Раздел 2. Химический состав «чистой питьевой воды»

Чистая вода определяется по химическому составу, ингредиенты которого не должны превышать определенных показателей, установленных в нормативных документах. Но указанные предельно допустимые концентрации (ПДК) для каждого ингредиента, на наш взгляд, являются довольно условными величинами. Поэтому предлагаю приступить к их обсуждению.

Согласно современному положению предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых химических веществ в питьевой воде не должны превышать  значения, приведенные в следующей таблице.

Таблица 1. ПДК некоторых неорганических веществ в питьевой воде, в сопоставлении с их содержанием в крови человека (критерий качества и физиологической полноценности воды, предлагаемый автором)

 

п/п

Название примеси ПДК некоторых возможных примесей в питьевой воде -(Спдк), мг/л Содержание  веществ в крови человека (средние значения -Сопт), мг/л Соотно-шение — вода (ПДК) /Сопт Класс опасности (табл.2)

 

1 2 3 4 5
1 Аммиак и аммоний 2 0.53 +3.8 4
2 нитриты 3,3 Отсутствуют 1.65 2
3 нитраты 45 Отсутствуют 15 3
4 хлориды 350 3655 -0.1 4
5 сульфаты 500 86.4 +5.8 4
6 железо 0,3 М-1.0 ; Ж-1.9 -0.3-М;  -0.16-Ж 3
7 фтор 1,5 0.15 +10.0 2
8 кальций 140 М-97.4; Ж-98.2 (97.8) +1.44-М;

+ 1.43-Ж

1
9 магний 85 21.3 +4.0 3
10 натрий 20 М-3213; Ж-3243 -0.0062-М и Ж 2
11 марганец 0,1 0.75 -0.13 3
12 Хлор

остаточный

0,5 ??? 0.167 3
13 Нефте-продукты 0,1 Отсутствуют 0.033 3
14 Поли

фосфаты

3,5 Отсутствуют 1.167 3
15 кремний 10 11.7 -0.85 2
16 сероводород 0,003 Отсутствует 0.0008 4
17 озон 0,1-0,3 Отсутствует 0.2 1
18 свинец 0,03 Отсутствует 0.015 2
19 бериллий 0,0002 Отсутствует 0.0002 1
20 молибден 0,25 0.0365 +6.8 2

 

Дополнительные столбцы, введённые автором в таблицу, позволяют оценить соотношение концентраций  веществ в воде и в крови человека. По мнению автора, именно это соотношение может служить, пожалуй, единственным разумным критерием для оценки качества воды, так как примеси, которые отсутствуют в составе крови, в подавляющем большинстве для нормального функционирования организма человека не предназначены, и неизбежно могут проявлять (то, или иное) отрицательное воздействие. Отклонения от нормального развития могут возникнуть, либо  непосредственно в течение жизни человека или (не исключено) в  будущих поколениях.

Рассмотрим более внимательно проведенное в табл. 1 сопоставление ПДК некоторых  веществ, установленных для питьевой воды,  с их концентрациями в крови человека. Из сопоставления можно сделать вывод о том, что во всех случаях, когда примесь, имеющаяся в воде, в крови человека отсутствует, от неё необходимо избавляться перед употреблением воды. Причина вполне понятна — ничего хорошего такие вещества нам принести не могут и здоровья не добавят, а скорее — наоборот. Правда, следует сделать несколько замечаний:

  1. Отсутствие того или иного ингредиента в перечне веществ, для которых установлены ПДК для питьевой воды, ещё не означает их отсутствие в крови человека (см. ПРИЛОЖЕНИЯ 1 и 3).
  2. Возможно, в крови человека присутствует все неорганические элементы, которые перечислены в современной периодической системе имени Д.И. Менделеева, за исключением коротко живущих. Вопрос заключается только в точности методов определения их концентраций. Соответственно, каждый элемент из периодической системы может оказывать определённое влияние на физиологическую активность и функционирование человеческого организма.
  3. Общий принцип воздействия любых биологически активных веществ (БАВ) неорганической и органической природы на наши организмы подчиняется концентрационной куполообразной зависимости (см. [3]). То есть, для каждого из БАВ существует оптимальное значение концентраций (Сопт), когда при низких и при более значительных концентрациях таких веществ, в крови человека могут возникать те или иные отклонения от естественного физиологического функционирования организма.
  4. Ситуация становится ещё более сложной из-за возможной взаимозаменяемости БАВ, которые могут способствовать поддержанию нормального функционирования организма человека, близкого к оптимальному.
  5. В предпоследнем столбце таблицы приводятся величины соотношения — вода (ПДК) /кровь, которые определяют как направление, так и величины необходимых изменений элементного состав питьевой воды («+» — свидетельствует о необходимости уменьшения, а знак «-» об увеличении концентрации, индивидуальной для каждого элемента). Нужно  понимать, что различия в концентрациях ингредиентов, отмеченные значками + и — являются отчётливым сигналом для снижения или увеличения их содержания, так как любое отклонение от нормы (столбец 3) может быть связано с неблагоприятным влиянием на функционирование организма человека.

Кроме этого, при оценке присутствия в воде полезных и токсичных веществ, потенциально вредные вещества необходимо полностью удалять, а при малом или избыточном содержании нужных для организма веществ их концентрацию нужно только  доводить до нормы. Вряд ли такой нормой должна быть некая «средняя величина отклонений», чемто похожая на среднюю величину температуры у больных в больнице?

  1. Следует также понимать, что принятые величины ПДК индивидуальных примесей в водопроводной воде не отражают их реального содержания в конкретной воде. Поэтому, если подходить строго в соответствии с заботой о здоровье человека, необходимо устанавливать концентрации элементов, нормализующие их содержание в крови человека, а качество питьевой воды оценивать строго только посредством применения обобщённой характеристики — полимолекулярный подход.

Отметим, что подобный критерий используются для оценки обобщённых характеристик качества воды (см. статью  Н.В. Челнокова, В.Н. Тарасов, В.А. Тарасова «Сравнительная оценка питьевой воды Астраханского газоконденсатного месторождения и г. Астрахани», Успехи современного естествознания, 10, с. 133-136 (2007). — www.rae.ru). Однако, подобная оценка может быть использована только для информации о наличии избыточного количества нужных (полезных) и ненужных (опасных) примесей, так как недостаточное количество полезных БАВ, как это не странно, никого не волнует. Если они меньше ПДК, значит всё в порядке.

Некоторые возможные «подсчёты» обобщённой оценки качества воды — полтмолекулярный подход

Последние замечания открывают возможность введения  обобщённой  оценки качества питьевой воды (ООК). Её, конечно, можно пытаться рассчитать по стандартно используемой формуле:

ООК = ∑(Cисхn / Спдкn)/ ∑n (1),

где Cисхn — обозначают концентрации элементов в питьевой воде, n — порядковые номера в табл. 1, Спдкn предельно допустимая концентрация данного элемента, а ∑n — общее количество суммируемых соотношений элементов.

К данной формуле имеется ряд замечаний — в качестве примера можно отметить аномально низкую ПДК для натрия равную 20 мг/л для питьевой воды, по сравнению с содержанием этого элемента в крови человека. Не обсуждая причины подобных аномалий, рассмотрим другой вариант расчёта ООК по следующей формуле:

ООК = ∑(C+ исхn / Соптn)/ ∑n + ∑(C исхn /Кn )/ ∑n (2),

где C+ исхn  — обозначают концентрации в питьевой воде полезных для организма человека элементов, Соптn соответствуют концентрации этих элементов в крови человека,  n и ∑n — аналогичны этим символам в формуле (1), C исхn — обозначают концентрации в питьевой воде вредных (токсичных) элементов, отсутствующих в крови человека, а  Кn  — соответственно, класс их токсичности.

В тех случаях, когда в таблице отсутствуют сведения о содержании элементов в крови человека (Соптn), используются величины  Спдкn. Например, предлагаем рассчитать по формуле (1) ООК гипотетической воды, составленной из ингредиентов с концентрациями, равными величинам ПДК (табл. 1).

(1)  ООК1 = (3.8 +0.01 +5.8 +0.23* +10 +1.43 +4 +0.0062 +0.13 +0.85 +6.8) /11 = 3.01

Наблюдаемый интервал значений от 0.0062 до 10, позволяет определить среднюю величину интервала, равную 5.0 ед., которая также может служить для оценки качества гипотетической питьевой воды. Согласитесь что средняя величина ООК такой воды, далека от физиологически полноценной воды. Нужно, по крайней мере,  учитывать отдельно среднее количество ингредиентов, которые находятся в воде в недостаточной («-») и в избыточной («+») концентрации, а также эта оценка должна учитывать такой критерий, как «нужность» или «вредность» (токсичность) примесей для организма человека.

Воспользуемся для  расчёта формулой (2), которая учитывает все эти обстоятельства.

(2) ООК = 3.01 (см. ООК1)  + (3.3/2 +45/3 +0.5/3 +0.1/3 +3.5/3 +0.003/4 +0.2/1 +0.03/2 +0.0002/1 = 18.233/9 = 2.03)  = 5.04

В  таком варианте расчётов, значение ООК формально увеличилось примерно на 2.0 единицы за счёт всей суммы ингредиетов, включая компоненты, не присутствующие в крови человека. Этот довольно значительный «довесок», существенно повышает значение предлагаемого критерия качества питьевой воды, содержащей 20 неорганических элементов в концентрациях, близких к  ПДК.

На этих примере для нас было важным показать общую методику полимолекулярного подхода к расчётам с учётом рассмотренных выше замечаний. Совершенно очевидно, что вода с содержанием неорганических элементов в концентрациях, сопоставимых с официально установленными ПДК, при полимолекулярном подходе к оценке качества, не может быть отнесена к физиологически полноценной. Из анализа предложенной формулы (2), величина  ООК физиологически полноценной воды (ФВП) должна быть приближена, по крайней мере, к значению 1.0 с интервалом изменений величины, близким к нулю.

Далее в тексте  при расчётах добавок, нормализующих содержание неорганических элементов в питьевой воде, будут использоваться величины ООК исходных и ООК нормализованных составов ФПВ, рассчитанные по формуле (2), включая и воду природных минерализованных источников. Более того, можно полагать, что именно предлагаемый полимолекулярный вариант оценки качества питьевой воды может оказаться более точным и приемлемым для отнесения воды к той или иной категории по качеству. Хотя, вне всякого сомнения, существуют и иные дополнительные возможности для модификации рассчётов обобщённой оценки качества питьевой воды.

Оставим эти возможности для специалистов или читателей, интересующихся подобной процедурой. Пишите, если согласны (или не согласны) с такого рода подходом для оценки качества воды. Для автора поддержка и возражения  имеют принципиальное значение. Приглашаю к коллективному творчеству.

Далее  имеет смысл познакомить читателей с выдержкой из  официального  документа Роспотребнадзора, касающегося требований к качеству бутилированной  питьевой воды (цитируем фрагмент Приложения 4). Считается, что такая вода является наиболее пригодной для употребления.

Таблица 2. Стандартные официальные требования к бутилированной питьевой воде первой (1к) и высшей (Вк) категории

 

п/п

Показатели Единицы измерения Нормативы качества расфасованных питьевых вод,  Сn — не более Показатель вредности** Класс опасности
Вк
I. Критерии эстетических свойств

а) органолептические показатели:

1 Запах при 20 °С баллы 0 0 орг.
2 При нагревании до 60 °С 1 0
3 Привкус баллы 0 0 орг.
4 Цветность градусы 5 5 орг.
5 Мутность ЕМФ 1,0 0,5 орг.
6 Водородный показатель (рН), в пределах единицы 6,5-8,5 6,5-8,5 орг.
7 б) показатели солевого состава*:
8 Хлориды мг/л 250 150 орг. 4
9 Сульфаты мг/л 250 150 орг. 4
10 Фосфаты (PО4) мг/л 3,5 3,5 орг. 3
* Показатели солевого состава, нормированные по влиянию на органолептические (эстетические) свойства воды.

** Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив: «с.-т.» — санитарно-токсикологический, «орг.»- органолептический.

 

Таблица 2

1 2 3 4 5 6
II. Критерии безвредности химического состава

а) показатели солевого и газового состава*:

11 Силикаты (по Si) мг/л 10 10 с. -т. 2
12 Нитраты (по NO ) -“- 20 5 орг. 3
13 Цианиды (по CN-) -“- 0,035 0,035 с. -т. 2
14 Сероводород (H2S) -“- 0,003 0,003 орг. зап. 4
6) токсичные металлы:
15 Алюминий (А13+) мг/л 0,2 0,1 с. -т. 2
16 Барий (Ва2+) -“- 0,7 0,1 -“- 2
17 Берилий( Ве2+) -“- 0,0002 0,0002 -“- 1
18 Железо (Fe, суммарно) -“- 0,3 0,3 орг. 3
19 Кадмий (Cd, суммарно) -“- 0,001 0,001 с. -т. 1
20 Кобальт (Со, суммарно) -“- 0,1 0,1 с. -т. 2
21 Литий (Li+) -“- 0,03 0,03 с. -т. 2
22 Марганец (Мn, суммарно) мг/л 0,05 0,05 орг. 3
23 Медь (Сu, суммарно) -“- 1 1 -“- 3
24 Молибден (Мо, суммарно) -“- 0,07 0,07 с. -т. 2
25 Натрий (Na+) -“- 200 20 с. -т. 2
26 Никель (Ni, суммарно) -“- 0,02 0,02 с. -т. 3
27 Ртуть (Hg, суммарно) -“- 0,0005 0,0002 -“- 1
298 Селен (Se, суммарно) -“- 0,01 0,01 -“- 2
29 Серебро (Ag+) -“- 0,025 0,0025 с. -т. 3
30 Свинец (Рb, суммарно) -“- 0,01 0,005 с. -т. 2
31 Стронций (Sr2+) -“- 7 7 -“- 2
32 Сурьма (Sb, суммарно) -“- 0,005 0,005 с. -т. 2
33 Хром (Сг6+) -“- 0,05 0,03 с. -т. 3
34 Цинк (Zn2+) -“- 5 3 орг. 3
35 в) токсичные неметаллические элементы:
36 Бор (В, суммарно) мг/л 0,5 0,3 с. -т. 2
37 Мышьяк (As, суммарно) -“- 0,01 0,006 2
38 Озон*** -“- 0,1 0,1 орг. 3
г) галогены:
39 Бромид-ион мг/л 0,2 0,1 с. -т. 2
40 Хлор остаточный связанный -“- 0,1 0,1 орг. 3
41 Хлор остаточный свободный -“- 0,05 0,05 орг. 3
д) показатели органического загрязнения:
42 Окисляемость перманганатная мг О2/л 3 2
43 Аммиак и аммоний-ион мг/л 0,1 0,05
44 Нитриты (по NO2) -“- 0,5 0,005 орг. 2
45 Органический углерод мг/л 10 5
46 Поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионоактивные -“- 0,05 0,05 орг.
47 Нефтепродукты -“- 0,05 0,01 орг.
48 Фенолы летучие (суммарно) мкг/л 0,5 0,5 орг. зап. 4
49 Хлороформ мкг/л 60*** 1 с. -т. 2
50 Бромоформ -“- 20 1 с. -т. 2
51 Дибромхлорметан -“- 10 1 с. -т. 9
52 Бромдихлормеган -“- 10 1 с. -т. 2
53 Четыреххлористый углерод -“- 2 1 с. -т. 2
54 Формальдегид мкг/л 25 25 с.-т. 2
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 июня 2010 г. № 75 в подпункте II.д таблицы 2 пункта 4.4.5 главы IV изменить установленные ранее нормативы качества расфасованных вод для показателя «формальдегид».
55 Бенз(а)пирен мкг/л 0,005 0,001 с. -т. 2
56 Дп(2-этилгексил)фталат -“- 6 0,1 с. -т. 7
57 Гексахлорбепзол -“- 0,2 0,2 с. -т. 2
58 Линдам (гамма-изомер ГХЦГ) -“- 0,5 0,2 с. -т. 1
59 2,4 -Д -“- 1 1 с. -т. 7
60 Гептахлор -“- 0,05 0,05 с. -т. 2
61 ДДТ (сумма изомеров) -“- 0,5 0,5 с. -т. 7
62 Атразин -“- 0,2 0,2 с. -т. 2
63 Симазим -“- 0,2 0,2 орг. 4
е) комплексные показатели токсичности:
64 По сигма NО2 и NО3 единицы £ 1 £ 1
65 По сигма тригалометанов единицы £ 1 £ 1
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 июня 2010 г.  № 75 подпункт II.е таблицы 2 пункта 4.4.5 главы IV изложена в новой редакции

Примечания:

*Показатели солевого состава, нормированные по токсическому влиянию на организм.

**Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив: «с. -т.» — санитарно-токсикологический, «орг.»- органолептический.

Очень интересно познакомиться хотя бы с доступными ссылками на способы и результаты определения «лимитирующего признака вредности» и точности такого рода оценок. Это необходимо для сопоставления подобных подходов официальных «специалистов» с предлагаемым выше нашим подходом к расчётам  такого рода оценок.

Уважаемые читатели, попробуйте с помощью концентраций неорганических элементов в образцах воды, представленных в табл. 2, предложить вариант обобщённого показателя их физиологической полноценности, отличного от, предлагаемого автором, значения ООК.

Далее рассмотрим фрагменты информации о возможном влиянии деминерализованной воды на организм человека, отмечаемом в интернете. Что будет происходить с нами, если вообще освободить питьевую воду от неорганических примесей? Эти сведения нам потребуются при рассмотрении альтернативного метода подготовуи питьевой воды.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *