V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Вода является активным участником процессов жизнедеятельности организма человека, поэтому от качества воды зависит состояние здоровья населения. В многочисленных публикациях доказывается взаимосвязь состояния здоровья населения и качества употребляемых питьевых вод.

На практике безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 [1]. Потребители оценивают качество воды по органолептическим свойствам: запаху, привкусу, цветности, мутности. Правда в настоящее время этот метод может быть лишь приближенной оценкой качества воды, т.к. в связи с загрязнением поверхностных и подземных вод возрастает опасность присутствия в них мутагенных и канцерогенных соединений в концентрациях, которые не могут быть определены на основании органолептических показателей. Поэтому потребители руководствуются рекламой, либо приобретают воду, расфасованную в емкости, а также используют в быту локальные системы доочистки поступающей водопроводной воды.

Современный рынок предлагает широкий выбор дополнительных устройств по очистке воды, отличающихся по принципу действия, по эффективности очистки и по цене. Безусловно, прежде чем покупать бытовой фильтр, необходимо определить, от чего он должен очищать воду, т.к. в питьевой воде содержится много различных веществ, совершенно необходимых организму человека для его нормальной жизнедеятельности. Так, недостаток ионов кальция способствует развитию различных заболеваний сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата и т.д. Определенное содержание НСО₃^- ионов влияет на состояние гидрокарбонатной буферной системы организма и, следовательно, на протолитический гомеостаз.

Поэтому представляет интерес исследование эффективности работы некоторых наиболее распространенных очистительных фильтров и анализ качества очищенной ими воды.

Материалы и методы. Для исследования были использованы следующие фильтры: сорбционные фильтры «Барьер» и «Аквафор» кувшинного типа со сменными модулями (кассетами) и устройство «Изумруд», в основе работы которого лежит также процесс электролиза.

Сменная кассета фильтра «Барьер» содержит кокосовый активированный уголь, который очищает от активного хлора, органических и хлорорганических веществ, пестицидов, нефтепродуктов; устраняет неприятные запахи и привкусы. Предварительная обработка активированного угля серебром предотвращает возможность размножения бактерий внутри фильтра. Сменная кассета включает также ионообменную смолу для очистки от ионов токсичных металлов, тяжелых металлов и для снижения жесткости. Возможно дополнительное включение фторирующего компонента для фторирования воды до гигиенических нормативов и волокнистого ионообменного материала для эффективной очистки от ионов железа. Нами использовался фильтр «Стандарт» без указанных выше дополнительных включений.

Сменный фильтрующий модуль «Аквафора» содержит запатентованное ионообменное волокно АКВАЛЕН, гранулированный активированный уголь, сульфокатионит в натриевой форме и карбоксильный катионит в водородной форме.

Очистительное устройство «Изумруд» в дополнение к фильтрам использует способ, основанный на электролизе, что дополнительно очищает воду от механических примесей. Очистительный потенциал «Изумруда » выше, но он более дорог, требует специальной установки и очищает только водопроводную воду.

Для очистки указанными фильтрами использовали следующие воды: водопроводная, бутилированная вода «Угорская» и артезианская негазированная вода «Здравница», реализуемая в киосках г. Екатеринбурга.

Анализ исследуемых вод до и после пропускания через фильтры проводили по следующим методикам: спектрофотометрия на спектрофотометре LEKI модели LEKI SS 2109 UV, потенциометрия на иономере «Анион 4100», кондуктометрия на кондуктометре «Анион 7020»; объемные методы анализа: комплексонометрия, нейтрализация.

Результаты исследования и их обсуждение. С использованием перечисленных методов анализа снимали спектры поглощения исследуемых вод в ультрафиолетовой области спектра от 200 до 300 нм, определяли удельную электропроводность, водородный показатель и окислительно-восстановительный потенциал, общую жесткость и щелочность вод.

Результаты исследований представлены в таблице. В таблицу также включены аналогичные показатели качества воды до очистки.

Таблица

Показатели качества воды до и после очистки (293 К)

№ п/п	Вода	Водород-ый пока- затель	Окислительно-восстановительный потенциал, мВ	Удельная электропровод- ность, мкСм/см	Жесткость, ммоль/л	Щелоч- ность, мг/л
1	2	3	4	5	6	7
		До о ч и с т к и
1.	Водо-проводная	6,55	+0035,0	244,0	4,8	88,45
2.	Угорская	7,00	-0006,0	230,2	5,4	170,8
3.	Здравница	7,24	-0015,0	281,5	4,5	170,8
		После фильтра «Барьер»
1.	Водо- проводная	4,98	+0127,0	161,3	1,6	9,15
2.	Угорская	5,73	+0093,0	144,6	1,5	45,75
3.	Здравница	5,81	+0088,0	133,9	1,9	51,85
		После фильтра «Аквафор»
1	Водо- проводная	5,86	+0067,0	79,2	0	15,25
2	Угорская	5,77	+0062,0	35,2	0	15,25
3	Здравница	5,80	+0070,0	98,4	0	39,65
		После фильтра «Изумруд»
1.	Водо- проводная	6,46	+0034,0	250,2	-	125,05
2.	Угорская	5,51	+0086,0	209,6	-	33,55
3.	Здравница	5,80	+0062,0	284,5	1,6	-

Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствует о существенном изменении определяемых показателей качества воды после пропускания ее через фильтры. Так, спектры поглощения всех вод, характеризующие суммарное содержание взвешенных и коллоидных частиц и органических примесей, свидетельствуют о значительном снижении содержания последних. Существенно уменьшилась удельная электропроводность, определяемая общим содержанием веществ электролитного состава. Так, например, удельная электрическая проводимость снизилась на 37% для Угорской воды при пропускании через фильтр «Барьер» и на 84,7 % при пропускании ее через фильтр «Аквафор». Следует заметить, что по величине снижения всех определяемых показателей воды фильтр «Аквафор» более эффективен. Возможно, это связано с тем, что для исследования использовали фильтр «Барьер» с уже частично выработанным ресурсом.

Как положительный момент следует отметить улучшение органолептических свойств водопроводной воды: она становится более чистой, светлой и прозрачной, лишенной посторонних запахов и привкусов.

Общая жесткость, обусловленная наличием ионов кальция и магния, также заметно уменьшилась после пропускания через фильтры. Анализ воды после фильтра «Аквафор» показал полное отсутствие в ней солей кальция и магния. А между тем, в инструкции к фильтру отмечается, что «он снижает жесткость воды только в том случае, когда это необходимо. При этом ионы кальция и магния в количествах, необходимых для здоровья, останутся в очищенной воде ». Значительное снижение жесткости и даже полное устранение нельзя считать достоинством данного способа очистки воды. Ионы кальция и магния в разумных пределах, как уже отмечалось, совершенно необходимы организму для его нормальной жизнедеятельности, в том числе для деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем [2]. ГОСТ на питьевую воду допускает содержание указанных ионов до 7 ммоль экв, /л.

Гидрокарбонатные ионы, содержание которых варьируется в питьевых водах обычно в пределах 30-400 мг/л, могут как стимулировать, так и тормозить секрецию желудочного сока. Организм человека должен обладать определенным щелочным резервом для поддержания протолитического гомеостаза. Значительное уменьшение щелочности воды (содержание HCO₃ ^1-, мг/л) после пропускания через фильтры можно объяснить процессами ионного обмена на катионитах, входящих в состав сменных фильтров.

В полном соответствии с характером изменения щелочности находятся и данные по изменению водородного показателя воды. Все воды после фильтрации «закисляются». Растут и окислительно-восстановительные потенциалы, что не является показателем улучшения качества воды, т.к. падает ее антиоксидантная активность, даже правильнее сказать: растет окислительная активность.

Выводы:

1. Проведенное исследование показывает, что у питьевой воды, доочищенной с помощью использованных нами фильтров, улучшились органолептические свойства, но произошло и снижение содержания полезных для организма веществ. Такую воду нежелательно употреблять постоянно; она хороша лишь для бытовых нужд. Иными словами, фильтры должны очищать воду только от вредных примесей, улучшая органолептические показатели.

2. При выборе фильтра необходимо оценивать его работу по изменению содержания в воде необходимых для организма веществ, в частности, ионов кальция, магния и гидрокарбонатных ионов, а также водородного показателя и окислительно-восстановительного потенциала. Критерии оптимального состава питьевых вод указаны

в [3].

Литература:

1. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01, М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002 -103 с.

2. В.И. Слесарев Химия. Основы химии живого. С.- П.: Химиздат. 2000.

1. Питьевая вода, Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1116-02. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. – 27 с.

Код для цитирования: Скопировать