что такое общее солесодержание воды

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

Жесткость воды и общее солесодержание

Общее солесодержание и жесткость напрямую влияют на качество воды. Например, вода, насыщенная сульфатами магния и кальция, может вполне ощутимо горчить. Впрочем, даже очень жесткая вода вас не отравит. Но постирать в ней одежду или помыть голову будет непросто.

Общее солесодержание

Воду с содержанием солей выше 1000 мг/л называют минерализованной (например, морская, минеральная), а до 1000 мг/л – пресной (например, речная, дождевая, вода ледников). Оптимальным можно условно считать уровень минерализации от 300 до 500 мг/л.

Концентрация солей зависит от их наличия в природных водоемах и городских стоках. Даже та соль, которой в Петербурге, например, активно посыпают дороги зимой, чтобы город не превращался в ледовый каток, может влиять на общее солесодержание воды в кухонном кране.

Высокие концентрации солей в воде – это либо невкусно, либо некрасиво, либо и то, и другое.

Вода с повышенным содержанием меди характеризуется неприятным вяжущим привкусом; сульфаты магния и кальция горчат, как мы уже писали выше; соли железа придают воде желтовато-бурый оттенок – будто кто-то промыл кисточку с гуашью.

Иногда воду минерализуют намеренно – так получают лечебную минералку. Концентрация солей в ней значительно выше (от 10 граммов на литр), а вкус более выраженный, солоноватый. Выпить такую воду в большом количестве непросто, да и не нужно. Она предназначена для лечения или профилактики различных заболеваний. Пить ее лучше по рекомендации врача, поскольку те, у кого соответствующих проблем нет, могут обзавестись другими: например, камнями в почках или отложениями солей в суставах.

Жесткой считается вода с избытком солей кальция или магния. Она бывает временной и постоянной – первая почти полностью устраняется при кипячении, а вторая нет. Накипь – это результат временной жесткости: во время кипячения кальций и магний из воды уходят, но остаются в чайнике в виде осадка.

Чем плоха жесткая вода?

Жесткая вода – проблема при готовке и уборке. Мыло не мылится, стиральные порошки работают вполсилы, а утюги, кофемашины, посудомойки и прочая бытовая техника постоянно обрастают накипью и выходят из строя. Эти проблемы решаются умягчителями – несмотря на компактные размеры, они справляются с водой во всей квартире и даже во всем доме. В перспективе это поможет значительно сэкономить бюджет, и вот почему:

А еще мягкая вода — это способ сохранить здоровье и хорошо выглядеть в любом возрасте.

Наши системы на весь дом умеют не только делать воду мягкой и пушистой, но и удалять из нее железо, марганец, сероводород и другие посторонние вещества.

В кулинарии жесткая вода – это мутный бульон, пленка в чашке чая или кофе, потеря аромата и пресные блюда. Поскольку для готовки нужно относительно небольшое количество воды (по сравнению с объемами, которые уходят на стирку, уборку и прием душа), этот вопрос можно решить стационарными системами, которые устанавливаются на кухне под раковиной.

Лучше всего с солями жесткости – причиной накипи и гастрономических разочарований – борется обратноосмотическая мембрана. Ее производительности достаточно для того, чтобы обеспечить всю семью вкусными обедами и сделать чаепитие действительно приятным. Даже больше – воды, прошедшей обратноосмотическую фильтрацию, вполне хватит на заправку небольшой бытовой техники вроде утюга или отпаривателя: никаких больше разводов на платьях и рубашках, и техника, опять же, прослужит дольше.

Кофемашины особенно требовательны к качеству воды: чтобы избежать их постоянной декальцинации и ремонта, нужно заправлять их мягкой водой. Но пока обратный осмос на весь дом еще относительная редкость в бытовой сфере, предлагаем обратить внимание на умягчители, действующие по принципу ионного обмена.

Процессы мембранного разделения и ионного обмена имеют разную природу и действуют на разные спектры загрязнителей, объединяет их способность эффективно удалять соли жесткости. После обратноосмотической фильтрации их не остается в воде практически совсем, поэтому для возврата привычного вкуса на финальном этапе очистки наступает звездный час минерализатора (АКВАФОР использует природный минерал доломит): он возвращает в воду очень небольшие количества кальция и магния, которые, хоть и не восполняют суточную потребность организма, но нужны для сохранения приятного вкуса.

В случае ионного обмена никакого минерализатора не требуется, потому что в воде хоть и остается значительно меньше солей, чем в исходной воде, но все же они там будут, и добавлять больше не имеет никакого смысла. Обмен происходит так: ионы кальция и магния замещаются ионами натрия, все это возможно благодаря специальным материалам – ионитам. Каждый ион кальция и магния, пойманный поверхностью ионита, «‎освобождает»‎ ион натрия, и жесткость нейтрализуется.

Чаще всего в ионообменных картриджах используется полимерная смола в форме мелких шариков. АКВАФОР также во всех своих фильтрах задействует специально разработанное ионообменное микроволокно АКВАЛЕН – его площадь поверхности значительно выше, чем у гранулированных материалов, а гидрофильность позволяет каждой капле проконтактировать с сорбентами.

Мягкая вода – это приятно, бюджетно, вкусно и комфортно. Чтобы правильно позаботиться о себе и близких, необходимо сначала позаботиться о качестве воды, ведь оно напрямую влияет на качество жизни.

Зарегистрируйте ваш фильтр и мы напомним, когда нужно его заменить

Профессиональный монтаж и установка наших фильтров

Источник

Минерализация воды что это такое

Что такое общая минерализация воды

Под термином «общая минерализация воды» понимают концентрацию всех растворенных веществ минерального и органического происхождения (кроме газов). Реже этот показатель называют солесодержанием. Общую минерализацию воды нередко путают с сухим остатком. Однако минерализация воды и сухой остаток разные понятия. Сухой остаток определяют путем выпаривания жидкости, в процессе которого «уходят» летучие органические соединения. В зависимости от источника происхождения воды разница между сухим остатком и общей минерализацией достигает 10 %.

Как определить минерализацию воды

Для определения общей минерализации в воде в лаборатории используют два метода:

Источники минерализации воды

Вода считается универсальным растворителем, поэтому не может долго существовать в виде химически чистого вещества. Источники ее минерализации разделяются на две категории:

Классификация воды по уровню общей минерализации

Во всех учебниках химии представлена следующая классификация по минерализации подземных и поверхностных вод. По степени минерализации воды различают:

Нормы минерализации для питьевой и технической воды

В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется следующими нормативными документами:

Допуски по общей минерализации для технической воды определяются ее назначением. Разработаны десятки ГОСТ и ТУ для каждой сферы применения. Высокие требования предъявляются к теплоносителям для систем отопления, охлаждения оборудования, к котельной воде для паровых электростанций. Повышенное солесодержание становится причиной отложений на внутренних стенках трубопроводов и теплообменников, что приводит к выходу из строя оборудования. Обычно, если в анализе превышена общая минерализация, то и такой показатель как жесткость имеет значения выше установленных норм. В этом случае мы рекомендуем одновременно удалять соли жесткости и минерализацию с помощью обратного осмоса и ионообменных фильтров.

Как минерализация питьевой воды влияет на организм

Данные анализов по общей минерализации не позволяют в полной мере оценить влияние питьевой воды на организм человека. Именно поэтому нормативы ВОЗ по этому показателю носят рекомендательный характер. Содержание растворенных солей влияет на вкусовые качества воды. Для оценки влияния на организм нужно определить концентрации всех растворенных веществ и сравнить их с ПДК.

Наибольший риск для организма представляют:

Снизить общую минерализацию воды и концентрации вредных примесей можно выпариванием, баромембранными и электромембранными методами. Об этих технологиях для очистки питьевой и технической воды от минерализации, используемых в современных системах водоподготовке, мы рассказали в статье «Очистка воды от минерализации».

Источник

Общая минерализация сточной, природной и питьевой воды: нормы, измерение, определение по формуле

Вода, текущая из крана в квартире, и вода из природных водоемов содержит растворенные соли. Минералы обнаруживаются в капле дождя и в скважинах, в сточных заводских водах и в ливневой канализации. Состав минеральных солей в природной воде, а также их количество зависит от геологических особенностей региона, но чаще всего в воде обнаруживаются неорганические соли – хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия, бикарбонаты.

Природные и сточные воды

По преобладающему катиону определяется группа вод:

Природные воды различного происхождения обычно имеют различный солевой состав и относятся соответственно к разным классам и группам.

Общая минерализация воды

Что это – общее солесодержание?

Под общим солесодержанием или минерализацией понимают количество находящихся в воде растворенных веществ, часть которых представлена хлоридами, сульфатами, бикарбонатами, а часть – органикой. Растворенные в воде газы при расчете общего солесодержания не учитываются.

В зарубежных литературных источниках минерализацию или показатель общего количества растворенных частиц обозначают TDS (Total Dissolved Solids).

Принято считать, что 1 мг/дм 3 приблизительно соответствует 1 ppm.

Для расчета величины минерализации, как правило, суммируют содержания диссоциированных в воде ионов, но это лишь часть всех веществ, имеющихся в воде. Не учитывается «органика» летучей природы, которая тоже может находиться в растворе. Поэтому понятия «минерализация» и «сумма ионов» не являются синонимами. Но подавляющая часть веществ, растворенных в воде, находится в диссоциированном состоянии (главнейшие ионы). Следовательно, подсчет суммы ионов дает достаточно полное представление о минерализации воды.

Какие минералы содержатся?

В природных водах обнаруживаются две группы минеральных солей.

«Главные ионы» определяют в воде в первую очередь.

К минералам 2-й группы относятся:

Соли 2-й группы вкладываются несущественно в общую минерализацию природной воды, но они учитываются при оценке качества воды, так для каждого компонента установлен свой уровень ПДК.

В зависимости от преобладания тех или иных анионов из 1-й группы воды подразделяют на:

По преобладающему «главному» катиону (из 1-й группы) воды делятся на натриевые, кальциевые, калиевые, магниевые.

Типология пресных и соленых вод

Блестящий ученый В. И. Вернадский предложил понятный вариант классификации, выделив три типа вод по величине минерализации:

Большинство существующих пресных вод в основном гидрокарбонатные, а солоноватые и соленые –сульфатно-хлоридные. Повышение солености выше 35 г/дм 3 обусловлено присутствием хлоридов. Рассолы соляных озер, глубинных скважин, океанов и морей относятся к хлоридным натриевым водам.

Для градации подземных вод в гидрогеологии пользуются классификацией

А. М. Овчинникова, которая приведена в сводной таблице ниже.

Если этот рубеж преодолен, вода будет неприятно соленая или горько-соленая. Водоемы засушливых районов слегка солоноваты и отличаются повышенной минерализацией, а в некоторых минеральных озерах концентрация солей достигает 35 г/кг.

Солесодержание морской воды не превышает 50 г/кг. Превышение этого значения характерно для соленых озер и подземных вод из глубинных скважин, где содержание солей может достигать 400 г/кг.

Крупнейший специалист-гидрогеолог Е. В Пиннекер разделил рассолы по минерализации на 4 группы:

Влияние минеральной воды на человека

Питьевая столовая

Воды минеральные с содержанием солей до 1 г/дм 3 включительно относятся по ГОСТ Р 54316-2011 к столовым водам. В минеральной столовой воде из природных источников мало растворённых веществ, поэтому их воздействие на человеческий организм небольшое. Столовые воды не имеют ярко выраженного привкуса, лишены запаха. Воду с низкой минерализацией не возбраняется использовать для приготовления блюд и ежедневного питья.

Широко известны потребителю столовые минеральные воды «Ессентуки», Evian, «Боржоми», BonAqua, «Нарзан», «Святой источник», Aqua Minerale, «Архыз».

Минеральные столовые воды систематизируются по различным показателям.

По газовому наполнению выделяют минеральные столовые воды:

Классификация воды в бальнеологии

Минеральные воды подразделяются на шесть бальнеологических групп. Эту классификацию минеральных вод, используемую и в настоящее время, составили

В. В. Иванов и Г. А. Невраев в 1964 году.

Низкий уровень минерализации

К слабоминерализованной воде относят воду, содержащую до 50-100 мг/дм 3 солей. В такой воде практически нет минералов, и на вкус она неприятна. При длительном употреблении воды с низким уровнем минерализации в организме сбивается обмен веществ, к примеру, в тканях уменьшается содержание хлоридов. Но в тоже время воды с невысокой минерализацией способствуют выведению из почек и мочевого пузыря слизи, песка и даже мелких камней.

Средний и высокий уровни

Большинство питьевых минеральных вод среднеминерализованы, в том числе и ценные углекислые воды.

Воды средней минерализации интенсивно воздействуют на ткани и органы человека, в том числе влияют на работу желчного пузыря и кислотообразование в желудке, на перистальтику кишечника.

Питье такой воды приводит к неблагоприятным отклонениям в здоровье:

Высокоминерализованные воды хороши для приготовления для ванн. Лечебные ванны из рассолов с минерализацией не более 150 г/дм 3 допускается использовать, не разбавляя пресной водой. Воды высокой минерализации находят лишь ограниченное питьевое применение – преимущественно для получения послабляющего эффекта.

Купание в высокоминерализованных источниках

Воды с высоким содержанием солей во время купания или принятия лечебных ванн химически воздействуют на организм, раздражая экстерорецепторы кожи. Внутрь организма также проникают некоторые ионы и микроэлементы, стимулируя интерорецепторы сосудов и внутренних органов. Действие продолжается и после прекращения контакта с высокоминерализованной водой, так как соль остается на коже в виде тончайшего слоя.

Сероводородная вода сочинского курорта «Мацеста» – пример ценного высокоминерализованного лечебного ресурса. Ванны с «огненной водой» Мацесты вызывают покраснение кожи. Кровеносные сосуды расширяются, в организме происходят гемодинамические сдвиги. Улучшение кровотока восстанавливает и нормализует структуру тканей органов и их систем, повышает их функциональную активность.

Другой известный источник высокоминерализованных вод находится на Ближнем Востоке. Воды Мертвого моря, бессточного соленого озера, отличаются самой высокой степенью солености в мире – от 300 до 350‰. Богатая «химия» воды представлена двумя десятками минералов и солей, среди которых хлорид калия, кальция, магния, натрия, бромиды. Обычная морская вода содержит 77% NaCl, но в Мертвом море концентрация хлористого натрия не превышает 25-30%, зато содержание солей магния (хлорида и бромида) достигает 50%. Магний и бром успокаивают расшатанную нервную систему, повышают стрессоустойчивость. Присутствие в лечебной ванне, созданной природой, солей калия и кальция нормализует кровяное давление.

Купание в высокоминерализованной воде при соблюдении рекомендаций врача приносит только пользу и омолаживает организм.

Влияние на антропную среду

Инженерные сооружения и машины

Высокая минерализация воды – настоящее бедствие для инженерных сооружений. Твердые грязно-белые частицы солей кальция и магния откладываются внутри труб, снижая скорость движения воды в коммуникациях. Накипь, нарастающая на нагревательных элементах бойлеров, снижает интенсивность теплообмена, способствует перегреву металлических поверхностей вплоть до поломки оборудования. Отложение солей на теплообменнике ведет к перерасходу топлива и потерям электроэнергии.

Ливневые коммуникации и водопроводы

Растворенные в воде соли кальция, магния, натрия и наличие углекислого газа, могут способствовать как образованию на трубах защитных пленок из нерастворимых карбонатов, тормозящих коррозию, так и появлению негомогенных пленок, ускоряющих разрушение водопровода. Сульфаты увеличивают электропроводность среды, активируя внутреннюю коррозию, а также косвенно способствую биологической коррозии. Хлориды встраиваются на место кислорода в защитную пленку и точечно воздействуют на металл. На металлических поверхностях коммуникаций образуются язвы, возникают течи.

Методы определение минерализации воды

ГОСТ Р 51232-98 отождествляет понятия «сухой остаток» и «общая минерализация». Для определения «сухого остатка» требуется выпарить 1 дм 3 воды и взвесить то, что осталось после этой процедуры, то есть все твердые вещества.

Параметр «сухой остаток» в лабораториях определяют двумя методами – гравиметрическим и кондуктометрическим. Гравиметрический метод предполагает предварительное выпаривание пробы воды, а затем высушивание и взвешивание осадка. Этот метод требует временных затрат, поэтому в лабораториях общую минерализацию чаще всего определяют помощью кондуктометра, измеряя прибором электропроводность воды. Портативный кондуктометр позволяет сделать быстрый вывод о минерализации воды в лабораторных и в походных условиях. Электропроводность воды напрямую зависит от концентрации растворенных солей, ионы которых переносят электрический заряд. Чем больше концентрация в жидкости положительно и отрицательно заряженных частиц, тем выше электропроводность.

Обзор методик по ГОСТу

Для определения сухого остатка по ГОСТ 18164-72 используют две варианта анализа:

Первый вариант предполагает выпаривание порции исследуемой воды на водяной бане, а затем высушивание фарфоровой чашки с осадком до постоянной массы (при t=110 ⁰С в термостате).

Второй вариант определения сухого остатка предполагает добавление к пробе во время выпаривания карбоната натрия (соды).

Гигроскопичные хлориды кальция и магния при повышении температуры подвергаются гидролизу, а кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ тяжело отдают воду, поэтому результаты исследования завышаются. Чтобы получить достоверные данные, к пробе добавляют точно отмеренный объем 1%-го раствора карбоната натрия, по массе в два раза превышающий предполагаемый сухой остаток в пробе воды. В результате кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ превращаются в безводные формы. Дальнейшие действия заключаются в выпаривании чашки с содой, чтобы извлечь воду из кристаллогидратов Na₂SO₄.

Что может ТДС?

Прибор TDS (Total Dissolved Solids) – это измеритель общего количества растворенных в воде частиц солей на 1 миллион частиц воды. По принципу действия TDS – обычный кондуктометр, измеряющий электропроводимость растворов.

Соли, растворяясь в воде, распадаются на ионы, которые электрически заряжены. Чем больше в растворе заряженных частиц, тем выше его способность проводить электрический ток.

Поэтому по электропроводимости раствора можно судить о концентрации солей в нем.

Этим прибором не получится проверить безопасность воды и сделать выводы о ее качестве. TDS-метр «не видит» вещества, растворенные в воде, если растворы этих веществ неэлектролиты. Именно поэтому датчик прибора не зафиксирует присутствие в воде токсичного хлороформа, но просигнализирует о непригодности безопасной минеральной воды проверенного бренда.

TDS-метр незаменим, если надо принять решение о целесообразности установки для очистки воды методом обратного осмоса. Прибором удобно замерить минерализацию поступающей воды и убедиться, что солей много (или мало).

А затем TDS-метр пригодится для определения качества работы системы очистки осмосом. Измерение параметра минерализации воды до фильтра и после него позволят сделать вывод о необходимости замены мембраны.

Расчет сухого остатка

Единицы измерения и формула расчета

Нормы по СанПиН

Минеральная водоподготовка

Повышенная минерализация воды способствует обрастанию трубопроводов и оборудования отложениями кальциевыми и магниевыми солями. Дорогая бытовая техника, контактирующая с высокоминерализованной водой, требует частой очистки, а без должного ухода выходит из строя. Ежедневное употребление воды, насыщенной солями, воздействует на человеческий организм не лучшим образом.

Очистка

В ходе водоподготовки минерализацию воды снижают:

Дистилляция

Суть метода заключается в испарении жидкости при нагревании и последующем ее конденсировании. Чистая вода закипает при 100 ⁰С, затем испаряется, а примеси с другой температурой кипения остаются на стенках испарителя.

Метод непопулярен из-за высокой энергоемкости процесса дистилляции и неизменного нарастания «шубы» из накипи на нагревательных элементах дистиллятора.

Электродиализ

Ионы металлов и кислотных остатков способны двигаться под действием электрического тока в направлении противоположно заряженных электродов. На этой способности основано обессоливание воды методом электродиализа в специальной емкости, разделенной двумя мембранами на три секции. В крайних секциях расположены электроды, которые притягивают к себе заряженные ионы. Катионы и анионы из межмембранного пространства проходят через мембраны к электродам и собираются там, а в межмембранном пространстве остается вода с пониженным уровнем минерализации.

Обратный осмос

Эффективный и экономически выгодный метод удаления солей из воды – обратный осмос. В основе обратноосмотического фильтра – полупроницаемая мембрана, задерживающая практически все примеси, но беспрепятственно пропускающая воду. Минерализованная вода подается на мембрану под давлением, которое создается специальным повысительным насосом. Вода на выходе из фильтра очищается от солей практически на 100 %, при этом неизбежно становится безвкусной.

Поэтому следующим этапом подготовки высокоочищенной воды становится насыщение ее необходимыми минералами.

Обогащение

Процесс обогащения воды минералами происходит в минерализаторе – картридже с насыщенным раствором солей. Минерализатор восстанавливает водно-солевой состав очищенной воды, улучшая ее вкус. Небольшие дозы ионов кальция, магния, натрия подаются в очищенную воду, приближая ее по уровню растворенных солей к природной.

Источник