баллов. Кроме того, следует учитывать, что воду подогревают для приготовления горячих напитков и первых блюд, а это может привести к уси­ лению ее запаха. Именно поэтому питьевая вода должна иметь запах интенси­ вностью не выше 2 баллов при температуре как 20 °С, так и 60 °С, что и отра­ жено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Вкус и привкус — способность содержащихся в воде химических веществ после взаимодействия со слюной раздражать вкусовые сосочки, расположен­ ные на поверхности языка, и обусловливать соответствующие ощущения.

По характеру различают соленый, горький, кислый и сладкий вкусы. Осталь­ ное — привкусы: щелочной, болотный, металлический, нефтепродуктов и т. д. Но для гигиенической оценки и сравнения качества питьевой воды недостато­ чно только качественной характеристики вкусов и привкусов. Один и тот же привкус может иметь разную интенсивность. К тому же у разных людей не­ одинакова чувствительность вкусового анализатора. Поэтому для характерис­ тики интенсивности вкусов и привкусов воды была предложена пятибалльная шкала, аналогичная пятибалльной шкале интенсивности запахов.

Запах, вкус и привкус воды имеют существенное гигиеническое значение. Во-первых, если они неприятны и легко определяются потребителями, то это ограничивает потребление питьевой воды и заставляет искать новые источники. Но вода этих источников, несмотря на хороший запах, вкус и привкус, может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать токсические вещества. Во-вторых, специфические запах, вкус и привкус свидетельствуют о загрязнении воды вследствие попадания в водоем (источник водоснабжения) сточных вод промышленных предприятий или поверхностного стока с сельско­ хозяйственных угодий. В-третьих, естественный запах, вкус и привкус свиде­ тельствуют о том, что в воде есть определенные органические и неорганические вещества, образовавшиеся в результате жизнедеятельности водных организ­ мов (водорослей, актиномицетов, грибов и т. п.) и биохимических процессов превращения органических соединений (гуминовых веществ), которые попали в воду из почвы. Эти вещества могут быть биологически активными, небезраз­ личными для здоровья, обладать аллергическими свойствами и т. п. И, нако­ нец, запах, вкус и привкус являются показателями эффективности очистки во­ ды на водопроводных станциях.

71

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Качественной можно считать только такую воду, которая, по оценке по­ требителей, не имеет вкуса и привкуса. Обычные люди не ощущают вкус и привкус интенсивностью 0 и 1 балл. Вкус и привкус интенсивностью 2 бал­ ла чувствуют только некоторые потребители (до 10% населения), и лишь при условии предупреждения, то есть если обратить на это их внимание. При по­ вышении интенсивности вкус и привкус становятся ощутимыми для всех пот­ ребителей без какого-либо предупреждения. Поэтому интенсивность вкуса и привкуса питьевой водопроводной воды не должна превышать 2 баллов, что и отражено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Цветность — природное свойство воды, обусловленное наличием в ней гуминовых веществ, которые вымываются в воду из почвы. Гуминовые вещест­ ва образуются в почве вследствие микробиологического разрушения чужерод­ ных органических соединений и синтеза почвенными микроорганизмами но­ вого органического вещества, присущего почве, которое называется гумусом. Гумус коричневого цвета, и поэтому гуминовые вещества придают воде окраску от желтой до коричневой. На количество этих веществ влияют геологические условия, водоносные горизонты, характер почвы, наличие болот и торфяников в бассейнах рек и т. д. Небольшое количество гуминовых веществ образуется непосредственно в поверхностных водоемах вследствие микробиологического разрушения водных растений (водорослей). Чем больше в воде гуминовых ве­ ществ, тем выше окрашивание воды и интенсивнее ее цветность.

Для измерения уровня цветности разработана хромово-кобальтовая шка­ ла, имитирующая цветность природной воды. Эта шкала представляет собой растворы калия хромата, кобальта сульфата и серной кислоты в воде. Чем вы­ ше концентрация этих веществ, тем интенсивнее желто-коричневое окрашива­ ние раствора и больше цветность. Для оценки цветности воды можно исполь­ зовать и платиново-кобальтовую шкалу. Цветность воды измеряют в градусах путем сравнения ее интенсивности с окрашиванием растворов хромово-ко- бальтовой или платиново-кобальтовой шкалы. Раньше это сравнение осуществ­ ляли визуально, а в настоящее время используют спектрофотометры и фотоко­ лориметры.

Практически бесцветной можно считать лишь такую воду, цветность ко­ торой не воспринимается глазом и не превышает 20 градусов. Только в этом случае не ограничивается ее использование и не будут вестись поиски иных возможностей для утоления жажды. Если большинство потребителей скажет, что вода желтоватая, то ее цветность по имитирующей шкале превышает 20 гра­ дусов. Именно поэтому в государственном стандарте на питьевую водопровод­ ную воду отмечено, что ее цветность не должна превышать 20 градусов.

Кроме цветности, следует помнить и об окраске воды. Она связана с загряз­ нением воды веществами органического и неорганического происхождения, в частности красителями, которые могут попадать в водоемы со сточными вода­ ми предприятий легкой промышленности, некоторыми неорганическими со­ единениями железа, марганца, меди как природного, так и техногенного проис­ хождения. Так, железо и марганец могут окрашивать воду в цвета от красного

72

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

до черного, медь — от бледно-голубого до сине-зеленого, т. е. загрязненная стоками промышленных предприятий вода может иметь неестественный цвет.

Окраску определяют визуально или фотометрическим методом после уда­ ления взвешенных веществ путем фильтрования или центрифугирования. Ви­ зуально изучают цвет, оттенок, интенсивность окраски воды. Для этого воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают лист белой бумаги. Через столбик воды в цилиндре рассматривают лист и оце­ нивают его цвет. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока цвет не будет вос­ приниматься как белый, присущий всему листу бумаги. Измеряют высоту стол­ бика, при котором исчезает окрашивание. Окраска воды не должна опреде­ ляться в столбике высотой 20 см. Иногда, если окраска очень интенсив­ ная, возникает потребность в разведении исследуемой воды дистиллированной водой. Интенсивность и характер окраски воды можно установить, измерив спектрофотометром или фотоколориметром ее оптическую плотность для све­ товых волн различной длины.

Необычные цветность и окраска воды ограничивают ее употребление и за­ ставляют искать новые источники водоснабжения. Однако вода новых источ­ ников может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содер­ жать токсические вещества. Кроме того, повышение окраски и цветности воды может свидетельствовать о ее загрязнении промышленными сточными вода­ ми. Вода с высокой цветностью может быть биологически активной за счет гуминовых органических веществ. Убедительных данных о влиянии воды с вы­ сокой цветностью на здоровье человека в литературе нет. Но известно, что в результате действия гуминовых кислот на 50—100% повышается проницае­ мость стенок кишечника для катионов Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, сульфат-ионов. И на­ конец, цветность является показателем эффективности очистки (обесцвечива­ ния) воды на очистных сооружениях.

Мутность — природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных веществ органического и минерального происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и т. п.). s Противоположная характеристика воды — прозрачность, то есть ее спо­ собность пропускать световые лучи. Чем больше в воде взвешенных веществ,

тем выше ее мутность, то есть меньше прозрачность.

Для количественной оценки прозрачности воды был предложен метод Снеллена. Воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают стандартный шрифт. Высота букв составляет 4 см, а толщи­ на — 0,5 мм. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик мож­ но будет прочитать буквы. Высота этого столбика (в сантиметрах) и характе­ ризует прозрачность воды. Прозрачная, по мнению потребителя, вода в случае измерения по методу Снеллена имеет прозрачность не менее 30 см.

Для измерения уровня мутности воды была предложена имитирующая ка­ олиновая шкала. Это набор суспензии белой глины (каолина) в дистиллиро­ ванной воде. Содержание каолина в суспензиях колеблется от 0,1 до 0,5 мг/л. Мутность воды измеряют в миллиграммах на литр посредством сравнения ее оптической плотности с плотностью стандартных растворов каолина. Рань-

73

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ше эти сравнения производили визуально. Сегодня используют нефелометры, спектрофотометры и фотоколориметры.

Если воду, которую потребители оценили как прозрачную, оценить по имитирующей каолиновой шкале, то окажется, что ее мутность не превышает 1,5 мг/л. Если же преобладающее число потребителей считает, что вода непро­ зрачная, то ее мутность превышает 1,5 мг/л. Именно поэтому в государствен­ ном стандарте на питьевую водопроводную воду указано, что ее мутность не должна превышать 1,5 мг/л.

Мутность тесно связана с другими свойствами воды, прежде всего с цвет­ ностью, запахом и привкусом. Так, гуминовые вещества, определяющие цвет­ ность воды, делают ее мутной (за счет коллоидной фракции), придают ей естест­ венный запах и привкус. Красноватый цвет свидетельствует о наличии в воде железа гидроксида (III). Такая вода мутная, со специфическим вяжущим прив­ кусом.

Мутность влияет на микробиологические показатели качества воды. Боль­ шинство микроорганизмов сорбируется на поверхности или находится в се­ редине взвешенных частиц, органические и неорганические вещества которых защищают бактерии и вирусы. Данные литературы свидетельствуют о том, что обеззараживание мутной воды хлором в течение 30 мин даже при остаточном, свободном активном хлоре на уровне 0,3—0,5 мг/л неэффективно относитель­ но кишечных бактерий и вирусов (например, возбудителей гепатита А). В то же время осветление и обесцвечивание воды на очистных сооружениях, направ­ ленные на удаление взвешенных и гуминовых веществ, способствуют удале­ нию 90% бактерий.

Установлено, что хлорированная мутная вода может быть опасной для здоровья вследствие образования хлорорганических соединений — токсичных и даже канцерогенных. Это хлорфенолы, хлорцианы, тригалометаны, хлори­ рованные полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы.

Мутная, непрозрачная вода вызывает у человека чувство отвращения. Это ограничивает ее употребление и заставляет искать новые источники водоснаб­ жения, вода в которых может оказаться опасной в эпидемиологическом отно­ шении и содержать вредные вещества. Мутность воды свидетельствует о ее за­ грязнении органическими и неорганическими веществами, которые могут быть вредными для здоровья человека или образовывать вредные вещества во вре­ мя реагентной обработки воды (например, хлорирования). Мутность является показателем эффективности осветления воды на очистных сооружениях. И, на­ конец, мутность является одним из факторов, влияющих на эффективность обеззараживания воды, то есть на эффективность очистки ее от патогенных бак­ терий и особенно энтеровирусов.

Температура воды заметно влияет на ее качество. Так, употребление во­ ды, нагретой до температуры выше 25 °С, вызывает рвотный рефлекс. Поэто­ му в соответствии с международным стандартом температура питьевой воды не должна превышать 25 °С. Потребители же считают оптимальной прохлад­ ную (12—15 °С) воду.

74

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

От температуры зависят органолептические свойства воды, прежде всего запах, вкус и привкус. Это связано с ее влиянием на растворимость газов (на­ пример, сероводорода) и парциальное давление летучих органических веществ, которые придают воде запах (например, хлорфенолов). С повышением темпе­ ратуры запах воды усиливается. К тому же температура влияет на привкус во­ ды: при комнатной температуре он выражен в большей мере. Снижение и по­ вышение температуры сопровождаются ослаблением привкуса.

Температура влияет на скорость и эффективность процессов очистки и обеззараживания воды на водопроводных станциях. Так, с повышением темпе­ ратуры до 20—25 °С в теплый период года улучшаются процессы осветления и обесцвечивания воды поверхностных водоемов за счет коагуляции. В то же время ухудшается эффективность ее фильтрации через активированный уголь в результате уменьшения его адсорбционных свойств.

Влияние температуры на обеззараживание воды объясняется двумя факто­ рами. Во-первых, температура влияет на обесцвечивание и осветление воды, от которых зависит эффективность обеззараживающего действия хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов, хлора в виде газа, хлораминов и т. п.). Взвешенные вещества препятствуют механическому проникновению хлора в бактериальную клетку. Во-вторых, с повышением температуры усили­ вается диффузия молекул обеззараживающих веществ в середину бактериаль­ ной клетки, то есть повышается скорость процесса дезинфекции.

Но необходимо учитывать и другой аспект этого явления. В теплой воде доль­ ше, чем в прохладной, сохраняют жизнедеятельность, инвазивность и патогенностъ возбудители инфекционных заболеваний, поскольку оптимальной для них является температура тела человека, т.е. 35—37 °С. Причем энтеровирусы (на­ пример, возбудители полиомиелита) сохраняются дольше, чем бактерии, до 6 мес.

Наоборот, яйца и цисты гельминтов, особенно геогельминтов, в теплой воде быстро гибнут и дольше сохраняются в прохладной, так как их развитие и созре­ вание происходят не в организме человека, а в почве, и оптимум температур на­ ходится в диапазоне до 20 °С. Так, яйца шистосом гибнут при температуре 29—32 °С в течение 3 сут, при 15—24 °С — 3 нед, а при 7 °С — лишь в течение З мес.

Согласно правилу Вант-Гоффа, с повышением температуры на 10 °С в 2—4 раза повышается скорость химических реакций. Следовательно, ускоря­ ется образование тригалометанов и других хлорированных углеводов (полихлорированных бифенилов, диоксинов и т. п.) во время хлорирования воды, содержащей органические соединения.

Эти соединения могут негативно влиять на здоровье человека. Так, детально изучены токсические свойства хлороформа (трихлорметана), так как длитель­ ное время его использовали для ингаляционной анестезии. Известно, что хлоро­ форм угнетает деятельность центральной нервной системы, влияет на функции печени и почек. При остром отравлении возникают головокружение, кома, воз­ можна смерть. Через 24—48 ч прекращается функционирование почек, через 2—5 сут поражается печень. К тому же экспериментально установлено, что хлороформ оказывает канцерогенное действие, другие тригалометаны — мута­ генное влияние.

75

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Таким образом, гигиеническое значение температуры заключается в ее влиянии на процессы осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды, от чего зависят ее органолептические свойства, безопасность в эпидемиологичес­ ком и токсикологическом отношении.

Принимая во внимание влияние на органолептические свойства, темпера­ тура может стать причиной ограничения водопотребления и поисков другого, безопасного в эпидемиологическом и токсикологическом отношении, источ­ ника водоснабжения. Влияя на процесс хлорирования воды, температура мо­ жет косвенным образом отрицательно воздействовать на здоровье. Кроме то­ го, следует помнить, что вода подземных межпластовых горизонтов имеет по­ стоянную температуру, не зависящую от температуры атмосферного воздуха. Отклонение в ту или иную сторону свидетельствует о проникновении в межпластовый слой воды с поверхностных горизонтов, то есть о возможном загряз­ нении.

Абсолютно понятно, что в доброкачественной питьевой воде не должны содержаться какие-либо примеси, видимые невооруженным глазом. Это каса­ ется пленок на поверхности воды в случае ее загрязнения различными поверх­ ностно-активными веществами (растительным, машинным маслом, детерген­ тами, нефтью, бензином, дизельным топливом, керосином, другими органиче­ скими растворителями), а также осадков, которые образуются на дне стакана с водой, взвешенных в толще воды хлопьев, пены от синтетических моющих средств и т. п. Примеси, определяемые визуально, делают воду непригодной для употребления. Такая вода вызывает у человека отвращение, что ограничи­ вает ее использование.

Химические вещества, определяющие органолептические свойства воды. Кроме органолептических показателей основной группы (физико-орга- нолептических), следует обратить внимание на группу химико-органолеп- тических показателей. Эти показатели в свою очередь также разделяют на подгруппы: химические вещества, которые встречаются в природных водах, появляются в воде вследствие загрязнения водоемов или в процессе водоподготовки.

К показателям, характеризующим природный химический состав воды, относятся: сухой остаток (минерализация общая), водородный показатель (pH), жесткость общая, содержание железа, сульфатов, хлоридов, марганца, меди, цинка.

Сухой остаток (минерализация общая) — это количество растворенных веществ, преимущественно минеральных солей, в 1 л воды. Количество орга­ нических веществ в сухом остатке составляет не более 10%, поэтому можно считать, что этот показатель характеризует общую минерализацию воды.

Воду с сухим остатком до 1000 мг/л называют пресной. Именно такая ми­ нерализация свойственна воде рек, большинства пресных озер и водохранилищ. Воду называют солоноватой, если ее минерализация составляет 1000—3000 мг/л, и соленой при минерализации свыше 3000 мг/л, что характерно для воды мо­ рей и океанов.

76

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Наиболее распространенными в природной воде являются: анионы СГ, SOj~, НСО3, СО3" и катионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+, H+. В зависимости от того, какой анион или группа анионов преобладает, природные воды разделяют на три класса: 1) гидрокарбонатные и карбонатные (НСО~ и СО2 - ); 2) сульфат­ ные (SO*-); 3) хлоридные (Cl).

Издавна с химическим (минеральным) составом воды связывали ее вкусо­ вые качества и возможность развития у населения массовых заболеваний. В со­ временных условиях интерес к вопросу влияния минерализации воды на орга­ низм человека возрос, а объем исследований расширился. Этому способство­ вало и то, что ныне проблема дефицита пресной воды во многих странах мира является очень острой. Особое значение приобрела гигиеническая оценка эле­ ктролитного состава питьевой воды с появлением технических возможностей его изменения. Сегодня можно считать, что влияние общей минерализации во­ ды или ее электролитного состава на организм человека достаточно изучено.

Первый в мире норматив сухого остатка в воде был принят Брюссельской ко­ миссией в 1853 г. Установили его (500мг/л) на основании среднего значения сухого остатка в воде водоемов Саксон-Веймарского герцогства, которая считалась доброкачественной по органолептическим свойствам и не вызывала заболеваний среди населения. Но со временем возникли другие предложения.

Обосновывая норматив сухого остатка в питьевой водопроводной воде, прежде всего нужно учитывать его влияние на органолептические свойства. Известно, что значительное содержание минеральных солей придает воде со­ леный или горький вкус. Соленый вкус придают воде преимущественно нат­ рия и кальция хлориды, горький — магния сульфаты и хлориды. Потребители ощущают этот вкус, если общая минерализация воды превышает 1000 мг/л. Естественно, что вследствие неприятного вкуса уменьшается употребление воды. В экспериментальных исследованиях, проведенных с участием волон­ теров, было установлено, что количество воды, употребляемой ими для уто­ ления жажды, зависело от степени ее минерализации: при минерализации 500 мг/л количество выпитой воды равнялось 92%, 1000 мг/л — 49%, 2000 мг/л — 13% суточной потребности в питьевой воде. .,

К тому же вода с повышенной минерализацией хуже утоляет жажду. Ощу­ щение жажды возникает рефлекторно вследствие уменьшения количества во­ ды в организме, главным образом в плазме крови. Даже незначительное обез­ воживание приводит к повышению осмотического давления плазмы крови и к раздражению осморецепторов сосудов, что вызывает возбуждение определен­ ных зон коры головного мозга — так называемого центра жажды. Чтобы уто­ лить жажду, нужно прекратить раздражение осморецепторов, то есть нормали­ зовать осмотическое давление плазмы крови. Этого легче достичь, употребляя воду с низкой минерализацией, которая является гипотонической в отношении крови и межтканевой жидкости.

Чтобы вода не имела горького и соленого вкуса интенсивностью свыше 2 баллов, ее сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л. Именно такую во­ ду называют пресной. То есть верхний предел минерализации (сухого остатка)

77

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

питьевой воды — 1000 мг/л — установлен на основании влияния на органолептические свойства воды.

Кроме того, опыты на лабораторных животных и результаты исследова­ ний, проведенных с участием волонтеров, свидетельствуют, что употребление высокоминерализованной воды небезразлично для организма: оно может при­ водить к расстройству многих метаболических и биохимических процессов и развитию различных нарушений как на функциональном, так и на морфо­ логическом уровне. Так, употребление воды с сухим остатком, превышающим 1000 мг/л, сопровождается повышением гидрофильности тканей, задержкой во­ ды в организме, уменьшением на 30—60% диуреза. Вследствие этого повыша­ ется нагрузка на сердечно-сосудистую систему и тяжесть течения хроничес­ ких болезней: ишемической болезни сердца, стенокардии, миокардиодистрофии, гипертонической болезни. Повышается риск их обострения, что может привести к инфаркту миокарда и т. п.

Употребление воды с повышенной минерализацией может вызвать диспеп­ сические расстройства у лиц, которые изменили место проживания. Это обу­ словлено содержанием в воде солей магния и прежде всего сульфатов, кото­ рые раздражают слизистую оболочку тонкой и толстой кишок, усиливая их пе­ ристальтику. Кроме того, под влиянием такой воды изменяется секреторная и моторная функции желудка.

Установлено, что длительное употребление высокоминерализованной во­ ды приводит к развитию и прогрессированию мочекаменной и желчнокамен­ ной болезней.

С развитием технологии опреснения соленых вод для питьевых нужд воз­ никла проблема гигиенического нормирования нижнего предела минерали­ зации. Известно, что вода с низкой минерализацией (сухой остаток — до 50—100 мг/л) неприятна на вкус. Ее длительное употребление может вызвать нарушения водно-электролитного баланса и обмена минеральных веществ. Так, в опытах на лабораторных животных и исследованиях, проведенных с участием волонтеров, установлено, что систематическое употребление дис­ тиллированной воды приводит к нарушению водно-электролитного гомеостаза, которое основано на реакции осморецепторного поля печени, обусловливаю­ щей повышенный выброс натрия в кровь. Это явление сопровождается пере­ распределением воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддер­ живается адаптивными реакциями, является 100 мг/л. Оптимальный уровень минерализации питьевой воды составляет 200—400 мг/л. При этом минималь­ ное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния — 10 мг/л.

Таким образом, оптимальной считают минерализацию воды на уровне 300—500 мг/л. Вода с сухим остатком 100—300 мг/л считается удовлетвори­ тельной минерализации, 500—1000 мг/л — повышенной, но допустимой ми­ нерализации. Солоноватая и соленая вода (с минерализацией выше 1000 мг/л) неприятна на вкус, ее употребление приводит к нарушениям в состоянии здо­ ровья. Поэтому качественной следует считать питьевую воду, имеющую сухой остаток до 1000 мг/л.

78

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Водородный показатель (pH) — природное свойство воды, обусловлен­ ное наличием свободных ионов водорода. В большинстве поверхностных во­ доемов pH воды составляет 6,5—8,5, в подземных водах — 6—9. Кислыми (pH < 7) являются болотные воды, богатые гуминовыми веществами, щелоч­ ными (pH > 7) — подземные воды, содержащие большое количество гидрокар­ бонатов.

Изменение активной реакции воды свидетельствует о загрязнении источ­ ника водоснабжения кислыми или щелочными сточными водами промышлен­ ных предприятий. Необходимо также помнить, что подземная межпластовая вода имеет постоянную активную реакцию. Даже незначительное отклонение pH в ту или иную сторону свидетельствует о проникновении в межпластовыи горизонт воды из поверхностных горизонтов, то есть о загрязнении артезианс­ кой воды.

Активная реакция влияет на процессы очистки и обеззараживания воды. Например, в щелочных водах улучшается осветление и обесцвечивание за счет улучшения процессов коагуляции. Чаще всего для коагуляции используют алюминия сульфат, который в воде гидролизуется и превращается в алюминия гидроксид:

A12(S04)3+ 6Н2 0 = 2А1(ОН)3 + 3H2S04.

Но алюминия гидроксид образуется лишь в случае нейтрализации серной кислоты. Это происходит при наличии в природной воде гидрокарбонатов:

H2 S04 + Са(НС03)2 = CaS04 + 2Н2 0 + 2С02 .

Свойство воды, обусловленное наличием свободных оснований и прежде всего гидрокарбонатов щелочно-земельных металлов, называют щелочностью. Если природная щелочность воды низкая, то задерживается процесс образова­ ния алюминия гидроксида, а именно он обеспечивает процесс коагуляции. По­ этому на водопроводных станциях при низкой щелочности воды ее подщела­ чивают раствором извести.

Механизм влияния pH воды на ее обеззараживание сводится к следующему. Чаще всего для дезинфекции используют хлорную известь. В воде она гидро­ лизуется, образуя хлорноватистую кислоту:

2СаОС12 + 2Н2 0 = Са(ОН)2 + СаС12 + 2НОС1.

Хлорноватистая кислота диссоциирует в воде, образуя ион водорода и ги- похлорит-ион:

НОСІ = Н+ + ОСІ".

Вкислой среде равновесие смещается в сторону молекулярной формы,

вщелочной — в сторону ионной. Недиссоциированная молекулярная форма хлорноватистой кислоты лучше проникает через оболочки внутрь бактериаль­ ной клетки, чем гидратированные ионы гипохлорита. Поэтому в кислой среде процесс обеззараживания воды ускоряется.

pH является основой кислотно-основного состояния, которое достигает­ ся в воде благодаря наличию различных растворимых соединений. Учитывая

79

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

влияние pH на процессы осветления, обесцвечивания и обеззараживания, при­ нято, что питьевая вода должна иметь активную реакцию, которая приближае­ тся к нейтральной и колеблется в пределах 6—9, что и отражено в государст­ венном стандарте.

Жесткость. Различают общую, карбонатную, постоянную и устранимую жесткость.

Общая жесткость — это природное свойство воды, обусловленное нали­ чием так называемых солей жесткости, т.е. всех солей кальция и магния в сы­ рой воде (сульфатов, хлоридов, карбонатов, гидрокарбонатов и др.).

Карбонатная жесткость — это жесткость, обусловленная присутствием гидрокарбонатов и карбонатов Са+ и Mg+, растворенных в сырой воде.

Устранимая, или гидрокарбонатная, жесткость — это жесткость, которую удается устранить при кипячении воды. Она обусловлена гидрокарбонатами Са+ и Mg+, которые во время кипячения воды превращаются в нерастворимые кар­ бонаты, и выпадают в осадок:

Са(НС03)2 = СаС034- + Н2 0 + C02 î.

Mg(HC03)2 = MgC034- + Н2 0 + С02Т.

Под постоянной жесткостью понимают жесткость кипяченой воды в те­ чение 1 ч, которая обусловлена наличием хлоридов и сульфатов Са2+ и Mg2+, не выпадающих в осадок.

Сегодня общую жесткость воды выражают в единицах СИ — мг-экв/л. В прошлом пользовались градусами жесткости или "немецкими" градусами (°Н). Было принято, что 1 °Н жесткости отвечает 10 мг СаО в 1 л воды. Переход от "немецких" градусов к единицам СИ следующий:

Вода с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л (10°) считается мягкой, от 3,5 до 7 мг-экв/л (10—20°) — умеренно жесткой, от 7 до 10 мг-экв/л (20—28°) — жест­ кой и свыше 10 мг-экв/л (28°) — очень жесткой.

Впервые норматив общей жесткости воды был предложен в 1874 г. в Герма­ нии в качестве средней величины жесткости воды водоемов Саксон-Веймарского герцогства. Этот норматив составлял 18—20°, или приблизительно 7 мг-экв/л.

Такую же величину рекомендовал и Ф.Ф. Эрисман в 1898 г. Вскоре, принимая во внимание разные местные условия, для некоторых регионов были предложены дру­ гие нормативы.

Обосновывая норматив общей жесткости питьевой водопроводной воды, прежде всего необходимо учитывать ее влияние на органолептические свойст­ ва. Известно, что значительное содержание солей жесткости, особенно магния сульфата, придает воде горький вкус. Потребители ощущают этот вкус, если общая жесткость воды превышает 7 мг-экв/л. При этом они отказываются от употребления такой воды и изыскивают альтернативные источники водоснаб-

80