Химические вещества, определяющие органолептические свойства воды. Сухой остаток

Кроме органолептических показателей основной группы (физико-органолептических), следует обратить внимание на группу химико-органолептических показателей. Эти показатели в свою очередь также разделяют на подгруппы: химические вещества, которые встречаются в природных водах, появляются в воде вследствие загрязнения водоемов или в процессе водоподготовки.

К показателям, характеризующим природный химический состав воды, относятся: сухой остаток (минерализация общая), водородный показатель (pH), жесткость общая, содержание железа, сульфатов, хлоридов, марганца, меди, цинка.

Сухой остаток (минерализация общая) - это количество растворенных веществ, преимущественно минеральных солей, в 1 л воды. Количество органических веществ в сухом остатке составляет не более 10%, поэтому можно считать, что этот показатель характеризует общую минерализацию воды.

Воду с сухим остатком до 1000 мг/л называют пресной. Именно такая минерализация свойственна воде рек, большинства пресных озер и водохранилищ. Воду называют солоноватой, если ее минерализация составляет 1000-3000 мг/л, и соленой при минерализации свыше 3000 мг/л, что характерно для воды морей и океанов.

Наиболее распространенными в природной воде являются: анионы СГ, НСО3, СО3 и катионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+, H+. В зависимости от того, какой анион или группа анионов преобладает, природные воды разделяют на три класса:

1) гидрокарбонатные и карбонатные

2) сульфатные

3) хлоридные

С химическим (минеральным) составом воды связывали ее вкусовые качества и возможность развития у населения массовых заболеваний. В современных условиях интерес к вопросу влияния минерализации воды на организм человека возрос, а объем исследований расширился. Этому способствовало и то, что ныне проблема дефицита пресной воды во многих странах мира является очень острой. Особое значение приобрела гигиеническая оценка электролитного состава питьевой воды с появлением технических возможностей его изменения. Сегодня можно считать, что влияние общей минерализации воды или ее электролитного состава на организм человека достаточно изучено.

Первый в мире норматив сухого остатка в воде был принят Брюссельской комиссией в 1853 г. Установили его (500мг/л) на основании среднего значения сухого остатка в воде водоемов Саксон-Веймарского герцогства, которая считалась доброкачественной по органолептическим свойствам и не вызывала заболеваний среди населения. Но со временем возникли другие предложения.

Обосновывая норматив сухого остатка в питьевой водопроводной воде, прежде всего нужно учитывать его влияние на органолептические свойства. Известно, что значительное содержание минеральных солей придает воде соленый или горький вкус. Соленый вкус придают воде преимущественно натрия и кальция хлориды, горький - магния сульфаты и хлориды. Потребители ощущают этот вкус, если общая минерализация воды превышает 1000 мг/л. Естественно, что вследствие неприятного вкуса уменьшается употребление воды. В экспериментальных исследованиях, проведенных с участием волонтеров, было установлено, что количество воды, употребляемой ими для утоления жажды, зависело от степени ее минерализации: при минерализации 500 мг/л количество выпитой воды равнялось 92%, 1000 мг/л - 49%, 2000 мг/л - 13% суточной потребности в питьевой воде.

К тому же вода с повышенной минерализацией хуже утоляет жажду. Ощущение жажды возникает рефлекторно вследствие уменьшения количества воды в организме, главным образом в плазме крови. Даже незначительное обезвоживание приводит к повышению осмотического давления плазмы крови и к раздражению осморецепторов сосудов, что вызывает возбуждение определенных зон коры головного мозга - так называемого центра жажды. Чтобы утолить жажду, нужно прекратить раздражение осморецепторов, то есть нормализовать осмотическое давление плазмы крови. Этого легче достичь, употребляя воду с низкой минерализацией, которая является гипотонической в отношении крови и межтканевой жидкости.

Чтобы вода не имела горького и соленого вкуса интенсивностью свыше 2 баллов, ее сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л. Именно такую воду называют пресной. То есть верхний предел минерализации (сухого остатка) питьевой воды - 1000 мг/л - установлен на основании влияния на органолептические свойства воды.

Кроме того, опыты на лабораторных животных и результаты исследований, проведенных с участием волонтеров, свидетельствуют, что употребление высокоминерализованной воды небезразлично для организма: оно может приводить к расстройству многих метаболических и биохимических процессов и развитию различных нарушений как на функциональном, так и на морфологическом уровне. Так, употребление воды с сухим остатком, превышающим 1000 мг/л, сопровождается повышением гидрофильности тканей, задержкой воды в организме, уменьшением на 30-60% диуреза. Вследствие этого повышается нагрузка на сердечно-сосудистую систему и тяжесть течения хронических болезней: ишемической болезни сердца, стенокардии, миокардиодистрофии, гипертонической болезни. Повышается риск их обострения, что может привести к инфаркту миокарда и т. п.

Употребление воды с повышенной минерализацией может вызвать диспепсические расстройства у лиц, которые изменили место проживания. Это обусловлено содержанием в воде солей магния и прежде всего сульфатов, которые раздражают слизистую оболочку тонкой и толстой кишок, усиливая их перистальтику. Кроме того, под влиянием такой воды изменяется секреторная и моторная функции желудка. Установлено, что длительное употребление высокоминерализованной воды приводит к развитию и прогрессированию мочекаменной и желчнокаменной болезней.

С развитием технологии опреснения соленых вод для питьевых нужд возникла проблема гигиенического нормирования нижнего предела минерализации. Известно, что вода с низкой минерализацией (сухой остаток - до 50-100 мг/л) неприятна на вкус. Ее длительное употребление может вызвать нарушения водно-электролитного баланса и обмена минеральных веществ. Так, в опытах на лабораторных животных и исследованиях, проведенных с участием волонтеров, установлено, что систематическое употребление дистиллированной воды приводит к нарушению водно-электролитного гомеостаза, которое основано на реакции осморецепторного поля печени, обусловливающей повышенный выброс натрия в кровь. Это явление сопровождается перераспределением воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является 100 мг/л. Оптимальный уровень минерализации питьевой воды составляет 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния - 10 мг/л.

Таким образом, оптимальной считают минерализацию воды на уровне 300-500 мг/л. Вода с сухим остатком 100-300 мг/л считается удовлетворительной минерализации, 500-1000 мг/л - повышенной, но допустимой минерализации. Солоноватая и соленая вода (с минерализацией выше 1000 мг/л) неприятна на вкус, ее употребление приводит к нарушениям в состоянии здоровья. Поэтому качественной следует считать питьевую воду, имеющую сухой остаток до 1000 мг/л.