Анализ воды пдк. Нормы качества воды

В Петербурге имеется пять водопроводных станций (ВС), расположенных вниз по течению Невы в следующем порядке: Южная (ЮВС) – в районе Рыбацкого, Северная (СВС) – в районе Веселого поселка, Волковская (ВВС) – у начала Обводного канала, Главная (ГВС) – около Смольного, Петроградская (ПВС) – на Большой Невке.

Очищают воду у нас хорошо, не хуже, чем в Лондоне или Париже, но эта очищенная вода поступает в водопроводную сеть по старым ржавым трубам, вдобавок насыщенной бактериальной флорой. Естественно, интенсивность загрязнения воды в трубах зависит от времени, в течение которого она добирается до крана потребителя. В районах, расположенных вблизи водопроводных станций, вода не успевает захватить слишком много микробов и ржавчины, но длина труб, проложенных в отдаленные районы, – десятки километров. Утром и днем вода в них движется медленно и насыщается бактериями и железом. Напомню, что отдаленные районы – «спальные»; утром и днем их обитатели на работе. В этот период водозабор невелик, и вода застаивается в трубах. Застаивается она и в тупиковых незакольцованных сетях. Кроме того, возможны разовые случаи ухудшения воды, связанные с сезонными изменениями, дождями и паводками, а также ремонтом водопроводов. В настоящий момент ведется реконструкция магистральной водопроводной сети, старые железные трубы заменяют на трубы из полимерных материалов, что отражается на качестве воды в разных городских районах не в лучшую сторону.

Остановлюсь на двух наиболее актуальных проблемах, связанных с содержанием тяжелых металлов в воде и вредных продуктов хлорирования воды. Данным проблемам посвящены статьи, опубликованные в журнале «Экологическая химия» .

Тяжелые металлы. Начну с проблемы, связанной с ними. Процитирую два фрагмента статьи на эту тему . Авторы пишут: «Бытующее представление о том, что в водопроводных сетях города происходит существенное загрязнение питьевой воды тяжелыми металлами, имеет весьма общий характер и нуждается в качественной и количественной конкретизации». В статье описаны исследования, проведенные в 1997–1998 гг., после чего сделан вывод: «Полученные результаты не подтверждают представление о том, что в водопроводных сетях Санкт-Петербурга происходит массовое загрязнение питьевой воды тяжелыми металлами. Случаи, когда концентрация металлов превосходит ПДК, единичны и касаются только Al и Fe».

Суть исследования заключалась в следующем: в 1997 и 1998 гг. брались пробы невской воды около всех пяти станций водозабора (то есть воды до очистки), пробы воды после очистки на ВС (до выпуска в водопровод) и пробы воды «на кране» в пяти точках города (то есть воды, прошедшей по трубам). В этих трех типах проб определялось содержание металлов, а результаты сводились в таблицы и сравнивались между собой и с ПДК. Выбрав интересующие нас данные (вода после очистки и «на кране»), я составил свою табл. 3.4, которую предлагаю вашему вниманию.

Примечание . В графе «станция, диапазон» даны минимальная и максимальная концентрации металла, измеренные в воде после обработки на ВС; в графе «кран, диапазон» – минимальная и максимальная концентрации металла, измеренные в воде «на кране»; в графе «кран, среднее» – их средняя величина. В пяти верхних позициях приведены содержания полезных ионов натрия, магния, калия и кальция, а также кремния (попросту – песка). В семи нижних позициях расположены металлы бор, барий, медь, марганец, стронций, титан и цинк, причем концентрации их меньше ПДК где в пять, а где – в сто раз (данные ПДК для титана приведены из работы ).

Из таблицы мы видим, насколько мягкая невская вода – содержание ионов жесткости даже по верхней границе диапазона в 10–15 раз меньше ПДК, и протекание воды по трубам на это обстоятельство никак не влияет. На концентрацию таких металлов, как бор, барий, медь, марганец, стронций, титан и цинк, перемещение воды от станции к потребителю тоже не влияет.

Самые интересные результаты относятся к железу и алюминию: во-первых, после прохождения по трубам их концентрация возрастает, а во-вторых, пиковые значения превосходят ПДК в два-восемь раз. Насколько часто это случается? Рассмотрим самую криминальную ситуацию по железу в 1998 г.: диапазон 10-2400 мкг/л, среднее 156 мкг/л, при ПДК 300 мкг/л. Диапазон 10-2400 означает, что разброс измеренных концентраций был гигантский, на два порядка, но если среднее равно 156, то получается, что высокие значения – больше трехсот, а тем более одна-две тысячи – замерялись очень редко. Это радует. Но, с другой стороны, пять точек города, в которых изучалась вода «на кране», не очень удалены от ВС – кроме, возможно, одной; и, возможно, именно в этой точке замерены большие концентрации железа. А что происходит в самых удаленных районах: в Купчино, на Юго-Западе, на Гражданке и в Озерках? Вопрос неясен, а потому стоит позаботиться о фильтре.

Но не думайте, что авторы работы пытаются нас успокоить. Вовсе нет; они указывают: «В водопроводной сети происходит интенсивное загрязнение воды железом; концентрация элемента в питьевой воде по сравнению с содержанием его на выходе из ВС увеличивается не менее чем в три-четыре раза. В 1997 г. ПДК была превышена трижды: в марте в сети ЮВС (560 мкг/л), в сентябре в сети ЮВС (630 мкг/л) и в сети ГВС (350 мкг/л), а в 1998 г. – дважды в сети ГВС (май – 2400 и август – 330 мкг/л)». Загрязнение железом однозначно связано с ржавыми водопроводными трубами, а примесь алюминия появляется оттого, что при подготовке воды на ВС используют соединения алюминия.

Авторы статьи в отличие от авторов статьи производили анализ только водопроводной воды в одной-трех точках города, зато делали это на протяжении десяти лет и определяли в воде не только металлы, но и вредные органические примеси. В табл. 3.5 представлены результаты работ двух групп независимых исследователей. Сопоставим полученные данные.

Примечание . Данные таблицы приведены по материалам статей (римск. I) и (римск. II).

Сравнение результатов этих двух работ свидетельствует о нестабильности содержаний металлов в воде из крана, очень сильно зависящей от района города, состояния водопроводных труб и климатических изменений. Но завершить тему о металлах я хочу мажорным аккордом, самым приятным выводом из работы : в силу гидрологических особенностей Невы в ее воде все-таки гораздо меньше алюминия и железа, чем в других реках нашей планеты.

Хлорирование воды. Проблема хлорорганики заключается в следующем:

а) на водопроводных станциях хлорируют воду, чтобы уничтожить болезнетворные микроорганизмы;

б) согласно российским стандартам на выходе из ВС допускается присутствие в питьевой воде 500 мкг/л свободного хлора и в сумме около 10 000 мкг/л различной органики – нефть, фенол и т. д. ;

в) в зависимости от района и скорости водорасхода в жилых домах вода добирается к нашему крану от нескольких часов до половины суток и более. За это время хлор успевает прореагировать с остаточной органикой, отчасти превратив ее в весьма вредные хлорорганические соединения. Иными словами, происходит вторичное загрязнение питьевой воды, связанное с технологией ее микробиологической очистки на ВС.

Рассмотрим этот вопрос по материалам статей . Сравнивать их результаты вряд ли стоит, так как методика исследований была существенно различной: в , как описано в предыдущем разделе, изучались пробы, взятые из крана в нескольких петербургских районах, а в статье моделировался процесс дезинфекции воды из рек Нева и Суда (Череповец). Речную воду обеззараживали тремя способами, принятыми на ВС (стандартная процедура хлорирования, хлорирование с последующим озонированием, хлорирование с озонированием и рядом дополнительных очистных мероприятий), после чего определяли вредную органику и выясняли, стало ли ее больше или меньше по сравнению с примесями в исходной речной воде.

Не вдаваясь в детали, перечислю основные результаты этих работ. В статье приведены следующие данные. Установлено, что на протяжении 1990–1999 гг. содержание в воде крезолов, хлороформа и фенолов было значительным и приближалось к ПДК, а временами превосходило соответствующий норматив. Зато ДДТ (пестицид), ацетон и нитраты присутствовали в незначительных количествах: ДДТ – 0,15 мкг/л при ПДК 100 мкг/л, ацетон – 1 мкг/л при ПДК 2200 мкг/л, а нитраты – 1000–2000 мкг/л при ПДК 45 000 мкг/л. Что касается результатов, опубликованных в работе , то выводы неутешительны: во-первых, при дезинфекции воды содержание вредных примесей может как уменьшаться, так и увеличиваться; во-вторых, могут возникать новые хлорорганические соединения; в-третьих, озонирование усиливает генерацию этих новообразований.

Можно констатировать факт, что вопрос с надежным и не порождающим вторичных загрязнений обеззараживанием питьевой воды еще не разрешен, но это проблема не Петербурга, Москвы или Парижа, а всего мирового сообщества. Что же до наших вод, то в санэпиднадзоре мне сказали, что слухи о микробиологическом загрязнении невской воды несколько преувеличены. Так, например, человек, который не соблюдает правил гигиены, не моет руки, ест подозрительные продукты, получает в результате гораздо больше микробов, чем с водой. Но все-таки мы их получаем из воды, из воздуха и с продуктами, и тогда закономерен вопрос: почему же нет эпидемий? Видимо, потому, что наша иммунная система еще справляется с этой напастью.

В заключение главы я хотел бы дополнительно сообщить читателям сведения, взятые из . А именно: самые жуткие яды (вроде акриламида, бенз(а)пирена и некоторых убийственных пестицидов) относятся к первому классу опасности; во второй класс входят кадмий, свинец, кобальт, барий, молибден, алюминий, стронций, бензол, ДДТ, хлороформ; в третий класс – хром, титан, никель, ванадий, марганец, железо, медь, цинк, ацетон, нитраты; в четвертый – фенол. Эта краткая информация, а также сведения из приложения 2 позволят вам сориентироваться в жизни и не бояться зря; случается, мы вдыхаем пары ацетона, полощем горло марганцовкой и уж наверняка едим огурцы с нитратами. Однако не умираем.

Очень важным параметром очистки воды является биохимическая потребность в кислороде (БПК), которая определяется количеством растворенного кислорода, необходимого для разложения всех биоразложимых органических отходов в воде, БПК указывает перегруженность воды органическими загрязнителями. Стандартной пробой на такие органические вещества является пятидневная проба БПК. При проведении этой пробы загрязненную воду разбавляют насыщенной возду хом дистиллированной водой, чтобы обеспечить избыток кислорода, и измеряют ко личество растворенного кислорода в полученном растворе. Затем раствор выдержи вают в течение 5 дней при 20°С, после чего снова измеряют количество растворенного в нем кислорода. Пятидневную БПК, обозначаемую БПК5, вычисляют как количество израсходованного растворенного кислорода. Пятидневная БПК обычно составляет приблизительно три четверти полной БПК воды. У нормальной питьевой воды БПК5 не превышает 1,5 млн. долей О2. Канализационная вода до предварительной обработки обычно имеет БПК5 от 100 до 400 млн. долей О2.

Микробиологиче ский состав воды зависит от водной флоры и фау ны и еще от множества других причин, не исключая факторы космического свойства. Патогенность микро бов резко возрастает в годы солнечной активно сти: прежде почти безвредные воды становятся опасны ми.

Большое значение в характеристике свойств воды играет показатель её чистоты. Существует несколько важных показателей качества пресной природной воды: кислотность рН (или водородный показатель), жесткость и органолептика.

рН связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью простого прибора рН-метра» и дает нам понятие о кислотных или щелочных свойствах воды как растворителя:

рН < 7 - кислая среда;
рН = 7 - нейтральная среда;
рН > 7 - щелочная среда.

Показатель рН - это очень важный показатель не толь ко для воды, но и для человеческого организма, кислотный баланс которого должен выдерживаться в определённых рамках: допустимые значения рН составляют от 7,38 до 7,42 и не могут отклоняться даже на 10% от этого диапазона. При рН = 7,05 человек впада ет в предкоматозное состояние, при рН = 7,00 наступает кома, а при рН = 6,80 - смерть. рН человеческого организма сохраняется так называемыми буферными растворами физиологических жидкостей (мочи, крови, лимфы и слюны) в состав которых входят карбонатный и фосфатный буферы.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Са2+и магния Mg2+. Жесткость определяют по спе циальной методике, описанной в ГОСТах на питьевую воду, единицы ее измерения - моль на ку бический метр (моль/м3) или миллимоль на литр (ммоль/л).

Различаются несколько видов жесткости - общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и неустранимая; но чаще всего гово рят об общей жесткости, связанной с сум мой концентраций ионов кальция и магния.

В Московской воде наблюдалось превышение нормы по жесткости. Поэтому потребителям стоит внимательнее относиться к тому, какую воду они пьют, и на какой воде готовят пищу. Жесткость воды обуславливается наличием в ней кальция и магния. Эти элементы есть в любой природной воде, человеку нужен и кальций, и магний. От кальция зависит правильное формирование костной ткани, а также свертывание крови. Магний важен для нервной системы, а также способствует снижению холестерина в крови. Но несмотря на то, что из питьевой воды кальций усваивается незначительно, всего на 10-30%, избыток этого элемента нежелателен для организма, так как приводит к сердечно-сосудистой патологии. Соединения магния придают воде горький вкус и при больших концентрациях оказывают токсическое действие на организм.

Минерализация - это сумма всех растворенных в воде веществ. По мнению ученых, питьевая вода должна иметь минерализацию не менее 100 мг/л и не более 1000мг/л.

Натрий и калий. Натрий в воде необходим для поддержания кислотно-щелочного равновесия, принимает активное участие в водном обмене. К алий нужен для нормальной жизнедеятельности организма, важен для сердечно-сосудистой деятельности.

Фториды. Фтор принимает активное участие в формировании зубов и костей, нормализует фосфорно-кальциевый обмен. В некоторых странах, в тех регионах, где фтора в воде (и почве, а следовательно – в растительной пище) мало, воду фторируют либо централизованно (многие штаты в США, северные страны Европы), либо бутилированную воду выпускают со фтором (но она стоит дороже). При этом важно учесть, что количество фтора в воде не должно превышать 1,5 мг/л, так как переизбыток данного элемента приводит к такому заболеванию как флюороз.
Железо. Это кроветворный элемент, при недостатке в организме которого может развиться анемия. Но вода с повышенной концентрацией железа – свыше 0,3 мг/дм3 – опасна. Она обладает аллергенным действием, повышает риск получения патологии печёнки, инфаркта миокарда. Такая вода имеет негативное влияние на репродуктивную функцию организма. В общепринятых нормах ЕС гранично предельная норма железа - 0,2 мг/дм3. Зачастую чрезмерное содержание железа в воде наблюдается из-за плохого состояния систем водоснабжения.

Хлориды . Это соли соляной кислоты, которые есть почти во всех природных водах. Не имеют ничего общего с активным хлором. Присутствие хлоридов в воде объясняется наличием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия. Она необходима для удержания полезных микроэлементов в организме, при этом обладает лёгкими антисептическими свойствами.

Под органолептическими характеристиками воды понимаются ее запах, вкус, цвет и мутность.

Запах воды определяют (землистый, хлорный, запах нефтепродуктов и т. д.) и оценивая интенсивность запаха по пятибалльной шкале (ноль соответствует полному отсутствию запаха):

1.очень слабый, практически неощутимый запах;
2.запах слабый, заметный лишь в том случае, если обратить на него внимание;
3.запах легко замечается и вызывает не одобрительный отзыв о воде;
4.запах отчетливый, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;
5.запах настолько силен, что делает воду не пригодной к употреблению.

Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный.

Цвет во ды определяют фотометрически, путем сравне ния испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценива ют цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Аналогичным образом исследуют и мутность.

Свойства воды изуча ются методами качественного и количественного химического анализа. На каждую примесь имеется свой ПДК - предельно допустимая концентрация, то есть такая, которая не наносит вреда нашему организму. Но есть вещества, вирусы и бактерии, для которых ПДК равен нулю, то есть их вообще не должно быть в воде.

Мосин О.В.

Нормы качества воды для питьевых нужд

ВОЗ - Всемирная Организация Здравоохранения (World Health Organization) - это специализированное учреждение Организации Объединенных Наций, основная функция которого состоит в решении международных проблем здравоохранения и охраны здоровья населения.

USEPA - Агентство по охране окружающей среды США (U.S. Environment Protection Agency) -правительственное учреждение США, в задачу которого входит защита здоровья населения и охрана окружающей среды.

ЕС - Европейское сообщество, директива «По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком» 98/83/ЕС, от 3/11/98. Данный документ лег в основу водного законодательства европейских стран-членов ЕС.

СанПиН - Санитарные правила и нормы Российской Федерации 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест».

Общие физико-химические показатели

В таблице 9 приведены параметры, нормируемые в России и за рубежом, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке. Многие из этих величин вообще не нормируются и, тем не менее, важны для оценки физико-химических свойств воды. Как правило, эти дополнительные параметры не только непосредственно определяют качество воды, но, главным образом, содержат информацию, без которой невозможно подобрать оптимальную схему очистки воды.

Нормы качества воды для питьевых нужд. Общие физико-химические показатели

Органолептические показатели

К числу органолептических показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров - вкус и запах - не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.

Нормы качества воды для питьевых нужд. Органолептические показатели

Неорганические вещества

В таблице ниже приведены показатели, характеризующие предельные концентрации основных неорганических веществ, влияющих на качество питьевой воды. За основу взят перечень, приведенный в СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода и водоснабжение населенных мест" (как наиболее полный). Этот список был также дополнен несколькими важными неорганическими элементами, впрямую не нормируемыми в России, но играющими большую роль при водоподготовительных мероприятиях.

Прочерк означает, что данный параметр не нормируется.

Нормы качества воды для питьевых нужд. Неорганические вещества

Приводятся предельные концентрации, в мг/дм 3 .

* - предел по органолептике и потребительским качествам воды;

1. Обязательные к соблюдению параметры, установленные основным стандартом США (National Primary Water Drinking Regulations).
2. Данный параметр установлен так называемым "вторичным стандартом" США (National Secondary Water Drinking Regulations), носящий рекомендательный характер.
3. Обязательный для соблюдения параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды..." 98/93/ЕС от 1998 г.
4. Индикаторный параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды..." 98/93/ЕС. От 1998 г.
5. Обязательный для соблюдения параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды..." 80/778/ЕС от 1980 г.
6. Рекомендованный уровень согласно ЕС Drinking Water Directive 80/778/ЕС от 1980 г. (приводятся только для элементов, для которых не установлена предельно допустимая концентрация - MAC (Maximum Admissible Conentration)). Указаны максимальные значения, допустимые в точке пользования.
7. UO (Undetectable Organoleptically) - не должен обнаруживаться органолептически (на вкус и запах), согласно "Директивы по качеству питьевой воды..." 80/778/ЕС от 1980 г.

* - Количество колоний образующих бактерий;
** - Бляшкообразующие единицы;
*** - Наличие колиформных бактерий допускается не более, чем в 5% проб, взятых за месяц. При количестве проб в месяц меньше 40 наличие колиформных бактерий не допускается. Все пробы, в которых обнаружены колиформные бактерии, необходимо проверить на наличие термотолерантных колиформных бактерий. Присутствие последних не допускается.

Радиологические показатели качества воды

Нормы качества воды для паровых, водогрейных котлов и тепловых сетей

В настоящее время вводится в строй много паровых и водогрейных котлов импортного производства, для определения водно-химического режима которых обязательно нужно учитывать требования к качеству воды завода-изготовителя и нормативные требования, действующие на территории РФ. При разночтении показателей выбираются более жесткие требования.

Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов ПБ 10-574-03. Госгортехнадзор России.

Правила распространяются на:

А) паровые котлы, в том числе котлы-бойлеры, а также автономные пароперегреватели и экономайзеры;
б) водогрейные и пароводогрейные котлы;
в) энерготехнологические котлы: паровые и водогрейные, в том числе содорегенерационные котлы (СРК);
г) котлы-утилизаторы (паровые и водогрейные);
д) котлы передвижных и транспортабельных установок и энергопоездов;
е) котлы паровые и жидкостные, работающие с высокотемпературными органическими теплоносителями (ВОТ):
ж) трубопроводы пара и горячей воды в пределах котла.

Правила не распространяются на:

А) котлы, автономные пароперегреватели и экономайзеры, устанавливаемые на морских и речных судах и других плавучих средствах (кроме драг) и объектах подводного применения;
б) отопительные котлы вагонов железнодорожного состава;
в) котлы с электрическим обогревом;
г) котлы с объемом парового и водяного пространства 0,001 м 3 (1 л) и менее, у которых произведение рабочего давления в МПа (кгс/см 2) на объем в м 3 (л) не превышает 0,002 (20);
д) на теплоэнергетическое оборудование атомных электростанций;
е) пароперегреватели трубчатых печей предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Показатели качества питательной воды для котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более не должны превышать значений, указанных: для паровых газотрубных котлов - в таблице 13;

Для водотрубных котлов с естественной циркуляцией (в том числе котлов-бойлеров) и рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см 2) - в таблице ниже;

Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см 2 )