Оценка на качеството на питейната вода

Водата от много водоизточници на прясна вода е негодна за консумация от човека, тъй като тя може да служи като източник на разпространение на болести или да причини дълготрайни здравни проблеми, ако не отговаря на определени стандарти за качество на водата. Водата, която не уврежда човешкото здраве и отговаря на изискванията на „Наредба №9/16.03.2001 за качеството на водата предназначена за питейно-битови цели“, е питейна вода. Тя е предназначена за ежедневна и безопасна консумация от хора и други живи същества.

В статията ще разкажем за основните показатели за качеството на питейната вода, за органолептичните, химическите микробиологичните и радиологичните показатели на питейната вода.

Около 80% от чешмяната вода в България идва от природните езера, реки или други повърхностни източници. Подземните водоизточници и общинските кладенци осигуряват около 20%, а останалите са от частни кладенци. Прясната вода от природата се пречиства и обеззаразява от съответните водоснабдителни организации, които, извършвайки съответната водоподготовка и водоочистка, я подават за разпределение във водопроводната мрежа.

Освен водата, подавана от централизирана водопроводна разпределителна система, има и снабдяване с бутилирана питейна вода. В България се бутилират натурални, изворни и трапезни питейни води, според „Наредба за изискванията към бутилираните минерални води, изворни и трапезни води, предназначени за питейни цели”.

Питейната вода е прясна вода, с висока степен на чистота. Тя не трябва да съдържа болестотворни бактерии и да има минимално количество на минерални вещества. Освен това има изисквания за допустимо съдържание на нитрати и пестициди, метали и др. Качеството на питейната вода е характеристика на нейния състав и свойства, което определя пригодността й за питейно-битови нужди.

Показателите за качество са списък на свойствата на водата, чиито числови стойности се сравняват с безопасните норми за качество на водата, определени от Министерство на здравеопазването. Тези норми произтичат директно от европейското законодателство и са базирани на насоките на Световната здравна организация. При централизираното водоснабдяване законодателно е определено, че водата, която се доставя на потребителя, трябва да бъде приятна от органолептична гледна точка и безопасна за здравето му, като съдържанието на вредни вещества в нея не трябва да превишава пределно допустимите концентрации. Определените максимални стойности за показателите са строги и предвидени с широки граници на безопасност. Номенклатурата на качествените показатели и стандартите за качество на питейната вода периодично се променят. Тези промени се основават на значителни промени в химическия състав на водните източници в резултат на тяхното антропогенно замърсяване. В същото време основното изискване за качеството на питейната вода остава непроменено. Питейната вода трябва да бъде безопасна за здравето на потребителя, независимо от степента на замърсяване на водоизточниците.

Основни показатели за качеството на питейната вода
Традиционно за оценка на качеството на питейната вода се използват органолептичните, химическите, санитарно-бактериологичните и радиологичните показатели. Органолептичните показатели за качеството на водата включват миризма, цвят и мътност. Химическите показатели характеризират химическия състав на водата. Обикновено в броя на химическите показатели се включват водородният покзател-рН на водата, твърдостта, алкалността, минерализацията, както и съдържанието на основните йони. Санитарно-бактериологичните показатели включват замърсяването с фекални колиформи - Еscherichia Coli, C.perfringens. Изследват се и радиоактивните изотопи в питейната вода - радон, тритий, обща алфа- и бета-радиоактивност.

Органолептични показатели
Наличието на миризми се дължи на присъствието на разтворени във водата газове, минерални соли, органични вещества, активност на микроорганизми. Почти всички органични вещества, особено течните, имат миризма и я предават на водата. Обикновено миризмата се определя при нормална температура 20°С и при повишена 60°C. Миризмата на водата в зависимост от своята специфичност се разделя на две групи. В първата група тя има естествен произход - от живи и мъртви организми, от влиянието на почвите, водната растителност и други, а във втората-изкуствен произход в зависимост от обаработката на водата. Например, на хлор, на оцет, на фенол и др.
В
кусът на водата може да бъде горчив, солен, сладък и кисел. Интензитетът на миризмата и вкуса трябва да бъде слаб. Той трябва да е приемлив за потребителите. С повишаване на температурата, миризмите и вкусовете се засилват.

Мътността на водата се дължи на съдържанието на фино диспергирани примеси. Тя също трябва да е приемлива за потребителите и без значими колебания спрямо обичайното за показателя.

При обработка на водата от повърхностни водоизточници стойността на показателя на изхода на пречиствателната станция не трябва да превишава една нефелометрична единица мътност, според метода за определяне на показателя.

Цветът е естествено свойство на природната вода. Той зависи от свойствата и структурата на дъното на водоема, от характера на водната растителност, от прилежащите към водоема почви. Определя се визуално и трябва да е приемлив за потребителите.

Химически показатели
Водородният показател pH е измерител за киселинността или алкалността на даден воден разтвор. Представлява отрицателен десетичен логаритъм от концентрацията на водородните катиони, изразена в молове на литър. рН на природната вода се определя от съотношението на концентрациите на бикарбонатните аниони и свободния въглероден диоксид. За питейната вода pH трябва да бъде от 6,5 до 9,5. Промените в тази стойност са сигнал за нарушение на технологичния режим на пречистване на водата.

Алкалността на естествените природни води се дължи главно на съдържанието на бикарбонати и карбонати в тях. Последните допринасят значително за минерализацията на водата. Тяхното съдържание се дължи на процесите на разтваряне на атмосферния въглероден диоксид във водата, на взаимодействието на водата с прилежащите варовици и от протичащите жизнени процеси на всички водни организми.

Сулфатите са разпространени компоненти в естествените води. Тяхното присъствие във водата се дължи на разтварянето на някои естествени минерали - гипс, както и на дъждове, съдържащи сулфати във въздуха. Сулфатите в питейната вода нямат токсичен ефект върху хората, но нарушават вкуса на водата. Усещането за сулфатен вкус възниква при концентрация 250-400mg/l. Сулфатите могат да причинят утаяване в тръбопроводите чрез смесване на две води с различен минерален състав, например сулфатни и калциеви. В резултат се получава утайка от калциев сулфат.

Хлоридите присъстват в почти всички свежи повърхностни и подпочвени води, както и в питейната вода под формата на метални соли. Ако във водата има натриев хлорид, тя има солен вкус при концентрации над 250mg/l. В случая на калциеви и магнезиеви хлориди, солеността на водата се наблюдава при концентрации над 1000mg/l. Именно по органолептичния показател „вкус“ е определена и пределно-допустимата концентрация-ПДК, от 250mg/l за хлориди в питейната вода. Високите концентрации на хлориди в питейната вода нямат токсични ефекти върху хората. Въпреки това солените води са много корозивни за металите. Те имат пагубен ефект върху растежа на растенията и предизвикват засоляване на почвите. Хлорът може да съществува във водата не само в състава на хлориди, но и в състава на други съединения, притежаващи силни окислителни свойства. Такива съединения включват свободен хлор, хипохлоритен анион, хипохлориста киселина, хлорамини-вещества, които когато се разтварят във вода образуват монохлорамин, дихлорамин, трихлорамин. Общото съдържание на тези съединения се нарича „активен хлор“. Съдържащите активен хлор вещества се разделят на две групи. Към първата група спадат силните окислители - хлор, хипохлориста киселина и хипохлорити. Те съдържат така наречения „свободен активен хлор“. Във втората група се нареждат относително по-малко слабите окислители-хлорамини, известни като „свързан активен хлор“. Поради силните окислителни свойства, свободният активен хлор се използва за дезинфекция на питейната вода. В нея ПДК е 0,3-04mg/l. В тази си концентрация той присъства в питейната вода за кратко време-не повече от няколко десетки минути, и напълно се отстранява дори при краткотрайно кипене на вода.

Редица индикатори за качеството на водата, по един или друг начин, са свързани с определянето на концентрацията на различни минерални вещества, разтворени във водата. Минералните соли, съдържащи се във водата, допринасят различно за общата соленост, която може да бъде изчислена чрез сумиране на концентрациите на всяка сол. Счита се, че прясната вода има общо съдържание на соли не повече от 1g/l. Възможно е да се разграничат две групи минерални соли, които обикновено се намират в естествените води. Към първата група спадат катионите на калция, натрия и магнезия, заедно с анионите на бикарбонатите, карбонатите, сулфатите и хлоридите. Във втората група спадат катионите на желязото и амония, заедно с анионите на нитратите, фосфатите и нитритите.

Основният минерален състав на питейната вода се определя от солите на първата група - хлориди, карбонати, бикарбонати и сулфати. Солите от втората група също трябва да се вземат при оценка на качеството на водата. За всяка от тях има установена ПДК, въпреки че те имат незначителен принос за съдържанието на соли в естествените води.

Твърдостта на водата се характеризира с наличието на магнезиеви и калциеви катиони в нея. Когато те взаимодействат със съдържащи се във водата карбонатни и хидроксилни аниони при висока температура, се образуват слабо разтворими соли. Ето защо твърдата затоплена вода може да образува накип от твърди солеви слоеве по повърхността в отоплителни радиатори и по топлопроводите за гореща вода. Последните се повреждат защото диаметърът на тръбите става по-малък. Ако се използва такава вода за пране на дрехи, то тя трябва предварително да се омекоти с добавяне на специални „омекотяващи“ химикали. Калцият и магнезия са съществени елементи за човека и водата с висока твърдост не се счита за опасна. Но лекарите предполагат, че твърдата вода играе важна роля в развитието на каменно-пикочни болести. Затова твърдата вода за пиене не трябва да надвишава 7mmol/l, като лимитиращият показател за вредност е органолептичен.

От всички соли, свързани с твърдостта, най-разпространени са бикарбонатите, сулфатите и хлоридите. Съдържанието на други разтворими калциеви и магнезиеви соли в естествените природни води обикновено е много малко. Твърдостта от бикарбонати във водата, се нарича бикарбонатна или временна. Причината, е че бикарбонатите при кипяща вода-по-точно, при температура над 60°С, се разлагат с образуване на слабо разтворими карбонати-магнезиев бикарбонат. Последният в природните води се среща по-рядко в сравнение с калциевия бикарбонат. Това се дължи на по-слабото разпространение на скали със съдържание на магнезий. Следователно, в прясната вода преобладава калциевата твърдост. Твърдостта, дължаща се на хлориди или сулфати, се нарича постоянна, тъй като тези соли са стабилни при загряване и кипене на водата. Сумарното съдържание от разтворими калциеви и магнезиеви соли, се нарича „обща твърдост“ на водата. Общата безопасна твърдост на водата трябва да бъде 12mg(Sum)qv/l за вода от подземни водоизточници, за които няма данни.

Окисляемостта на водата се дължи на наличието на органични вещества, както и на броя на лесно окисляващи неорганични примеси-например, двувалентно желязо, сероводород, сулфити и др. Окисляемостта водата се определя от количеството на изразходвания кислород за окисляването на съдържащите се в нея органични и неорганични вещества под действието на различни окислители. Съществуват няколко метода за определяне окисляването на водата, като перманганатен, бихроматен, йодатен. Названието на метода зависи от използвания окислител. В практиката на пречистване на водата широко се използва перманганатния метод на окисление. Колкото по-висока е стойността на перманганатната окисляемост, толкова по-висока е и концентрацията на замърсителите. Безопасната перманганатна окисляемост на питейната вода не трябва да превишава 5 mg/l.

Трябва да се каже, че общото количество на органичните и неорганичните вещества, които замърсяват природните води, оказва неблагоприятно въздействие върху човешкото здраве. Когато се появят в източника на водоснабдяване, е необходимо да се определи концентрацията им в естествената или третираната вода и в случай на превишаване на ПДК, да се извърши допълнително пречистване на водата.

Микробиологични показатели
Водата е идеална среда за развитието на множество форми на бактерии. Някои от развиващите се във водата микроби са разпространители на водни инфекции, които причиняват коремен тиф, диария, холера, дизентерия. Значителна част от патогенните микроорганизми попадат в естествените водни обекти с фекалиите от хора и животни. Анализирането на водата и откриването в нея присъствие на колиформни бактерии е индикация за фекалното й замърсяване и наличието на патогени. 90% от фекалните колиформи са видове от типа Ешерихия коли-E. Coli, или фекални стрептококи. Тя е най-честият причинител на инфекции на пикочните пътища, но също така може да причини пневмония, менингит, диария и др. Фекалните стрептококи и чревните ентерококи извън стомашно-чревния тракт на топлокръвните животни са най-честите причинители на бактериалния ендокардит и заболявания на дебелото черво. Клостридиум перфрингенс – C.perfringens, са анаеробни, образуващи спори, бактерии. Те също могат да бъдат индикатор за фекално замърсяване. Застрашени от замърсяване с тези бактерии са повърхностните води и вододайните зони с интензивна паша на животни. Питейната вода трябва да е напълно чиста от всякакви микроорганизми и паразити, които по количество или концентрация представляват опасност за човешкото здраве. За микробиологичната безопасност на водоснабдителната питейна вода, съдържанието на бактериите като „колонообразуващи единици“-КОЕ, в 1 милилитър е следното. Ешерихия коли-0/100КОЕ/ml, Ентерококи-0/100КОЕ/ml, Клостридиум перфрингенс, включително спори-0/100КОЕ/ml, колиформи-0/100КОЕ/ml, микробно число-брой колонии при 22 и 37°С-100 и 20 в 1 милилитър. В бутилиарната питейна вода безопасното съдържание на колиформите е 0/250 КОЕ/ml.

Радиологични показатели
Източниците на радиоактивни вещества във вододайните обекти са минерални и геотермални води, които се формират в близост до природни радиоактивни рудни находища, до течни и твърди радиоактивни отпадъци, до радиоактивни материали от нарушени условия на тяхната обработка и съхранение, както и от емисии и аварии на радиационни съоръжения.

В питейната вода се срещат естествени радиоактивни изотопи - продукти на разпадането на уран и торий, в много малки количества. Основният естествен източник на радиация е радонът. Образуването на радон се дължи на разпадането на уран. Радонът е радиоактивен природен газ добре разтварящ се във водата. Така радонът може да проникне в храносмилателната система на човека заедно с водата, както и по време на дишане, докато използва замърсена вода. Попадайки в човешкия организъм, радонът се явява най-голямата заплаха за здравето му. Установено е, че радонът е една от основните причини за рак на белите дробове при хората, отстъпвайки място само на тютунопушенето в това отношение.

Друг източник на естествена радиация е трития. Той е радиоактивен изотоп на водорода, с атомна маса 3. Ако попадне в човешкия организъм, тритият може да доведе до увреждане на генетичния апарат на клетките. Безопасните здравословни параметрични стойности за радона и трития в питейната вода са 100Bq/l.

Индикативната доза на питейната водата е индикатор за отрицателния ефект на съдържащите се в нея радионуклиди върху човешкия организъм. Радионуклидите се натрупват в организма и остават в него за дълго време, като увреждат човешкото здраве. Безопасната здравословна радиационна стойност на индикативната доза на питейната вода е 0,10 mSv.

Очевидно е, че водата, отговаряща на органолептичните, химическите, микробиологичните и радиологичните норми, може да се счита безопасна за човека. Ето защо спазването им е един от най-важните фактори за поддържане на човешкото здраве.