В какой воде содержится меньше всего солей

В какой воде содержится меньше всего солей thumbnail

Природные воды находятся в постоянном контакте с атмосферой, почвой и недрами земли и представляют собой различающиеся по составу растворы минеральных веществ, газов и органических соединений. На физико-химический баланс водных растворов влияют обитатели растительного и животного происхождения и продукты их жизнедеятельности. Все виды источников содержат растворенные соли, общее содержание которых составляет минерализацию воды. Также его могут называть солесодержанием воды. Меньше растворенных соединений содержат талая и дождевая вода, больше – воды морей и соленых озер. Высокая концентрация ионов солей и органических продуктов в воде изменяет ее вкус на неприятный горький или соленый, влияет на осмотическое давление и водный баланс, что в свою очередь приводит к нарушениям в функционировании важных систем жизнедеятельности организма человека.

Что такое солесодержание в воде и классификация вод

Солесодержание воды – это суммарное содержание в водном растворе минеральных неорганических солей, которое характеризует степень минерализации воды:

  • пресные – менее 1 г/л;
  • солоноватые – 1 – 10 г/л;
  • соленые – 10 – 50 г/л;
  • рассолы – более 50 г/л.

В природных источниках превалируют катионы и анионы Mg2+, Na+, K+, Ca2+, HCO3-, SO42-, Cl-. По соотношению концентраций анионов в воде определяют ее гидрокарбонатную, сульфатную или хлоридную природу, а по преобладающему катиону различают магниевую, натриевую и кальциевую воду. Все ионы даже в незначительных концентрациях оказывают влияние на потребительские качества водного раствора. По этим критериям выделяют четыре типа вод:

  • тип: HCO3- ˃ Ca2+ + Mg2+ (щелочные, мягкие воды; солевой состав представлен соединениями Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, NaHCO3, Na2SO4, NaCl);
  • II тип: HCO3- ˂ Ca2+ + Mg2+ ˂ HCO3- + SO42- (воды большинства рек и озер малой и умеренной минерализованности, содержащие Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, NaCl);
  • III тип: HCO3- + SO42- ˂ Ca2+ + Mg2+, Cl- ˃ Na (воды морей, океанов, соленых озер, содержащие Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaSO4, MgSO4, MgCl2, NaCl);
  • IV тип: кислые с полным отсутствием бикарбонат-ионов (болотные, вулканические, кислые сточные воды).

Нормы солесодержания в водах разного назначения

Нормативно установлены разные ПДК минеральных солей для водных растворов в зависимости от целей использования.

  1. Дистиллированная вода согласно ГОСТ 6709-72 не должна иметь солесодержание более 5 мг/л.
  2. ПДК минеральных веществ в воде для питьевых целей не может превышать 1000 мг/л, что соответствует пресной воде. Электропроводимость такой воды – 2500 мкСм/см при 20°С. Верхний предел в 1500 мг/л допустим в отдельных случаях для частной ситуации с учетом санитарной обстановки в определенном населенном пункте.
  3. В соответствии с нормами ГОСТ Р 54316-2011 степень солесодержания в минеральных природных питьевых водах может находиться в пределах от 1000 до 1500 мг/л.

Солесодержание в воде: ГОСТ, СанПиН

Оценку пригодности водных источников для питьевого водоснабжения проводят в соответствии с правилами, установленными в ГОСТ Р 51232-98, СанПиН 2.1.5.980-00, СанПиН 2.1.4.1074-01. Вода должна быть безопасной, с безвредным биохимическим составом и обладать допустимыми органолептическими параметрами. Для ежедневного питья рекомендовано использовать воду с общим солесодержанием 0,2 – 1 г/л.

Солесодержание питательной воды котлов

Допустимое солесодержание питательной воды современных паровых котлов устанавливает ГОСТ 20995-75. В установках барабанного типа допустимое максимальное солесодержание котловой воды должно быть таким, при котором котел продуцирует требуемое количества пара. При этом допустимое солесодержание химически обработанной воды, являющейся частью питательной воды (остальная часть – турбинный и производственный конденсаты), зависит от доли такой воды в общем растворе.
На электростанциях теплофикационного типа, вырабатывающих кроме электрической, тепловую энергию, потери пара и конденсата могут достигать существенных величин. По этой причине добавляемая в питательную воду химически обработанная вода должна быть с низким солесодержанием.

Еще более чувствительны к солесодержанию питательной воды барабанные котлы сверхвысокого давления, когда пар приобретает значительную способность к растворению различных солей. Становится необходимым сводить к минимуму содержание ионов в котловой воде. В этом случае применяют глубокое обессоливание добавляемой в питательную воду химически обработанной воды.

Для прямоточных котлов солесодержание котловой воды должно быть минимальным, равноценным высококачественному дистилляту, поскольку практически большая часть солей попадает в пар, идущий на турбину.

Возникает также необходимость глубокого обессоливания турбинного конденсата в случаях неудовлетворительной плотности конденсаторов турбин на электростанциях высокого и сверхвысокого давления.

Солесодержание воды и сухой остаток: в чем разница

Сухой остаток показывает суммарное содержание в воде растворенных минеральных и органических веществ. Увеличение значения этого показателя свидетельствует о повышенной вероятности появления взвеси либо выпадения осадка.

Минеральный состав воды определяется концентрацией и соотношением растворенных в ней солей, т.е. содержащихся неорганических катионов и анионов. В практическом применении большое значение имеют катионы H+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, K+, Na+, Mn2+, Al3+, Cu2+ и анионы OH-, Cl-, SO42-, HCO3-, SiO32-, PO43-, NO2- и NO3-.

Требования к минеральному составу воды определяются отраслевыми технологическими регламентами, так как присутствие и концентрация солей отражается на скорости протекания технологических процессов и отдельных стадий производства.

Оценить солесодержание можно прокаливанием выпаренного содержимого пробы воды, когда органические соединения распадаются, и остается чистая минеральная составляющая осадка.

Методы определения солесодержания воды

Солесодержание водного раствора определяют методом кондуктометрии или гравиметрии.

Как определить солесодержание воды с помощью кондуктометрии

Кондуктометрия позволяет определить солесодержание в воде по электропроводности- цифровом выражении способности воды проводить электрический ток. Электрическая проводимость воды зависит от концентрации растворенных солей и температуры. Больше всего на этот показатель влияют K+, Ca2+, Mg2+, Na+, SO42-, Cl-, HCO3-. По значениям электропроводимости можно приближенно судить об общем солесодержании в воде.

Определение солесодержания воды гравиметрическим методом

Гравиметрический метод точнее показывает общее содержание минеральных веществ в воде. Методики и порядок проведения химического анализа устанавливает ГОСТ 18164-72. Пробу воды подвергают испарению на водяной бане. После удаления видимой воды фарфоровую посуду с сухим составляющим сушат в термостате при 108 – 111°С до постоянной массы.

Солесодержание воды высчитывают по отношению разности массы чашки с оставшимся после прокаливания содержимым и массы пустой посуды к объему пробы воды, взятой для анализа. MgCl2, CaCl2 гигроскопичны и подвергаются гидролизу во время нагревания, кристаллогидраты CaSO4, MgSO4 трудно отдают воду, что меняет результаты исследования в сторону завышенных показателей.

Для уменьшения влияния этих эффектов на конечный результат к пробе во время выпаривания добавляют химически чистый Na2CO3. В результате CaSO4, MgSO4 переходят в безводные CaCO3, MgCO3. Воду из кристаллогидратов Na2SO4 удаляют сушкой при 140 – 190°С.

Как снизить солесодержание воды

Результаты химического анализа по определению общего солесодержания обуславливают выбор способа избавления водного раствора от минеральных ионов по степени извлечения: обессоливание либо опреснение. В первом варианте солесодержание снижают до показателей дистиллированной воды, во втором – до ПДК для питьевого водоснабжения.

Методики снижения солесодержания в воде разделяют на два типа:

  1. с изменением агрегатного состояния (дистилляция, нагревание раствора выше критической точки (350°С), заморозка, газогидратная методика);
  2. с сохранением жидкой водной фазы (электродиализ, ионообменный метод, экстрагирование, обратный осмос).

При показателе общей минерализации 1,6 – 2,1 г/л рекомендуется применять ионообменный метод обессоливания, более 9 г/л – дистилляцию, замораживание или обратный осмос, 2,3 – 12 г/л – электродиализ, гиперфильтрацию.

Как уменьшить солесодержание в воде с помощью обратного осмоса

Одним из эффективных и удобных в применении методов снижения солесодержания воды является обратный осмос. Водные растворы проходят через полупроницаемые мембраны, оставляя на них практически все находящиеся в водном растворе вещества. Обратноосмотические установки отличаются простотой обслуживания, хорошей производительностью и экономичностью.

Основные компоненты – насосы и картриджи с полупроницаемыми мембранами. Аппараты могут быть адаптированы для обслуживания предприятий, мест общепита, или представлять собой компактные установки для снижения солесодержания в специальном помещении или квартире под раковину.

В качестве исходного сырья для производства мембран используют полимеры, пористое стекло, металлизированную фольгу, графит. По типу мембран обратноосмотические установки бывают с плоскими камерами, трубчатыми элементами, полыми волокнами, рулонные. Для опреснения морской воды используют специальные мембраны, способные выдерживать высокое давление.

Что важно учесть, при работе обратного осмоса с высоким солесодержанием в воде

  • Чтобы продлить эксплуатационный срок мембране, следует установить предварительный угольный фильтр для очистки приходящей воды от грубых взвешенных частиц и органических соединений, содержащих Сl. Концентрация примесей на входе в мембрану не должна быть выше 0,55 мг/л.
  • Установка минерализующего картриджа позволяет насытить воду потерянными на мембране минеральными компонентами, но в нужном количестве и полезными соединениями Ca, Mg, K, Na.

Мы знаем, как снизить солесодержание воды

Повышенное солесодержание в котловой и питьевой воде доставляет трудности использования этой воды. Для опреснения морской воды и получения дистиллированной применяют обратный осмос. Мы готовы предоставить установки обратного осмоса различной комплектации, мощности и производительности. Подбор картриджей осуществляем исходя из физических и биохимических показателей проб воды, взятых с объекта, после проведения соответствующих анализов.

Получить ответы на интересующие вопросы по снижению солесодержания и других примесей с помощью методики обратного осмоса, и оформить заказ на оборудование можно по телефону 8-499-391-39-59 или электронной почте info@diasel.ru. Сделать заказ также можно через форму обратной связи на сайте.

Источник

Установленные стандарты питьевой воды

Анализ стандартов питьевой воды проводили Соединенные Штаты, Канада, Всемирная Организация Здравоохранения (WHO) и Европейское Сообщество (EC).

Никто из них не определил минимальные пределы или оптимальные показатели наличия солей в воде. США рекомендовали, чтобы максимальный уровень был 500 мг/л, канадская директива предлагает меньше чем 1,000 мг/л, и максимально допустимая концентрация солей по EC является 1,500 мг/л (для “сухих остатков”). Стандарты EC также устанавливают минимум для кальция (уровень гида 100 мг/л) и магния (уровень гида 30 мг/л и максимально допустимая концентрация – 50 мг/л), и минимума для жесткости (минимальная необходимая концентрация для смягченной воды 60 мг/л), и щелочности (минимальная необходимая концентрация для смягченной воды 30 мг/л). Однако нет никаких документальных критериев здоровья для этих показателей. Эти цифры перечислены как примерные показатели для систем водоснабжения, то есть, предложены параметры, чтобы устанавливать количество этих элементов в муниципальной магистрали распределения. Кальций, магний, жесткость, и условия щелочности не самые важные элементы, чтобы судить о безопасности питьевой воды.

Естественный контроль минералов в человеческом организме

Для лучшего понимания влияния воды с низким содержанием солей (TDS) на человеческий организм, нужно понять механизм человеческого организма в этом отношении. Гомеостаз является поддержкой статических или постоянных условий в теле. Этот природный процесс контролирует концентрации воды и минералов в жидкостях тела внутри сосудов с внешней и внутренней стороны всех клеток в органах и тканях тела. Почки являются самыми важными в поддержании постоянных концентраций иона (включая натрий, калий, кальций, и т.д.) через устранение и реабсорбцию. В гомеостаз тело включается как внеклеточные (плазма), так и внутриклеточные жидкости. Концентрация ионов натрия выше с внешней стороны стенки клетки (приблизительно в 10 раз, чем с внутренней стороны) и концентрация ионов калия выше с внутренней стороны клетки (приблизительно в 15 раз, чем c внешней стороны клетки). Общая концентрация всех растворенных веществ выражена как миллиосмол на литр (мосм/л), которая имеет отношение к осмотическому давлению, управляющему водой через полупроницаемые стенки клеток. Осмотическое равновесие в жидкостях соответствует 300 мосм/л. Когда концентрация растворенных веществ выше с одной стороны стенки клетки и ниже с другой, вода двигается через стенку клетки от малой концентрации растворенного вещества к высокой, до уравнивания осмотического давления (осмос). Любое изменение от нормальной концентрации с одной или с другой стороны клетки корректируется в течении одной минуты транспортировкой воды через стенки клетки до необходимой нормы. Около 30 минут необходимо для достижения равновесия во всем теле. Если в нормальной питьевой воде в среднем около 300 мг/л TDS, тогда его средняя осматика 10 мосм/л (считали по NaCl ). Осматика нормальной питьевой воды далека от осмотического равновесия жидкости, составляющего 300 мосм/л. Так, свойства маломинерализованной воды (

Литературный обзор

В течение 12 месяцев, были проведены поиски подобных исследований в литературе. Для этого искали доклады и обзоры, которые могут иметь ценность, чтобы сделать научно обоснованные выводы о вреде потребления воды с низким TDS. Итоги этих поисков приведены ниже:

  • Запрос экспертного доклада американским доктором Ли Т. Розеллом, и доктором Рональда L. Васеном Приложения к докладу, подготовленному двумя русскими исследователями Г.И. Сидоренко и Ю. А Рахманиным для Всемирной Организации Здравоохранения в 1980 об общем подходе к опреснению воды.
  • Письма, отосланные различным экспертам и информированным сторонам, включая запросы, посланные Всемирной Организации здравоохранения (WHO), американскому Военно-морскому министерству.
  • Всесторонний поиск в медицинской литературной базе данных Медлайн статей, связанных с водой с низким содержанием солей и гомеостазом.
  • Поиск базы данных AWWA WATERNET для статей с ключевыми словами, “вода с низким TDS”, “вымывание солей”, и т.д. (ни одной статьи не было найдено.)
  • Обзор изданной литературы относительно уровней TDS во всем общественном водоснабжении.

Обзор литературы показал: в западной научной литературе найдено очень мало информации о вредном влиянии потребления воды с низким TDS на человеческий организм. Доклад “Директивы по влиянию обессоливания воды на здоровье”, подготовленный в 1980г. советскими учеными Г.И.Сидоренко и Ю.А.Рахманиным и представленный во Всемирную Организацию Здравоохранения, содержит Приложение на шести с половиной страницах. Данный литературный поиск не дал официальный перевод статей, опубликованных в том приложении. В Приложение описано, что потребление воды с менее чем 100 мг/л солей нарушает баланс воды/соли в организме, провоцируя вымывание натрия, калия, хлорида, и ионов кальция из тела животного или человека, тем самым, провоцируя изменения в механизме гомеостаза. Это приложение было рассмотрено учеными, включая доктора Ли Розелла и доктора Рональда Л. Васена.

Доктор Розелл суммировал этот доклад:

Данные заключений, полученных в Приложении 8, во Всемирной Организации Здравоохранения (WHO) неофициальные, не убедительны с научной точки зрения. Не был обозначен объем воды, потребляемой в день, не было определено и время проведения эксперимента на человеке (один год для крыс). Физиологические изменения, очевидно, были основанными на исследованиях крысы и собаки. Для собак, те же самые физиологические изменения были при употреблении воды, содержащей 50 мг/л и 1,000 мг/л. Выведение минимального TDS 100 мг/л является запутывающим и таким образом не очень убедительным.

Доктор Уотэн рассмотрел это с медицинской точки зрения и написал следующее:

“Этот доклад освятил наблюдения относительно особенностей органолептической воды (то есть оценка потребителя вкуса, аромата, и цветных качеств), чтобы подчеркнуть точную, физиологическую жажду, уменьшающуюся с определенными уровнями TDS. Особенности органолептики вряд ли определят, здоров ли данный водный источник или что впиталось именно нужное количество воды. В докладе говорится о том, что вода, вышедшая с потом должна быть восполнена не простой чистой водой, а водой с солью. Кто не согласился бы с этим заключением? Нет никакого волшебного решения; нужно выпить то, что является соответствующим обстоятельству. Потеря жидкости во время спортивных тренировок или при жаре никак не связана с использованием обычной чистой воды для питья и приготовления пищи, все полезные вещества и соли мы получаем при обычном рационе питания. В нормальной ежедневной деятельности солей и полезных веществ мы получаем из нашего рациона питания намного больше чем из воды. Короче говоря, человеческое тело – это не медная труба, которая “выщелачивается” в присутствии очищенной воды. В этом плане доклад Вина вводит в заблуждение. Кроме того, в нормальном человеческом урегулировании, такая вода часто объединяется с другими элементами (например, кофе, чай, фруктовые соки, безалкогольные напитки, и т.д.), которые поднимают его TDS до потребления. Но, даже если TDS не поднят внешними источниками, уровень солей восполняется через слюну и желудочный сок. Я пришел к выводу, что физиологические данные были использованы некорректно. Я никогда не слышал, что печень является складом соли, которая будет выпущена, чтобы поднять уровень соли в сосудах. Я думаю это утверждение нелепо. Литература, процитированная здесь, была неверно истолкована. Соль во всех сосудах тела человека перераспределяет двунаправлено в попытках возместить излишки или недостатки во внеклеточных жидкостях”.

Следующие ответы были получены от экспертов в различных областях: когда связались в начале 1992 года с автором, доктором Галал-Горшевым из WHO, он опроверг заключение документа: “По поводу ссылки, сделанной в вашем письме, в декабре ( 1991), адресованной доктору Ворнеру, на возможность влияний питьевой воды, содержащей низкий уровень полностью растворенных солей. Мы не имеем информации, что такая вода будет оказывать неблагоприятные воздействия на минеральный баланс”.

Подпись Горшев.

Руководитель подразделения оценки рисков для человека Управления по охране окружающей среды США доктор Э.В.Оханиан написал – “Питьевая вода поставляет множество полезных веществ, которые являются важными для человеческого здоровья. Однако, питьевая вода – обычно незначительный источник этих веществ. Правильное питание – главный источник важных питательных элементов.

Анализ полученной информации

Не было найдено никаких научных данных, доказывающих, что потребление воды с низким TDS будет приводить к нарушению здоровья. В тоже время нашли очень много информации, говорящей, что вредных последствий не будет. Военно-морской флот США использует дистиллированную воду для употребления в течении 50 лет. Эта питьевая вода содержит обычно менее 3 мг/л TDS. Экипаж на подводных лодках обычно употребляет эту воду ( нехлорированную) непрерывно в течении нескольких месяцев. Представитель ВМФ утверждал, что употребление воды с низким TDS в течении всех лет не вызывало никаких проблем со здоровьем ( напр. диарея). ВМФ США официально признало употребление питьевой дистиллированной воды в 1972 году, когда главный врач ВМФ определил, что потребление дистиллированной воды не является вредным.

Во всем мире миллионы людей употребляют воду со значением TDS ниже 100 мг/л. В таблице показаны города США, в которых питьевая вода имеет уровни TDS ниже 100 мг/л. За многие годы не было жалоб на ухудшение здоровья, связанное с употреблением такой воды.

Точные данные трудно получить из-за сезонных изменений, использования смешанной воды из многих источников, и изменений источников. Однако, о следующих уровнях сообщили:

  • Бостон, 64 мг/л
  • Портленд, 23 мг/л
  • Балтимора, 89 мг/л
  • Озеро Тахо, Калифорния 50-64 мг/л
  • Сан-Франциско, Калифорния 27-154 мг/л
  • Сиэтл, 34-47 мг/л
  • Денвер, 39-216 мг/л
  • Нью-Йорк, 41-283 мг/л

В дополнение к этим данным, тысячи частных колодцев, так же как многочисленные маленькие муниципальные системы в США, производят воду с низким TDS. Не было ни одной жалобы на здоровье из-за воды. Тысячи систем очистки воды, снижающих TDS, были проданы в Соединенных Штатах в течение многих десятилетий.

В Монреале, сравнили исследования желудочно-кишечных болезней двух групп людей: одна потребляла воду из под крана, то время как другая потребляла обратноосмотическую воду. В группе, потреблявшей воду из-под крана, процент желудочно-кишечных инфекций был выше.

Заключение

Употребление воды с низким содержанием солей (TDS), природного происхождения или полученной в процессе обратного осмоса, не приводит к вредным последствиям в человеческом организме. Это основано на следующих пунктах:

  • Ни одна организация здравоохранения в мире не имеет точно установленных минимальных требований к составу солей в воде.
  • Собственный механизм контроля организма, такой как гомеостаз и внутренние секреции тела держат в строгом контроле состав жидкостей организма не зависимо от TDS питьевой воды у здорового человека при нормальных условиях.
  • Ни в одном из научных трудов не описаны вредные последствия для человеческого организма от употребления воды с низким содержанием солей (TDS)
  • Миллионы людей регулярно потребляют воду с низким значением TDS натурального происхождения без признаков ухудшения здоровья.

Источник