Химические свойства воды

Активная реакция. рН большинства природных вод колеблется в пределах от 6,5 до 9,0. Наиболее кислыми из природных вод являются болотистые воды, содержащие гуминовые вещества, щелочными – подземные воды, богатые бикарбонатами; рН воды открытых водоемов вне пределов 6,5-8,5 указывает на загрязнение сточными водами.

Плотный остаток. Плотный остаток характеризует степень минерализации воды. Его определяют путем выпаривания профильтрованной воды и высушивания остатка при 1100С до постоянной массы. Результат высчитывают в миллиграммах на 1 л воды. На основании ранее изложенного считают, что плотный остаток питьевой воды должен быть в пределах 50-1000 мг/л. В районах, где отсутствуют подобные воды, по согласованию с органами здравоохранения в отдельных случаях может быть разрешено использование водопроводами воды, содержащей до 1500 мг солей в 1 л.

Общая жесткость. Общая жесткость воды преимущественно обусловливается присутствием в ней кальция и магния, которые находятся в виде углекислых, двууглекислых, хлористых и сернокислых солей. Жесткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах на 1 л : 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 28 мг/л СаО (или 20,16 мг/л MgO). Воду до 3,5 мг-экв/л жесткости называют мягкой, от 3,5 до 7 мг-экв/л – средней жесткости, от 7 до 14 мг-экв/л – жесткой и свыше 14 мг-экв/л – очень жесткой. С увеличением жесткости воды ухудшается развариваемость мяса и бобовых, увеличивается расход мыла, поскольку пена при намыливании образуется лишь после того, как весь кальций и магний воды будут связаны жирными кислотами мыла. После мытья головы из-за оседания кальциевых и магниевых солей жирных кислот волосы становятся жесткими. Увеличивается образование накипи в паровых котлах и радиаторах, что приводит к излишнему расходу топлива, необходимости частой очистки котлов и радиаторов и иногда к взрывам паровых котлов. При резком переходе от пользования мягкой к пользованию жесткой водой, что может иметь место в военных или экспедиционных условиях, а также при перемене места жительства, могут наступать временные диспепсические явления.

Железо. Железо находится в подземных водах главным образом в виде бикарбоната закиси железа [Fe (НСО3)2]. При контакте воды с воздухом двууглекислое железо окисляется с образованием бурых хлопьев окиси железа [Fe(ОН)3], придающего воде мутность и окраску. Содержащееся в поверхностных водах гуминово-кислое железо более устойчиво. При содержании железа в воде подземных источников свыше 0,3-0,5 мг/л внешний вид воды может ухудшиться (опалесценция, мутность), а содержание железа свыше 2 мг/л придает воде, кроме мутности и окраски, неприятный вяжущий привкус. Кроме того, высокое содержание железа в воде портит вкус чая, при стирке белья придает ему желтоватый оттенок и оставляет ржавые пятна, ведет к усиленному размножению железистых микроорганизмов в водопроводных трубах, что уменьшает их просвет, а при отделении отложений со стенок труб ухудшает внешний вид и вкус водопроводной воды. Содержание железа в водопроводной воде не должно превышать 0,3 мг/л.

Хлориды (хлор-ион). Обычно в проточных водоёмах содержание хлоридов (до 20-50 мг/л), и может значительно возрастать в водоемах, не имеющих стоков. Незагрязненные колодезные воды в местах с несолонцовой почвой обычно содержат до 30-50 мг/л хлоридов. Воды, фильтрующиеся через солонцеватую почву или осадочные породы, богатые хлористыми соединениями, могут содержать сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов в 1 л, будучи безукоризненными в других отношениях. Воды, содержащие хлорион в количестве, превышающем 350-500 мг/л, имеют солоноватый привкус и неблагоприятно влияют на желудочную секрецию. Поэтому содержание хлоридов в водопроводной воде не должно превы-

шать 350 мг/л.

Сульфаты (сульфат-ион). Сульфаты в количествах, превышающих 500 мг/л, придают воде горько-соленый вкус, неблагоприятно влияют на желудочную секрецию и могут вызывать диспепсические явления (особенно при одновременно большом содержании магния в воде) у лиц, не привыкших пользоваться водой такого состава.

Нитраты (нитрат-ион). Высокие концентрации нитратов встречаются преимущественно в воде колодцев, питающихся грунтовыми водами, загрязненными продуктами разложения органических веществ или азотсодержащих удобрений. С целью предупреждения заболеваний воднонитратной метгемоглобинемией содержание нитратов в воде не должно превышать 40 мг/л (при расчете на азот нитратов – 10 мг/л).

Фториды (фтор-ион). Фтористые соединения вымываются водой из почв и горных пород. Содержание фтора в природных водах в основном колеблется от сотых долей миллиграмма до 12 мг/л. Вода 95% открытых водоемов и свыше 50% подземных источников содержит мало фтора (менее 0,5 мг/л). Высокие концентрации фтора встречаются преимущественно в подземных водах. Некоторое количество фтора необходимо организму для нормального развития и хорошей минерализации костей и зубов. Проведенные во многих странах исследования показали, что при прочих равных условиях заболеваемость кариесом зубов закономерно снижается с повышением концентрации фтора в воде. При употреблении воды, содержащей 1-1,5 мг/л фтора, заболеваемость кариесом зубов минимальна. Однако при большей концентрации фтора вода оказывает уже неблагоприятное действие на организм, вызывая флюороз. Такие места на земном шаре называются очагами эндемического флюороза. При воздействии фтора в первую очередь поражаются зубы. Резорбированный в пищевом канале фтор воздействует на чувствительные к нему зачатки зубов (амело-бласты) и нарушает формирование и минерализацию эмали, внешним проявлением чего служит так называемая пятнистая эмаль, обнаруживаемая на прорезывающихся постоянных и реже молочных зубах. При концентрации фтор-иона в воде до 1,5- 2,0 мг/л поражения характеризуются мело- и фарфороподобными, иногда слабо пигментированными в желтый цвет, пятнами на симметрично расположенных зубах (1-я и 2-я степень поражения). При больших концентрациях фтор-иона в воде на зубах появляются поражения 3-й и 4-й степени, характеризующиеся пигментированными в коричневый цвет пятнами и дефектами эмали – эрозиями. Такие зубы обезображивают прикус, отличаются хрупкостью и преждевременно стираются. Поражение зубов является лишь одним из симптомов флюороза. Присутствие в природных водах токсических концентраций других микроэлементов и химических соединений признается значительно более редким явлением. Оно обычно бывает следствием спуска в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных промышленных сточных вод. В этих случаях ознакомление с технологией производства позволяет врачу решить вопрос о том, какими исследованиями необходимо дополнить программу обычного анализа воды. Например, если в водоем спускаются сточные воды, содержащие свинец и мышьяк, то исследование воды должно быть дополнено количественным анализом этих элементов.

Советскими гигиенистами разработаны предельно допустимые концентрации в питьевой воде меди, цинка, свинца, мышьяка и многих других элементов и токсических соединений.