Юрий Лизунов - Гигиена водоснабжения. Учебное пособие

Цветность – это показатель качества, характеризующий интенсивность окраски воды и обусловленный содержанием окрашенных химических соединений. Количественно цветность выражается в градусах платино-кобальтовой (хромово-кобальтовой) шкалы. Доброкачественная питьевая вода должна быть бесцветной, т. е. иметь не более 20° цветности.

Цветность природных вод обусловлена, главным образом, присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа, которые окрашивают воду обычно в желтовато-бурый, а при большом их количестве даже в коричневый цвет. Зеленовато-голубую окраску придают воде соли закиси железа и свободная сера, образующаяся в результате окисления сероводорода (в Тбилиси – в банях, в Пятигорске – в санаториях); темный цвет – марганцовые соединения; красный оттенок – сульфобактерии. Сточные воды промышленных предприятий могут окрасить воду в любой цвет в зависимости от химической природы красителя.

Окраска воды, связанная с наличием гумусовых веществ и гидрата окиси железа, вреда для организма не представляет, тем не менее она нежелательна, так как, кроме неприятного эстетического чувства, нередко сопровождается ухудшением ее органолептических свойств. Высокая цветность воды в водоемах снижает содержание растворенного кислорода, который расходуется на окисление соединений железа и гумусовых соединений. Кроме того, гуминовые вещества являются предшественниками образования вредных побочных продуктов хлорирования воды (тригалометанов и других галогенорганических соединений), что рассматривается уже как существенный риск для здоровья.

Совершенно иное значение для оценки качества воды имеет окраска, обусловленная веществами, попавшими со сточными жидкостями. В этом случае она уже одна может дать основание к запрещению использования данной воды для удовлетворения физиолого-гигиенических и нередко хозяйственно-бытовых нужд.

Вкус, привкус и запах. Питьевая вода должна обладать приятным освежающим вкусом и не иметь запаха. Растворенные соли, органические вещества, газы, поступающие в воду с промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками, а также вносимые в процессе ее обработки, могут придавать ей тот или иной привкус и запах. Так, например, ионы магния и бария придают воде горький вкус, ионы водорода – кислый, ионы большинства солей – соленый, гумусовые вещества – болотистые привкус и запах. Промышленные и хозяйственно-бытовые стоки нередко придают воде запах хлора, сероводорода, фенолов и хлорфенолов, нефтепродуктов и др.

Некоторые органические вещества могут проявлять или заметно усиливать свой запах после хлорирования воды. Так, запах карболовой кислоты (фенола) исчезает при концентрации 18 мг/л, но после хлорирования воды образующиеся хлорфенольные соединения обнаруживаются в концентрации 0,005 мг/л, т. е. интенсивность запаха возрастает в 3600 раз. Аналогичное «провоцирование» запаха возникает при хлорировании воды, содержащей бензин, эфирные соединения. Данное обстоятельство нередко используется для обнаружения связи подземных вод с различными источниками загрязнений.

Вкус, привкус и запах воды определяются методом экспертных оценок по пятибалльной шкале (табл. 8). Определение вкуса проводится при температуре воды 20 °C, запаха – при 20° и 60 °C. При выдаче потребителю вкус, привкус и запах ее не должны быть выше двух баллов.

Таблица 8. Оценка вкуса, привкуса и запаха воды(по ГОСТ 3351–74)

Значение органолептических свойств воды трудно переоценить. Человек издавна научился определять доброкачественность воды по наиболее доступным и легко определяемым показателям – вкусу, запаху, мутности и цветности. Любое отклонение этих свойств от привычных и хорошо знакомых ощущений, свойственных чистой воде, вызывает защитную реакцию в виде отказа от использования сомнительной воды. И это имеет под собой прямую физико-химическую основу, ибо чистая природная вода не имеет посторонних запахов и привкусов, прозрачна и бесцветна. На этом основан один из принципов нормирования содержания химических веществ в воде – органолептический показатель вредности. Суть его заключается в том, что вещества, даже не относящиеся к группе токсичных (вредных), не должны значительно изменять вкус, запах, мутность и цветность воды.

Химический состав природной воды очень сложен, в ней обнаруживается более половины известных химических элементов таблицы Менделеева. К числу наиболее распространенных и важных в смысле влияния на качество природной воды ингредиентов следует отнести анионы – Cl 1-, SO 4 2-, НСO 3 2-, СО 3 2-, NO 2 1-, NO 3 1-, НРO 3 1-, HS 1-; катионы – Na 1+, K 1+, Ca 2+, Mg 2+, Mn 7+, NH 4 1 + ; плохо растворимые соединения алюминия и силиция (глины, пески); газы – O 2, СO 2, H 2S, N 2, CH 4; органические соединения – гумусовые вещества, пептоны, аминокислоты, мочевина и другие продукты распада животных и растительных организмов; микроэлементы – йод, фтор, кобальт, свинец, мышьяк, цинк, селен, ртуть, хром и т. д.; радиоактивные вещества.

Сочетания и количественные соотношения перечисленных веществ в природной воде могут быть самыми разнообразными в зависимости от гидрогеологических условий местности, а также промышленной и хозяйственно-бытовой деятельности людей. Тем не менее всё их многообразие можно разделить на следующие основные группы: 1) вещества, указывающие на возможность загрязнения воды патогенными микроорганизмами; 2) вещества, имеющие положительное физиологическое значение; 3) вещества, обладающие токсическими свойствами; 4) вещества, влияющие на вкусовые и другие потребительские свойства воды. Такая классификация химических веществ природной воды, сформулированная на основе предложений начальника кафедры общей и военной гигиены Военно-медицинской академии профессора П. Е. Калмыкова (1948), открыла возможность для разработки единых норм химического состава, которым должна отвечать доброкачественная вода. Кроме того, эта классификация позволяет понять происхождение и гигиеническую значимость определяемых в воде веществ, что особенно важно при выборе источника водоснабжения.

Совершенно очевидно, что для гигиенической оценки качества воды основное значение имеют вещества, входящие в состав первой, второй и третьей групп. Они в первую очередь нуждаются в нормировании. Что касается четвертой группы, то содержание их в воде может быть самым различным, вплоть до пределов вкусовой ощутимости.

Рассмотрим более подробно вещества, составляющие перечисленные группы.