Статья:

Исследование жесткости на территории Краснодарского края, как одного из критериев качества водопроводной воды.

Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №25(46)

Рубрика: Химия

Выходные данные
Лашина А.А. Исследование жесткости на территории Краснодарского края, как одного из критериев качества водопроводной воды. // Студенческий форум: электрон. научн. журн. 2018. № 25(46). URL: https://nauchforum.ru/journal/stud/46/42774 (дата обращения: 28.03.2024).
Журнал опубликован
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

Исследование жесткости на территории Краснодарского края, как одного из критериев качества водопроводной воды.

Лашина Анна Александровна
студент, Кубанский государственный университет, РФ, г. Краснодар

 

Вода – самое распространенное неорганическое соединение на Земле, непосредственно участвующее в формировании климата и погоды. Первопричина возникновения и поддержания жизни флоры и фауны. Минерал, обладающий уникальными свойствами,  использующийся в быту, сельском хозяйстве, промышленности и в других сферах деятельности человека.

И для того чтобы вода приносила только пользу, необходимо учитывать все её физические и химические свойства, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51232-98. «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества», также нормативным документам (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03).

Вода обладает огромным количеством уникальных свойств. Она является отличным растворителем, поэтому состоит не только из ионов водорода (H+) и  гидроксила (OH-), но и из катионов и анионов, растворенных солей. Именно эти примеси определяют жесткость воды.

Жесткость воды – это показатель, характеризующий содержание в воде солей жесткости, а именно нерастворимых солей кальция и магния.

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3)  или (мг-экв/л).

Так, в воде катионы кальция (Ca2+)и магния (Mg2+) способны взаимодействовать с другими растворенными анионами. При этом образуются соли жесткости. Катионы стронция, железа и марганца оказывают на жесткость  достаточно небольшое влияние, которым пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трехвалентное железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, "вклад" в жесткость ничтожно малы. [4.]

Таблица 1.

Основные катионы и анионы, способствующие образованию жестких солей:

Анионы

Катионы

Гидрокарбонат (HCO3-)

Кальций (Ca2+)

Сульфат (SO42-)

Магний (Mg2+)

Хлорид (Cl-)

Стронций (Sr2+)

Нитрат (NO3-)

Марганец (Mn2+)

Силикат (SiO32-)

Железо (Fe2+)

 

Различают несколько видов жесткости:

Общая жесткость. Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Метод удаления: умягчение воды (ионообменные фильтры)

Карбонатная жесткость. Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. Методы удаления: умягчение воды (ионообменные фильтры) или обратный осмос (обессоливание воды).

Некарбонатная жесткость. Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость). Метод удаления: умягчение воды (ионообменные фильтры) или  обратный осмос (обессоливание воды).

Существует множество причин, почему следует следить за жесткостью водопроводной воды.

Использование жесткой воды в бытовых целях и ее потребление может привести к нежелательным последствиям таким, как:

- отложение солей в суставах, образование камней в почках и на зубах, раздражение кожи;

- мытье головы жёсткой водой не только не очищает, но и портит волосы, так как находящиеся в жёсткой воде соли оставляют на волосах липкий налёт, способствуют появлению сухости, ломкости волос и шелушения кожи головы;

- при стирке жёсткой водой сложно достигнуть эффекта отбеливания, невозможно качественно отполоскать бельё, что приводит к потере исходного цвета ткани: белые ткани приобретают сероватый оттенок, цветные – тускнеют;

- появление накипи, влияющей на работу бытовой техники и сантехники;

- негативное влияние на котельное оборудование;

- быстрый расход моющих средств и т.д. [5.]

В то же время, использование слишком мягкой воды:

- способно приводить к коррозии труб, если отсутствует кислотно-щелочная буферность, которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость;

- минимальное количество солей магния и кальция в питьевой воде повышает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний;

- также слишком мягкая вода губительна для многих аквариумных рыб и растений.[2.]

В документе ГОСТ Р 52407-2005 Вода питьевая. Методы определения жесткости отмечается, что «В зависимости от рН и щелочности воды жесткость выше 10 °Ж может вызывать образование шлаков в распределительной системе водоснабжения и накипи при нагревании. Вода жесткостью менее 5 °Ж может оказывать коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Жесткость воды может влиять и на применяемость для потребления человеком с точки зрения ее вкусовых свойств.» [7.]

Порог вкуса ионов кальция находящихся в питьевой воде составляет 2-6 мг-экв/л. Порог вкуса для ионов магния значительно ниже, данный показатель равен от 1,6 до 3 мг-экв/л.

В некоторых случаях вода с жёсткостью до 10 мг-экв/л может использоваться в качестве питьевой, но длительное её употребление может негативно влиять на здоровье человека.

В основе исследования лежат следующие цели::

- определение общей жесткости водопроводной воды  в некоторых населенных пунктах Краснодарского края;

- на основе полученных анализов, ответить на вопрос: соответствуют ли данные пробы нормам жесткости воды?

Для установления необходимых результатов был использован  индикатор «НИЛПА* Тест – gН», который предназначен для определения общей жесткости воды.

В процессе тестирования в мерный стаканчик, содержащий пробу воды, по   каплям добавляется индикатор. Содержимое перемешивается круговыми движениями руки после каждой капли, до тех пор, пока цвет не изменится от светло-розового через темно-розовый или красный к зеленому. Переход окраски воды в зеленый цвет происходит быстро - от одной капли.[1.]

Число капель индикатора соответствует значению общей жесткости воды в немецких градусах (°gН), в том случае, если исследуется 5мл пробы. Следовательно, если исследуется 10мл пробы, одна капля равняется 0,5 °gН.

Для получения более точных результатов все значения были получены при исследовании 10мл пробы. Таким образом, возможная погрешность измерений составляет ± 0,5°gН.

Таблица 2.

Значения жесткости водопроводной воды по Краснодарскому краю и городу Краснодар

Местность (город, станица, посёлок, район, микрорайон)

Полученные значения жесткости анализируемых проб

 °gН

°Ж= 1 мг-экв/л

Г. Краснодар, мкр-н. 40 лет Победы

11

3,9

Г. Краснодар, мкр-н. Пашковский

11

3,9

Г. Краснодар, мкр-н. Черемушки

10,5

3,7

Г. Абинск

10,5

3,7

Ст. Старовеличковская

6

2,14

Г. Славянск-на-Кубани

6

2,14

Пос. Новопокровский

3

1,1

Пос. Кубанский

2,5                                  

0,9

Ст. Новоивановская

2,5

0,9

Пос. Кубанский

2,5

0,9

Ст. Новоивановская

2,5

0,9

Ст. Незамаевская

2

0,7

Г. Тихорецк

2

0,7

Г. Тимошевск

1,5

0,5

Ст. Новопокровская

1,5

0,5

 

Классификация общей жесткости согласно тесту «НИЛПА* Тест – gН»: очень мягкая до 5°gН, мягкая от 5 до 10°gН, средней жесткости от 10 до 20°gН, жесткая от 20 до 30°gН и очень жесткая свыше 30°gН.

В ходе данного исследования используется немецкие градусы жесткости воды - °dH, где единица измерения °gH предназначена для определения общей жесткости, а °kH для карбонатной жёсткости.

С 1 января 2014 года в России введен межгосударственный стандарт ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости». По новому ГОСТу жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж). 1°Ж соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной 1/2 его миллимоля на литр (1 °Ж = 1 мг-экв/л).

Таким образом, все полученные значения были переведены из немецкой единицы измерения (°gH) в российскую (1°Ж = 1 мг-экв/л), где 1°Ж = 2,804 gH, °dH.

Российские нормативные документы (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют: кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость - не более 7°Ж.

Таким образом, анализируя полученные данные, можно сделать следующий вывод:  в среднем жесткость на территории Краснодарского края не превышает установленных норм. Все полученные значения ниже 7°Ж. Жёсткость водопроводной воды на территории Краснодарского края колеблется от 0,5 до 3,9°Ж  (или мг-экв/л). Следовательно,  допустимый предел жёсткости воды, используемой для централизованного водоснабжения, не нарушается, данный критерий качества выполняется.

 

Список литературы:
1. URL: https://plantaqua.ru/products/30110495 ( дата обращения: 20.10.2018)
2. Жесткость воды. Мягкая вода. Жесткая вода. Перевод единиц (градусов) жесткости воды. Нормы жесткости воды. URL:  https://www.dpva.ru/Guide/GuideTricks/WaterHardness/WaterHardnessOwv/
( дата обращения: 10.11.2018)
3. Какая вода лучше, жесткая или мягкая? Полезные качества и советы по употреблению.  URL:http://vodovoz.ru/article/kakaya_voda_luchshe_zhestkaya_ili_myagkaya_poleznye_kachestva_i_sovety_po_upotrebleniyu/ ( дата обращения: 10.11.2018)
4. Жесткость. URL:  https://www.water.ru/bz/param/harshness.php
( дата обращения: 14.10.2018)
Жёсткая вода: плюсы и минусы. URL:  https://www.water.ru/bz/digest/banbas-hursh_water.php ( дата обращения: 14.10.2018)
5. Жесткость воды – единицы измерения и способы умягчения. URL:  https://trubanet.ru/truby-dlya-otopleniya/zhjostkost-vody-edinicy-izmereniya.html 
( дата обращения: 19.10.2018)
6. URL:  http://docs.cntd.ru/document/1200042882  (дата обращения: 15.11.2018)