Вода и жизнь на Земле

Новиков Юрий Федорович

В природной воде содержатся минеральные соли. Вода считается хорошей, если минерализация не превышает 1000 мг/л. Воды с большим содержанием солей относятся к соленым и не пригодны для питья. Очень малая минерализация воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает вкус воды, а лишенная солей (дистиллированная) вода вообще считается вредной. Она способна нанести здоровью человека непоправимый ущерб (нарушается пищеварение и деятельность внутренней секреции).

ГОСТ 2874—73 отличается от прежнего еще и тем, что выделяет в отдельную группу химические включения, которые раньше всего обнаруживают органы чувств — обоняние, зрение. Так, микрочастицы меди придают воде некоторую мутность, железа —

красноту. Однако повышенное содержание солей железа в воде придает ей неприятный болотистый вкус. После стирки в такой воде на тканях остаются ржавые пятна. Такие же пятна появляются на посуде, раковинах и ваннах. Допустимое содержание железа в воде — до 0,3 мг/л.

В малых концентрациях медь обнаруживается в подземных водах. Она не является кумулятивным ядом. Концентрация меди 1,5 мг/л ощутима на привкус. Предельно допустимая концентрация принята на уровне 1 мг/л.

В природных подземных водах цинк встречается в небольших концентрациях. Суточная потребность цинка не превышает 18 мг. Хронические отравления цинком не известны. При концентрации цинка 30 мг/л вода приобретает молочный вид, при 10 мг/л — она мутная. Металлический привкус исчезает при 5 мг/л. Эта концентрация является предельно допустимой.

Иногда в питьевой воде встречается много солей соляной и серной кислот (хлориды и сульфаты), придающие воде соленый и горько-соленый привкус. Употребление такой воды приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, содержащая более 350 мг/л хлоридов и более 500 мг/л сульфатов, считается неблагоприятной для здоровья.

С содержанием в воде солей кальция и магния тесно связано другое ее качество — жесткость. Вода, сильно насыщенная солями, причиняет много неудобств: в ней труднее развариваются овощи и мясо, уменьшается их питательная ценность, при стирке увеличивается расход мыла, накипь портит чайники и котлы, засоряет водопроводные трубы.

Высокая температура воздуха в жарком климатическом поясе приводит к усилению влагоотдачи внепочечным путем (потение, саливация), к обезвоживанию организма, а следовательно, и к повышению концентрации мочи, что, в свою очередь, может способствовать камнеобразованию. Вода повышенной жесткости распространена именно в южных районах страны. Эксперименты показали, что потребление жесткой питьевой воды животными, содержащимися в условиях повышенной температуры внешней среды (30°), вызывает еще большее увеличение камнеобразования у подопытных животных.

Избыточное содержание в питьевой воде солей кальция и магния нарушает каллоидно-кристаллоидное равновесие мочи и способствует возникновению мочекаменной болезни. В реальных жизненных условиях заболевание мочекаменной болезнью чаще всего, вероятно, вызывается не какой-либо одной причиной, а несколькими. Однако солевой состав питьевых вод — один из факторов, способствующих развитию этой болезни.

Таким образом, жесткость питьевой воды на уровне 7 мг*экв/л не вызывает возражений. Исследования показали, что употребление воды с жесткостью на уровне 7 и 10 мг*экв/л не оказывает влияния на липидный обмен при длительном введении холестерина и, следовательно, не может способствовать развитию атеросклеротических изменений артерий. Допустимый уровень общей жесткости равен 7 мг*экв/л (А. А. Гаголи, 1972 г.).

В природных подземных водах марганец содержится в виде бикарбонатов и других хорошо растворимых солей. Вместе с тем перманганат калия (KMnO ₄) применяют в практике водоснабжения как реагент: он хорошо устраняет посторонние привкусы и запахи, обусловленные различными органическими соединениями, а также снижает содержание железа и марганца. Перманганат

калия употребляют и как альгицидное средство, обеспечивающее гибель водорослей, которые забивают фильтры или вызывают появление запахов и привкусов в воде. Помимо дезодорирующего и альгицидного действия, перманганат калия проявляет бактерицидный эффект.

В технологическом процессе семивалентный марганец переходит в двухвалентную и четырехвалентную форму. Четырехвалентный марганец практически нерастворим в воде и задерживается на фильтрационных установках, а остаточные количества двухвалентного марганца могут обнаруживаться в питьевой воде.

Изучение влияния семивалентного иона марганца на органолептические свойства воды вскрыло ведущий признак в этом отношении — изменение окраски воды. По этому признаку пороговой, определенной в столбе воды высотой 20 см, является концентрация перманганата калия 0,1 мг/л. При концентрации марганца в воде 0,5 мг/л опущенная в нее ткань после стирки приобретает слабо выраженный коричневый оттенок. При концентрации 0,1 и 0,05 мг/л разницы между контрольными и обработанными образцами ткани не было. Допустимое остаточное количество марганца в воде при полном переходе из семивалентного состояния в четырех- и двухвалентное и с учетом его неблагоприятного действия на белье не должно превышать 0,1 мг/л (по иону Mn).

Токсичность марганца не зависит от валентности иона. Недействующей концентрацией всех соединений марганца (по влиянию на здоровье людей) является концентрация 2 мг/л в пересчете на ион Mn. Более высокие концентрации марганца вызывают изменения со стороны высшей нервной деятельности, усиливают накопления фосфора в костях, уменьшая его выделения с мочой. Кроме этого, происходит снижение активности ферментов холинэстеразы и церулоплазмина крови. При цитогенетических исследованиях обнаружено увеличение процента митотической активности клеток костного мозга (C. А. Шиган, Б. Г. Витвицкая, 1971).

На водопроводных станциях в качестве коагулянта широко применяется сернокислый алюминий. При коагуляции избыточными дозами этого коагулянта мутность воды может возрастать. При содержаний остаточного алюминия в воде на уровне 0,5 мг/л мутность воды не изменяется. Избыточные концентрации алюминия придают воде неприятный вяжущий привкус. Пороговые концентрации определены на уровне 0,6–0,8 мг/л.

Пороговая концентрация, установленная по изменению вкуса воды, для хлористого алюминия равна 0,5 мг/л по Al. Эта же концентрация не изменяет прозрачность воды. Предельно допустимая концентрация остаточного содержания алюминия в питьевой воде равна 0,5 мг/л (А. А. Петина, 1965 г.).

Для защиты водопроводных труб от коррозии и умягчения жестких вод применяются гексаметафосфат и триполифосфат натрия. При внесении в водопроводную воду указанных веществ в ней образуются малорастворимые соединения кальция и магния, которые сорбируются отлагающимися на стенках труб коррозионными образованиями, в результате чего последние уплотняются и изолируют металл от воды.

Гексаметафосфат и триполифосфат натрия в концентрациях, которые предполагается использовать для постоянной обработки питьевой воды (10–20 мг/л), не влияют на ее запах, привкус, цветность и активную реакцию. Оба вещества в концентрации выше 5 мг/л при нагревании и кипячении водопроводной воды образуют стойкую муть. Вещества не обладают выраженной токсичностью и кумулятивными свойствами. Лимитирующий показатель вредности гексаметафосфата и триполифосфата натрия при нормировании их в питьевой воде — органолептический: образование мути при нагревании. В качестве гигиенического норматива принята концентрация обоих веществ на уровне 3,5 мг/л.