Как определяются критерии качества воды?

Давайте постараемся разобраться, как определить, безопасна ли она, и какими критериями руководствоваться в определении качества воды питьевой и не только.

Если говорить о нормативных документах, которыми определяется качество питьевой воды, то главным является СанПиН 2.1.4.1074-01. В них прописан целый ряд предельно допустимых концентраций (ПДК) и показателей. Проведя анализ воды, ученые могут выявить проблемы и обезопасить ее, сделав пригодной для питья и приготовления пищи. Согласно санитарным требованиям, питьевая вода, в том числе и водопроводная, должна быть безопасной в эпидемиологическом, радиационном плане, иметь соответствующий нормам химический состав и органолептические характеристики.

Органолептические свойства воды

Под органолептическими свойствами понимают вкус, цвет, запах и мутность.
По вкусовым качествам вода может быть сладкой, соленой, горькой или кислой. Также ученые выделяют привкусы (щелочной, металлический и др.). 

Оценивается данный показатель по пятибалльной шкале:

0: вода абсолютно безвкусная.
1: заметен очень слабый, практически неуловимый вкус.
2: вода имеет слабый вкус.
3: заметный вкус или привкус.
4: отчетливый, достаточно сильный вкус.
5: очень сильный вкус. Такую воду невозможно пить или употреблять для приготовления пищи.

Интенсивность вкуса определяется для воды температурой 20 °С. Этот показатель не должен превышать 2 баллов.

Такая характеристика, как мутность, говорит о присутствии в воде нерастворимых или коллоидных веществ, которые снижают ее прозрачность. Они могут быть неорганического происхождения (железо, глина) или органического (микроорганизмы, нефтепродукты, ил).

Если вода мутная, это обязательно должно вызвать опасения у потребителей. Дело в том, что чаще всего это обусловлено повышенным содержанием в ней железа. В такой воде активнее размножаются бактерии, а уничтожить вредоносные микроорганизмы при обеззараживании значительно сложнее.
Ученые определяют мутность воды фотометрическим способом. Для этого жидкость просвечивают и определяют интенсивность прохождения через нее света.

Данный показатель сравнивают с эталонным (за образец раньше принималась взвесь каолина, сегодня чаще всего используют взвесь формазина). Единицей измерения характеристики является единица мутности по формазину (ЕМФ) или в мг/л по каолину. Согласно нормативам СанПиН, мутность пригодной для питья воды не должна превышать 2,6 (3,5) ЕМФ или 1,5 (2,0) мл/л (по каолину).

Неприятный запах воды вызывает попадание в нее пахнущих веществ. Чтобы оценить запах воды, ее нагревают до температуры в 20 °С и выставляют оценку по пятибалльной шкале:

0: полное отсутствие какого-либо запаха.
1: очень слабый, практически неуловимый запах.
2: достаточно слабый запах, который можно заметить, только если специально обращать внимание на то, чем пахнет вода.
3: заметный запах, который вызывает настороженность у потребителей.
4: сильный запах, сразу же ощутимый потребителями.
5: очень сильный запах. Вода с такими характеристиками непригодна для питья и приготовления пищи.

Согласно требованиям СанПиН, пригодная для питья вода должна иметь запах, не превышающий 2-х баллов. Обратите внимание, что чистая качественная вода ничем не пахнет. Наличие неприятного аромата говорит о присутствии примесей − это могут быть минералы, газы, органика или даже бактерии. Например, запах у воды из подземных источников, таких как родники, скважины или колодцы, чаще всего объясняется повышенным содержанием аммиака, сероводорода или железа.

В большинстве случаев неприятный запах в питьевой воде, подающейся в квартиры, вызван наличием в ней сероводорода. Он образуется из-за разложения органических веществ естественного происхождения, а также веществ, попавших в источники со сточными водами. Важно помнить, что сероводород токсичен. Если вы заметили, что у воды резкий, отталкивающий запах тухлого яйца, значит, она сильно загрязнена и в ней присутствуют анаэробные бактерии. Ее ни в коем случае нельзя использовать ни для питья, ни для приготовления еды. Специалисты советуют отказаться от ее применения даже в технических и бытовых целях.

Еще один запах, который может насторожить потребителей, − хлорный. Он объясняется тем, что воду очищают содержащими хлор реагентами. А вот воду, которая отдает нефтепродуктами, пить уже нельзя − такой запах свидетельствует о загрязнении промышленными отходами. Наконец, вода из артезианских скважин может иметь кисловатый запах, свидетельствующий о повышенном содержании железа.

Цветность − характеристика, которая свидетельствует о наличии в воде органических соединений, трехвалентного железа, примесей из грунтов, а также сточных вод и гуминовых веществ. Последние появляются в результате гниения растений и придают жидкости бежевый, желтый или коричневый оттенок. 

Измеряется цветность в градусах платино-кобальтовой шкалы. Ученые сравнивают исследуемую жидкость с эталонным раствором, который повторяет цвет природной воды. Шкала цветности имеет градацию от нуля до четырнадцати.

Предельно допустимые концентрации и другие важные критерии качества воды

Ученые исследуют воду при помощи различных методов качественного и количественного анализа. Чтобы оценить количество примесей, используют понятие предельно допустимых концентраций. 

Среди ключевых критериев чистоты воды выделяют: 

1. жесткость (характеристика, зависящая от концентрации в воде магния и кальция);
2. уровень рН (водородный показатель, характеризующий кислотные и щелочные свойства воды);
3. бактериологические показатели;
4. минерализация воды (сухой остаток). 

Чтобы определить, насколько вода загрязнена органическими веществами, ученые делают пробу БПК (биохимическая потребность в кислороде). Чтобы провести такой анализ, необходимо около пяти дней. Первоначально исследуемую жидкость разбавляют дистиллированной водой, насыщенной воздухом, и вычисляют, сколько растворенного кислорода содержится в данной смеси. Затем полученный раствор выдерживается при температуре 20 °С около 120 часов. Далее осуществляется проверка: вычисляется, какое количество растворенного кислорода понадобилось, чтобы разложить все биоорганические отходы. Такой анализ называется БПК-5 (поскольку проводится в течение 5 дней). Согласно нормативам СанПиН, БПК-5 у качественной воды не должен быть выше 1,5 млн долей кислорода. Чтобы оценить эту цифру, достаточно сказать, что у неочищенной воды из канализации БПК-5 равен в среднем 400 млн долей кислорода. 

Кислотность воды определяется водородным показателем (рН). Он показывает, протекают ли в воде какие-либо процессы, как химические, так и биологические. Для определения кислотности воды используют рН-метр: 

1. рН меньше 7: вода кислая;
2. рН находится в районе 7: вода нейтральная;
3. рН больше 7: вода щелочная. 

Параметр рН показывает, насколько хорошо в воде растворяются различные вещества, а также уровень токсичности. Эту характеристику важно знать, чтобы определить оптимальный способ очистки воды. Если она качественная, то водородный показатель равен 6-9. Если значение низкое, то коррозийная активность воды усилена, а значит, она небезопасна для металлических предметов. Вода с высоким уровнем рН вредна, поскольку способствует образованию отложений железа и имеет повышенную жесткость. 

Содержание катионов кальция и магния в воде характеризуется таким показателем, как жесткость. Методика ее определения достаточно сложна и подробно расписана в ГОСТах для питьевой воды. Максимально допустимое значение − 7 мг-экв/л, однако для хозяйственных нужд и приготовления пищи желательно использовать воду, жесткость которой находится в пределах 2-3 мг-экв/л. 

Чтобы без сложной экспертизы определить, не слишком ли высокая у воды жесткость, обратите внимание, не горчит ли она, хорошо ли вспенивается мыло и не появляется ли на чайнике сильная накипь. 

Если говорить о столице и Московской области, то общеизвестной проблемой является повышенная жесткость. Т.е. кальций и магний в воде содержатся в слишком больших количествах. Хотя всем известно, что эти микроэлементы полезны для здоровья (кальций укрепляет кости и способствует хорошему свертыванию крови, магний − снижает уровень холестерина и оказывает благотворное влияние на нервную систему), повышенные их концентрации входят в критерии существенного ухудшения качества питьевой воды и могут привести к опасным болезням, в том числе заболеваниям сердечно-сосудистой системы и отравлению организма токсинами.

Минерализация воды − это показатель, который информирует о растворенных в ней веществах. Нормативные характеристики − между 100 мг/л и 1000 мг/л.

• Железо: предельно допустимая концентрация − 0,3 мг/дм3. Этот элемент поддерживает кровеносную систему, его дефицит приводит к анемии. Однако повышенные концентрации могут стать причиной аллергических заболеваний, болезней сердца и печени. Понять, что в ПДК железа превышена, помогут илистые разрастания в водопроводных трубах.
• Марганец: предельно допустимая концентрация − 0,1 мг/л. Этот элемент часто можно встретить в воде вместе с железом. Именно марганец делает воду мутной и выпадает в осадок черного цвета. Употребление воды с повышенным содержанием этого элемента может привести к заболеваниям нервной и эндокринной систем, поджелудочной железы и даже появлению рака.
• Фториды: предельно допустимая концентрация − 1,5 мг/л. Фтор необходим для зубов и костей, его избыток может привести к флюорозу. Именно поэтому в некоторых штатах США, где наблюдается недостаток фтора в почве и воде, производится централизованное фторирование воды.
• Натрий и калий. Первый поддерживает в воде кислотно-щелочной баланс, который требуется для водного обмена. Калий важен для сердечно-сосудистой деятельности. В то же время вода, содержание натрия в которой слишком высоко, может вызвать проблемы у людей с высоким давлением.
• Хлориды: предельно допустимая концентрация в питьевой воде − 350 мг/л. Соли соляной кислоты присутствуют практически в любом источнике. Они способствуют удержанию микроэлементов в организме и выполняют роль антисептика. Однако вода с большим содержанием хлорида натрия может повредить оборудованию и не очень приятна на вкус, поскольку слишком соленая.

Чтобы проверить воду на бактериальную зараженность, ее проверяют на колиформные бактерии, которые обычно попадают в источники вместе с фекальными стоками. 

Чистая вода не должна содержать ни цист лямблий, ни колиформных бактерий.