что такое общая минерализация воды

Общая минерализация воды: нормы, методы очистки

Общая минерализация воды – это параметр, отображающий содержание растворенных в жидкости веществ (преимущественно неорганических солей). Его часто объединяют с сухим остатком, но между ними есть различие. При определении общей минерализации воды учитывают и количество летучих органики. При вычислении сухого остатка этот компонент игнорируется, поэтому разница в показаниях может достигать 10%.

Классификация воды по минерализации

Стандартная формула общей минерализации рассчитывается в мг/л. Распространение также получили форматы мг/дм³, г/л, г/дм³. Некоторые научные организации определяют показатель в миллионных долях ppm. Принято считать, что 1 ppm = 1 мг/л. Общая минерализация питьевой воды напрямую зависит от химического состава природных источников. В разных регионах он может существенно отличаться. Вода бывает:

В настоящее время общая минерализация по ГСО не ограничивается. Для питьевой воды рекомендован предел 1 г/л, в отдельных районах – до 1,5 г/л. Превышение этой нормы уже существенно отображается на вкусовых качествах. Оптимальным ПНД Ф общей минерализации считается 0,2-0,4 г/л. Для воды, используемой в лечебно-профилактических целях, установлены отдельные стандарты.

Общая минерализация технической жидкости

Общая минерализация и жесткость воды являются важными параметрами для жидкостей, используемых в технических целях. Требования к характеристикам гидропотока регламентируются в зависимости от конкретной отрасли и вида производства. Чрезмерное солесодержание ускоряет износ трубопроводов, негативно сказывается на сроках эксплуатации оборудования.

Влияние на организм

При оценке вкусовых качеств, приемлемым считается любой показатель общей минерализации воды ниже 0,6 г/л. Естественно, что у каждого человека свои критерии. То, что нравится одному, другому может показаться малоприятным. Однако существует объективное определение общей минерализации, согласно которому оптимальным является среднее значение 0,2-0,4 г/л сухого остатка при наличии достаточного количества магния и кальция.

Некоторые считают, что чрезмерная очистка воды от солей лишает ее важных элементов, необходимых нашему организму. На самом деле, питьевая жидкость является далеко не основным источником полезных веществ. Общая схема минерализации показывает, что поступающие с водой микроэлементы составляют лишь незначительную часть от необходимого. Даже полная очистка жидкости не повлияет на функциональность человеческого организма.

Способы очистки

Общие методы минерализации малоинтересны массовому потребителю. Зато способы удаления лишних солей – тема весьма популярная. Основные процессы деминерализации воды:

Если норма общей минерализации воды, поступающей из водопроводной системы, не соответствует вашим стандартам, рекомендуем установить систему обратного осмоса. Жидкость пропускается сквозь полупрозрачную мембрану, вследствие чего удаляется до 99% лишних веществ. Такие системы обычно дополняются механическими и угольными фильтрами, отвечающими за предварительную очистку.

Добиться того, чтобы общая минерализация ГОСТ находилась на нужном уровне, можно также с помощью ионного обмена. За удаление солей отвечают специальные смолы. В результате реакции компоненты ликвидируемых соединений задерживаются в фильтрующем материале. Дистилляция и электродиализ применяются в основном для промышленных целей.

Научные работы и рефераты по измерению общей минерализации раствора исчисляются сотнями. Эта тема имеет серьезное значение как для рядовых потребителей питьевой воды, так и для производственных предприятий. Первых она интересует с точки зрения здоровья, вторых – эффективности рабочих процессов. Больше информации о том, что такое общая минерализация, вы сможете получить на страницах нашего сайта. На ваши вопросы готовы ответить квалифицированные специалисты с большим практическим опытом.

Источник

Иллюзия чистоты: влияет ли минерализация воды на её качество, и чем нам поможет TDS-метр?

В 90-е было модно закупаться измерителями уровня нитратов. Пищевые красители, консерванты — ерунда, а вот арбуз на нитраты проверить необходимо. Увы, эта история оказалась профанацией. Зато теперь из каждого youtube-утюга рассказывают про измерители качества воды — TDS-метры. На волне общего детокса и стремления к ЗОЖ многим хочется приобрести волшебную палочку, которая обеспечит здоровый образ жизни и вечную молодость, указав, что пить, а что не пить.

Соблазн определить качество воды «здесь и сейчас» симпатичным гаджетом, напоминающим электронный градусник, очень высок. Хайп вокруг TDS-метров продолжает множиться, ведь они обещают заменить лабораторию, посчитать растворенныe примеси и решить, «пить или не пить?».

Все это — удивительная по масштабу подмена понятий. Ведь определение «чистоты» воды по содержанию неизвестных растворенных примесей можно поставить в один ряд с измерением удава в попугаях.

Что не так в истории с TDS-метрами и стандартами питьевой воды, можно ли доверять TDS-метру и пить «одобренную» им жидкость — ниже разбираемся подробно и с использованием устрашающих терминов.

Начнем издалека: что есть «чистая и качественная» вода?

Кому-то достаточно, что вода из крана прозрачная и не пахнет, кто-то замораживает для придания «природной структуры», некоторые фильтруют, измеряя чистоту по отсутствию накипи, а продвинутый пользователь с TDS-метром пишет отзыв на тему «плохой фильтр, и вода от него грязная», получив высокое значение ppm. Объясним и это, но обо всем по порядку:

Слово о стандартах: чистота — понятие растяжимое

Поскольку в природе нет ничего абсолютно чистого, то и питьевая вода — раствор с примесями. Среди них: условно полезные, вредные, безобидные и даже «безобидные, но неприятные». Содержание примесей в водопроводах мира регулируют национальные законодательства, иногда ориентируясь на рекомендации ВОЗ. Уровни допустимых концентраций веществ, однако, не едины.

Разница обусловлена геологическими особенностями стран и разумной рациональностью. В условиях мегаполиса нецелесообразно отказываться от стальных труб для удаления ржавчины, экономически невыгодно снижать жесткость, невозможно обеспечивать бактериологическую безопасность без хлорирования (в большинстве водопроводов). Если в воде постоянно присутствуют высокие концентрации токсичных примесей из-за геологии на территории или промышленности, местные стандарты «подгоняются» под ситуацию.

Что аргентинцу — ПДК, то немцу — превышение норм ВОЗ

ВОЗ: «Мышьяк в высоких концентрациях естественным образом присутствует в грунтовых водах целого ряда стран».

Еще в 1990-х гг. в Бангладеш было зафиксировано повсеместное присутствие мышьяка в колодезной воде. Национальный стандарт на мышьяк сейчас поднят до отметки 0,05 мг/литр. Тем не менее, и сегодня десятки миллионов жителей страны подвергаются риску воздействия мышьяка в концентрациях, значительно превышающих 0,05 мг/литр.

Похожую природную аномалию ВОЗ отмечает в Аргентине, Камбодже, Чили, Китае, Венгрии, Мексике, Румынии, Таиланде, США и Вьетнаме. В частности, власти Аргентины даже по итогам жарких дебатов и пятилетних поисков решения, увы, так и не нашли способ обеспечить снижение национального стандарта на мышьяк с 0,05 мг/литр до рекомендуемых ВОЗ 0,01 мг/литр.

Стандарты российского СанПиН на мышьяк в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Но и ВОЗ не всегда права. Некоторые регионы мира страдают от избыточного содержания меди. Следствием активного использования меди и ее сплавов в водопроводном деле стали высокие национальные ПДК на медь в нашей стране, в США (1 мг/л) и в Германии (2 мг/л). Рекомендация ВОЗ, тем не менее, лояльна и не снижает эту планку, несмотря на то, что и 1 и 2 мг/л — это очень, очень много.

Стандарты российского СанПиН на медь в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Похожая ситуация с алюминием. Рекомендации не очень строги: соли алюминия используют для коагуляции в процессе муниципальной очистки воды, поэтому превышение ПДК наблюдается повсеместно. И отказаться нельзя, и присутствие вредно. За последнее десятилетие ПДК на алюминий снизилась, но актуальные цифры могут показаться дикими нашим внукам.

Стандарты российского СанПиН на алюминий в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США

Санитарные нормы несовершенны, постоянно ужесточаются, и не стоит относиться к ним, как к истине в последней инстанции. Просто помните: свинец, мышьяк и алюминий не становятся менее токсичными от того, что присутствуют в пределах ПДК.

Муниципальная подготовка воды нигде в мире не имеет задачи подать в кран «максимально чистую» воду. Это оправдано тем, что большая часть воды сливается в канализацию, минуя наши желудки. В водопровод подается безопасная и разумно дешевая вода, которая не отравит, если ее случайно проглотить в душе или выпить от безысходности после бурной вечеринки. Поэтому держим в уме:

Вода, соответствующая СанПиН, — «питьевая». Однако, положа тестовый образец в анализатор руку на сердце, не такая уж и чистая для длительного использования в качестве питьевой. Это первая ступень в «рейтинге питьевых вод», ниже которой находятся жидкости, которые пить без доочистки опасно.

Вернемся к нашим попугаям

А точнее — к примесям в питьевой воде. Часть веществ не мешают ей оставаться безвредной, ухудшая при этом её органолептические свойства. Так ведут себя карбонаты кальция, магния, хлорид натрия, фосфаты, сульфаты. Правда, они проявляют свой характер, когда концентрации достаточно велики.
Пусть это будут яркие, крикливые, но безобидные попугаи.

Часть веществ — ксенобиотики, яды в любой своей форме и при любой концентрации. Это свинец, ртуть, хром, мышьяк, хлорорганические соединения и многие другие вещества. Как мы уже выяснили, их концентрация в водопроводной воде определяется как нашими возможностями в очистке, так и внешними факторами. Они опасны, портят жизнь не сразу, но делают это эффективно, например, провоцируя возникновение и развитие раковых опухолей.
Пусть это будет тихий, но опасный удав.

Как компания — производитель фильтров, мы постоянно получаем «претензии» покупателей, которые оценивают работу фильтра по скорости появления накипи. То есть заметные и яркие органолептические свойства воды — жесткость и минерализация — зачастую воспринимаются как главный критерий качества очистки.

Применение TDS-метра, безусловно, поможет «экспериментатору» провести оценку размера стаи попугаев и даже понять, что их примерно 38. Однако удава за ними он уже не разглядит.

Основная задача фильтров для воды — защита от токсичного коктейля из остатков хлора (хлор — это яд), его органических производных и отходов промышленных и сельскохозяйственных предприятий: фенолов, нитратов, пестицидов, тяжелых металлов и так далее. В зависимости от модели, фильтры могут дополнительно защищать от бактерий, вирусов, аллергенов, антибиотиков и сотен других скрытых угроз.

Является ли минерализация загрязнением и критерием качества?

Выше мы обсудили, что нет единых мировых стандартов на примеси в питьевой воде. В этом свете измерительные шкалы, которые мы наблюдаем в многочисленных роликах о TDS-метрах, тем более кажутся красочной маркетинговой абстракцией. Пример типичной иллюстрации:

Похожие иллюстрации путешествуют из ролика в ролик, сообщая, что образцы с пометкой “от 400” уже непригодны для питья. Любопытно, что автора типичного теста на youtube не удивляет цифра 4500 в стакане весьма полезной минеральной воды уважаемого российского бренда.

Минерализация — физико-химический параметр водного раствора, такой же, как, например, его температура. Конечно, даже температуру можно считать параметром качества воды, когда отпуск короткий, а вода в море прохладная. Или когда очень хочется пить, но вода только что вскипела. С минерализацией тоже все относительно и зависит от конкретных условий.

Минерализация — такой же «критерий» качества воды, как и её температура. Этот показатель для пресной воды не относится к токсическим и не является загрязнением.

Использование воды разной минерализации — вопрос привычки. Жители меловых холмов или те, кто вырос у берега моря, где подземные воды тоже соленые (привет, Евпатория!), пьют такую воду каждый день. СанПиН и ВОЗ допускают общую минерализацию (по сухому остатку) не выше 1 г на литр (1000 ppm). Сакрального же смысла в знании того, что общая минерализация вашей воды это 100 или 1000 единиц по TDS-метру нет. С точки зрения бытовых неудобств — это неэстетичный осадок в чайнике, порча дорогих водонагревающих приборов (бойлер), невкусный чай и сухая кожа. Но это очевидно и без гаджета.

Почему качество воды после умягчающих проточных фильтров бессмысленно измерять TDS-метром

Максимально эффективен в борьбе с растворенными примесями только обратноосмотический фильтр. Принцип его устройства отличается от проточного фильтра благодаря присутствию специальной мембраны. Именно она разделяет водопроводную воду на очищенную и концентрат примесей, который сливается в дренаж.

Сорбционный (то есть проточный) водоочиститель не сможет «удалить» из воды соли, в том числе и ионы кальция или магния. Умягчающий вариант проточного фильтра имеет ионообменный модуль, который обеспечивает замену ионов кальция и магния на ионы натрия (реже — водорода), которые не выпадают в осадок при кипячении.

Изменение показаний TDS-метра после прохода воды через ионообменный модуль проточного фильтра непредсказуемо. Одни ионы меняются на другие, как при этом изменится электропроводность, рассчитать очень сложно. Колебания происходят как в большую, так и в меньшую сторону.

Устройство и истинное имя TDS-метра

Единственно верный метод измерения TDS (total dissolved solids) — это выпаривание и взвешивание. А то, что производители называют TDS-метрами, на самом деле — кондуктометры.

Крайне упрощенная схема работы кондуктометра:

Вода без примесей (чистая):

A. имеет высокое сопротивление и низкую проводимость;
B. в ней мало ионов (носителей электрического заряда);
C. когда в неё попадают электролиты (чистую воду посолили), образуются носители заряда — ионы, которые повышают её электропроводность, так как являются переносчиками электрического заряда.

Что не так с показателями TDS-метров

Проблема 1 — Терминологическая

Растворимые неэлектролиты, присутствующие в воде, не добавят воде электропроводности, т.е. кондуктометрический TDS-метр, погруженный в сладкий чай, заваренный на дистиллированной воде, покажет крайне низкое значение, но при выпаривании воды и взвешивании значение сухого остатка будет высоким.

TDS (total dissolved solids) означает массу твердого остатка, которая получится, если всю воду испарить. В твердом остатке останутся и растворимые электролиты (соли, кислоты, основания), и растворимые неэлектролиты, и нерастворимые твердые вещества (песок, глина), чья совокупная масса и называется в химии TDS. Кстати, в отечественной терминологии есть термин «общее солесодержание», который гораздо точнее отражает величину, которую измеряет кондуктометр.

Проблема 2 — Измерение эквивалента

TDS-метр чаще всего отградуирован по хлориду натрия. Поэтому если ионный состав тестируемой воды отличается от хлоридно-натриевого (очень жесткая вода, содержащая ионы кальция/магния и гидрокарбонат-ионы), то и оценки солесодержания в ppm, пересчитанные по хлоридно-натриевой градуировке, будут очень приблизительными.

В питьевой воде хлорид натрия редко является доминирующим компонентом. Из макро-катионов есть ионы кальция, магния, калия и т.д. Из анионов — хлорид-, сульфат-, карбонат/гидрокарбонат-, силикат-, фосфат- и т.д. Все они с разной подвижностью переносят электрический заряд.

А значит, про TDS-метр в строгом смысле нельзя сказать, что он измеряет «жесткость воды», «концентрацию солей» или, боже упаси, «загрязненность воды». Единственное, что можно о нем сказать, — он выдает на дисплее выраженную в ppm (мг/л) эквивалентную концентрацию раствора хлорида натрия температурой 25 С, которая даст ту же величину электропроводности, которую прибор зафиксировал здесь и сейчас.

В чем профит владения кондуктометром?

В видео наглядно объясняем, какие жидкости, кроме раствора солей, дают запредельный ppm, как температура воды влияет на точность измерения, а также проводим эксперимент с инсектицидом, который не является электролитом.

А в «сухом твердом остатке» на тему TDS-метра мы имеем:

1. TDS-метр поможет прикинуть общую минерализацию воды в случаях, когда стоит вопрос об установке фильтра, принцип работы которого основан на изменении минерального состава воды (обратный осмос).

2. TDS-метр поможет понять, когда в обратноосмотическом фильтре пора менять мембрану или же её ресурс пока достаточен. При замене мембраны это отличный способ проверить, есть ли в ней брак.

3. А еще замеры разных жидкостей TDS-метром — это отличный способ провести время с детьми и повод рассказать им о том, что такое электропроводность и почему измерять удава в попугаях весело, хоть и не практично.

Источник

Минерализация воды

Статья обзорная. Цель статьи ознакомить читателей.

Общая минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества). Также этот показатель называют содержанием твёрдых веществ или общим солесодержанием.

Уровень содержания солей в питьевой воде разный в разных геологических регионах (вследствие различной растворимости минералов).

Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п.

Большинство рек имеет минерализацию от 10 до 100 мг/дм3

Минерализация подземных вод и солёных озёр изменяется в интервале от 40-50 мг/дм3

Минерализация атмосферных осадков в интервале от 3 до 60 мг/дм3

Многие производства, сельское хозяйство, предприятия питьевого водоснабжения предъявляют определённые требования к качеству вод, в частности, к минерализации, так как воды, содержащие большое количество солей, отрицательно влияют на растительные и животные организмы, технологию производства и качество продукции, вызывают образование накипи на стенках котлов, коррозию, засоление почв.

В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

Ультрапресная вода – это обычно вода ручьёв, текущих от тающих ледников, а так же воды рек, протекающих среди дождевого экваториального леса. Большинство рек и озёр на нашей Планете являются пресными. Вода поверхностных водоёмов в пустынных и засушливых областях обычно солоновата, либо имеет повышенную минерализацию.

Морская вода относится к водам повышенной солёности. Океанская вода содержит около 35% различных солей, но преимущественно хлористого натрия (NaCl). Внутренние моря обычно имеют меньшую минерализацию за счёт опреснения их речной водой.

Воды, представляющие собой рассолы, в основном находятся глубоко под землей, но бывают и очень соленые озера (Мертвое море).

Уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. При величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) рекомендован верхний предел минерализации воды в 1000 мг/л.

Классификация вод по минерализации с точки зрения медицины.

В зависимости от степени минерализации минеральные воды, используемые для питьевого лечения, подразделяют на:

столовые – минерализация до 1 г/л;

лечебно-столовые – минерализация от 1 до 10 г/л;

лечебные – минерализация более 10 г/л или высокое содержание биологически активных элементов: железа, брома, йода, сероводорода, фтора и т.д., при этом общая минерализация может быть невысокой.

К группе столовых вод относятся воды, минерализация которых составляет менее 1 г/литр.

Эти воды считаются безопасными для употребления. Столовая минеральная вода стимулирует пищеварение и не имеет лечебных свойств. Ее можно пить в любых количествах. Как правило, она мягкая, приятная на вкус, без постороннего запаха и привкуса, на ее основе изготовляются многие прохладительные напитки.

На столовой воде нельзя готовить еду. При кипячении минеральные соли выпадают в осадок или образуют соединения, которые не усваиваются организмом.

К группе лечебно-столовых вод относятся воды с общим уровнем минерализации 1-10 г/литр.

Это наиболее распространённый тип минеральной воды. Лечебные свойства таких вод проявляются только при их правильном использовании. Лечебно-столовую минеральную воду пьют как для профилактики, так и в качестве столовой. Эта группа вод обладает ярко выраженным лечебным эффектом только при правильном применении. При употреблении ее в неограниченном количестве может нарушиться солевой баланс в организме. Самолечение с помощью такой воды может привести к значительному нарушению солевого баланса в организме, а также к резкому обострению имеющихся хронических заболеваний.

Лечебные минеральные воды имеют уровень общей минерализации более 10 г/литр.

Лечебные минеральные воды применяются для питьевого лечения и для наружного применения – ванн, душа, купаний, а также для ингаляций. Эффект от ее применения зависит от правильного выбора типа воды и от правильного приёма – дозы, периодичности, температуры, пищевого режима. Поэтому проводить лечение минеральной водой нужно обязательно под наблюдением врача.

Классификация минеральных вод по химическому составу:

гидрокарбонатные; хлоридные; сульфатные; натриевые; кальциевые; магниевые; смешанные.

Гидрокарбонатная минеральная вода

Гидрокарбонатная минеральная вода — содержит гидрокарбонаты (минеральные соли), более 600 мг на литр. Она снижает кислотность желудочного сока. Часто используется как средство от изжоги. Применяется при лечении мочекаменной болезни. Рекомендуется людям, активно занимающимся спортом, грудным детям и больным циститом.

Хлоридная минеральная вода

Хлоридная минеральная вода содержит более 200 мг хлоридов на литр. Она стимулирует обменные процессы в организме, улучшает секрецию желудка, поджелудочной железы, тонкого кишечника. Применяется при расстройствах пищеварительной системы. Противопоказана при повышенном давлении.

Сульфатная минеральная вода

Сульфатная минеральная вода — содержит более 200 мг сульфатов на литр. Она стимулирует перистальтику желудочно-кишечного тракта и благоприятно влияет на восстановление функции печени и желчного пузыря. Оказывает мягкий слабительный эффект, выводит из организма вредные вещества и примеси. Применяется при болезнях желчных путей, хроническом гепатите, сахарном диабете, ожирении. Сульфатную воду не рекомендуют пить детям и подросткам: сульфаты могут препятствовать усвоению кальция.

Натриевые, кальциевые и магниевые минеральные воды

Натриевые, кальциевые и магниевые минеральные воды – воды с преобладанием соответственно катионов Na+, Сa2+ и Mg 2+.

Большинство минеральных вод имеет сложную смешанную структуру: хлоридно-сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные и т. д. Это повышает их лечебный эффект.

Классификация минеральных вод в зависимости от газового состава и наличия специфических элементов:

углекислые (кислые); сульфидные (сероводородные); бромистые; йодистые; мышьяковистые;

железистые; кремниевые; радиоактивные (радоновые)

Классификация минеральных вод в зависимости от кислотности:

нейтральные рН 6,8—7,2; слабокислые рН 5,5—6,8; кислые 3,5—5,5; сильнокислые 3,5 и менее;

слабощелочные 7,2—8,5; щелочные 8,5 и более.

Классификация воды по качеству (происхождению) минералов.

минералы неорганического происхождения; минералы органического происхождения.

Часто в рекламе нам предлагают воду, которая наполнена «минералами, так необходимыми для жизни каждого человека». Это излюбленный рекламный приём производителей и реализаторов минерализованных вод.

Источник