COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF TAP AND BOTTLED WATER

Full Text

Актуальность. В настоящее время из всех мировых запасов пресной воды 20 % находится на территории России. Но только 1 % поверхностных источников питьевого водоснабжения соответствует нормативам первого класса качества [1]. Большинство учёных и экспертов по водным ресурсам утверждают, что в ближайшем будущем из всех мировых проблем на первое место выйдет вопрос о питьевой воде, а не проблема газа, угля и т. д. К 2050 г. может наступить точка невозврата по очистке питьевой воды. По данным Регионального информационного фонда, в Воронеже 245 тысяч человек пьют воду, которая не отвечает гигиеническим нормативам по марганцу и 168 тысяч - по железу. В рамках выполнения муниципальной программы «Питьевая вода» проводятся проектные работы по применению новых технологий очистки воды от железа и марганца, однако на практике, вода остается «условно-доброкачественной». Некоторые участки центральных водопроводных систем не менялись с послевоенных времён, и это ещё один показатель качества воды. По данным гидрогеологов ВГУ ежегодно в Водохранилище сбрасывается ≈ 170 млн. м3 воды, из которых более 76 млн. - недостаточно очищенных. В городе имеется около 70 ливневых стоков, по которым в Водохранилище попадают вообще неочищенные сточные воды, учитывая, что используются в городе поверхностные воды для водоснабжения, так как основные водозаборы расположены по берегам водохранилища [2]. В июле 2019 года Счётная палата России подготовила отчёт «Мониторинг хода реализации мероприятий национального проекта «Экология», в котором сообщалось, что более четверти продаваемой в России питьевой воды является подделкой. В результате все больше жителей России вынуждены искать способы преодоления этой проблем за счет использования бутилированной воды или бытовых фильтров. В связи с этим, в данной работе поставлена задача провести анализ водопроводной воды Левобережного и Центрального районов г. Воронежа, после очистки бытовыми фильтрами «Аквафор» и «Барьер», бутилированную воду «Барьер» и «Bonaqua», так как по данным Росконтроля иногда водопроводная вода лучше, чем бутилированная и вода из специальных автоматов, загруженных артезианской водой. В работе [3] выделена группа элементов, для которых, на основании медико-биологических исследований, установлены так называемые рекомендуемые концентрации, поступающие в организм с водой. К их числу относятся, например, кальций, магний, калий, железо, марганец и другие элементы. На основании этих концентраций может быть установлен диапазон концентраций элементов в воде, который наиболее полно отвечает потребностям организма. Наряду с оптимальными, могут быть выделены дефицитные и избыточные концентрации. Избыточные концентрации могут быть подразделены на допустимые и недопустимые, приносящие явный вред здоровью человека. В связи с этим нами подвергались анализу макрокомпоненты, и в особенности кальций, влияющий на образование твердых солей в организме человека. Материал и методы исследования. В исследуемой воде определялись титриметрическим методом следующие показатели: общая жесткость воды [4], содержание ионов кальция [4], содержание ионов магния [4], перманганатная окисляемость [5], содержание иов железа Fe3+ [6]. Перечисленные показатели определяли в водопроводной воде Центрального района, который обслуживается самой мощной водонапорной очистительной установкой села Чертовицы и Левобережного района, где стоит дезодоратор с очистными сооружениями. Дезодоратор позволяет очищать воду от примесей марганца и железа. Кроме того, для анализа использовали воду после очистки бытовыми фильтрами «Аквафор» и «Барьер», бутилированную воду «Святой источник» и «Bonaqua», и воду из специальных автоматов, загруженных артезианской водой. Каждое определение повторялось 2-4 раза, так как показатели отличались незначительно, использовали среднее значение без статобработки. Полученные результаты и их обсуждение. Жесткость воды - это наиболее распространенная проблема качества воды. Жёсткость - это совокупность свойств, зависящих от содержания в воде солей щёлочно-земельных металлов (Ca, Mg, Sr), а также марганца, бария и железа. Жёсткая вода ухудшает состояние волос и кожи головы, а ещё нерастворимые соли накапливаются в разных частях организма, приводя к образованию камней в почках, мочевом и желчном пузыре, закупориванию сосудов. Исследования в 253 городах Великобритании показали высокую корреляцию между жесткостью воды и инсультом и ишемической болезнью сердца, причем статистически достоверная связь обнаружена для жесткости и содержания кальция. По российским СанПиН нормой считается показатель жёсткости до 7 градусов (или 7 ммоль/л) [4]. Высокая жёсткость характерна в бòльшей степени для подземных вод, а не для поверхностных (табл. 1). Таблица 1 Сравнительные показатели жесткости, содержания ионов кальция и магния в артезианской и бутилированной воде Жесткость, ммоль/л Са2+, ммоль/л Са2+, мг/л Mg2+, ммоль/л Mg2+, мг/л Fe3+, мг/л Окисляемость, мг О2/л Вода артезианская 2,6 0,9 36,07 1,7 41,34 0,1 3,0 Вода бутилированная «Святой источник» 3,4 1,2 48,1 2,2 53,5 0,1 0,4 Вода бутилированная «Bonaqua» 3,0 0,85 34,07 2,15 52,3 0,1 0,6 Результаты показали, что самая высокая жесткость водопроводной воды в Левобережном районе приближенная к верхней границе нормы (табл. 2). По стандарту допустимая жесткость воды 2,5-7 ммоль/л, что, вероятно, связано с промышленными предприятиями. Основной метод борьбы с жесткостью воды - это ее умягчение. Значительно смягчается водопроводная вода, пропущенная через фильтр «Аквафор» на 70%, почти в 2 раза, что делает воду мягкой и приводит к недостатку ионов кальция и магния - микроэлементов, необходимых организму. В меньшей степени справляется с умягчением воды фильтр «Барьер». Для выполнения работы использованы фильтры разных наименований, но с одинаковым режимом работы. Жесткость воды создается, в первую очередь, ионами Са2+ и Mg2+, в связи с этим следующим этапом наших исследований - количественное их определение. Таблица 2. Сравнительные показатели жескости, содержания ионов кальция и магния в водопроводной воде до и после очистки филитрами Вода водопроводная (Левобережный район г. Воронежа) Вода водопроводная (Центральный район) Наименование воды До очистки После фильтра «Аквафор» До очистки После фильтра «Барьер» Жесткость, ммоль/л 6,0 1,8 5,0 4,4 Степень очистки 70 % 32 % Са2+, ммоль/л 1,1 0,7 2,4 0,8 Са2+, мг/л 44,09 28,06 96,19 32,06 Степень очистки 36,4 % 66,7 % Mg2+, ммоль/л 4,9 1,1 2,6 2,6 Mg2+, мг/л 119,17 26,75 63,23 63,23 Степень очистки 77,55 % 0 % Fe3+, мг/л 0,3 0,2 0,2 0,1 Степень очистки 33,3% 50% Окисляемость, мг О2/л 2,8 1,8 2,3 2,1 35,3 % 6,5 % ПДК: Са2+ - не менее 30 мг/л (0,75 ммоль/л) и не более 130 мг/л (3,5ммоль/л); Mg2+ - 10 - 85 мг/л (0,417-3,54 ммоль/л) [4]. Результаты показали значительное содержание Mg2+ в водопроводной воде Левобережного района, значительно снижает содержание ионов магния фильтр «Аквафор», что согласуется и с его эффективным умягчением воды. Магний и кальций поступают в организм человека преимущественно в составе питьевой воды. Магний является важнейшим внутриклеточным элементом. Нормальный уровень магния в организме необходим для обеспечения многих жизненно важных процессов; магний укрепляет иммунную систему. Однако, при употреблении жестких питьевых вод нарушается процесс всасывания жиров в кишечнике, что обусловлено образованием кальций-магниевых нерастворимых мыл при омылении жиров. Избыточное количество магния приводит к дефициту кальция и фосфора. Форма магния, который поступает в организм с водой, характеризуется высокой степенью бионакопления, чем магний из продуктов питания. Предполагают, что содержание магния в питьевых водах может быть решающим для тех людей, которые потребляют его в незначительных количествах с продуктами питания, но пьют воду с высоким содержанием магния. Выявлена связь между содержанием магния в воде и сердечной мышце, в скелетной мышце и коронарных артериях. Окисляемость воды - это показатель содержания в воде органических и минеральных веществ, выражается количеством кислорода в мг для окисления 1 л воды. Чем выше окисляемость воды, тем больше в ней находится продуктов разложения живой и неживой природы. Органические вещества в чистом виде не представляют угрозы для здоровья и жизни человека, но они крайне вредны при взаимодействии с железом и марганцем, так как данный состав с трудом поддается фильтрации, препятствует дезинфекции и образует побочные продукты, негативно влияющие на пищеварительную и эндокринную системы человека. Поэтому одновременно с перманганатной окисляемостью определяли содержание Fe3+. В нормативных таблицах СанПиН норма содержания железа в питьевой воде суммарно в предельных концентрациях не должна превышать 0,30 мг/л [5], ЕС-директива - более строгий норматив - не более 0,20 мг/л. Доктор геолого-минералогических наук, профессор ВГУ Виктор Бочаров считает региональной «болезнью» - повышенное содержание тяжёлых металлов, прежде всего, железа. Норма для воды питьевого назначения - 0,1 мг/л. Поверхностные воды практически нигде не используются для водоснабжения, если не считать Воронежа, где основные водозаборы расположены по берегам водохранилища. По данным гидрогеологов ВГУ [7] главной проблемой Воронежа является загрязнение воды железом и марганцем - это элементы 3-го класса опасности: при выходе из подземных скважин содержание железа в воде выше ПДК в 20 раз, марганца - в 6 раз. По литературным данным [8] избыток железа в воде негативно влияет на человеческий организм. Излишне полученный металл не только не усваивается, но и полностью не выводится из пищеварительной системы. Происходит его накопление во внутренних органах, которое постепенно перерастает в различные заболевания. К 50 годам у человека появляются нервные патологии, затрудняется работа мозга, хуже работают суставы, может развиться сахарный диабет. При продолжительном употреблении воды, которая содержит более 0,2 мг/л железа, может увеличится риск инфаркта, а также это может повредить репродуктивные функции. Норма перманганатной окисляемости - не более 5,0 мгО2/л Н2О (при t = 250С) [5]. Результаты наших исследований показали, что даже очищенная фильтром «Аквафор» вода содержит повышенное содержание ионов железа. Несколько обнадеживающие результаты обнаружены по определению перманганатной окисляемости, которая находилась в пределах нормы и снижалась при использовании фильтров, по окисляемости воды артезианская вода имеет самый высокий показатель. Анализы питьевой воды очень важны с учетом загрязнения окружающей среды и исследования факторов риска сердечно-сосудистых болезней, с целью оценки значимости широкого спектра показателей качества воды. Выводы. Водопроводная вода Левобережного и Центрального районов отличается по определяемым показателям, хотя все показатели, кроме повышенного содержания Fe3+и Mg2 +, находятся в пределах нормы. Используемые фильтры очистки воды работают, однако «Аквафор» более эффективен. Наиболее тревожный компонент водопроводный воды Fe3+ остается завышенным даже после использования фильтров.

About the authors

N M Ovechkina

Voronezh State Medical University

V M Klokova

Voronezh State Medical University

V A Poplevina

Voronezh State Medical University

V M Vasileva

Voronezh State Medical University

References