как узнать минерализацию воды

Минерализация воды что это такое

Что такое общая минерализация воды

Под термином «общая минерализация воды» понимают концентрацию всех растворенных веществ минерального и органического происхождения (кроме газов). Реже этот показатель называют солесодержанием. Общую минерализацию воды нередко путают с сухим остатком. Однако минерализация воды и сухой остаток разные понятия. Сухой остаток определяют путем выпаривания жидкости, в процессе которого «уходят» летучие органические соединения. В зависимости от источника происхождения воды разница между сухим остатком и общей минерализацией достигает 10 %.

Как определить минерализацию воды

Для определения общей минерализации в воде в лаборатории используют два метода:

Источники минерализации воды

Вода считается универсальным растворителем, поэтому не может долго существовать в виде химически чистого вещества. Источники ее минерализации разделяются на две категории:

Классификация воды по уровню общей минерализации

Во всех учебниках химии представлена следующая классификация по минерализации подземных и поверхностных вод. По степени минерализации воды различают:

Нормы минерализации для питьевой и технической воды

В Российской Федерации качество питьевой воды регулируется следующими нормативными документами:

Допуски по общей минерализации для технической воды определяются ее назначением. Разработаны десятки ГОСТ и ТУ для каждой сферы применения. Высокие требования предъявляются к теплоносителям для систем отопления, охлаждения оборудования, к котельной воде для паровых электростанций. Повышенное солесодержание становится причиной отложений на внутренних стенках трубопроводов и теплообменников, что приводит к выходу из строя оборудования. Обычно, если в анализе превышена общая минерализация, то и такой показатель как жесткость имеет значения выше установленных норм. В этом случае мы рекомендуем одновременно удалять соли жесткости и минерализацию с помощью обратного осмоса и ионообменных фильтров.

Как минерализация питьевой воды влияет на организм

Данные анализов по общей минерализации не позволяют в полной мере оценить влияние питьевой воды на организм человека. Именно поэтому нормативы ВОЗ по этому показателю носят рекомендательный характер. Содержание растворенных солей влияет на вкусовые качества воды. Для оценки влияния на организм нужно определить концентрации всех растворенных веществ и сравнить их с ПДК.

Наибольший риск для организма представляют:

Снизить общую минерализацию воды и концентрации вредных примесей можно выпариванием, баромембранными и электромембранными методами. Об этих технологиях для очистки питьевой и технической воды от минерализации, используемых в современных системах водоподготовке, мы рассказали в статье «Очистка воды от минерализации».

Источник

Общая минерализация воды: нормы, методы очистки

Общая минерализация воды – это параметр, отображающий содержание растворенных в жидкости веществ (преимущественно неорганических солей). Его часто объединяют с сухим остатком, но между ними есть различие. При определении общей минерализации воды учитывают и количество летучих органики. При вычислении сухого остатка этот компонент игнорируется, поэтому разница в показаниях может достигать 10%.

Классификация воды по минерализации

Стандартная формула общей минерализации рассчитывается в мг/л. Распространение также получили форматы мг/дм³, г/л, г/дм³. Некоторые научные организации определяют показатель в миллионных долях ppm. Принято считать, что 1 ppm = 1 мг/л. Общая минерализация питьевой воды напрямую зависит от химического состава природных источников. В разных регионах он может существенно отличаться. Вода бывает:

В настоящее время общая минерализация по ГСО не ограничивается. Для питьевой воды рекомендован предел 1 г/л, в отдельных районах – до 1,5 г/л. Превышение этой нормы уже существенно отображается на вкусовых качествах. Оптимальным ПНД Ф общей минерализации считается 0,2-0,4 г/л. Для воды, используемой в лечебно-профилактических целях, установлены отдельные стандарты.

Общая минерализация технической жидкости

Общая минерализация и жесткость воды являются важными параметрами для жидкостей, используемых в технических целях. Требования к характеристикам гидропотока регламентируются в зависимости от конкретной отрасли и вида производства. Чрезмерное солесодержание ускоряет износ трубопроводов, негативно сказывается на сроках эксплуатации оборудования.

Влияние на организм

При оценке вкусовых качеств, приемлемым считается любой показатель общей минерализации воды ниже 0,6 г/л. Естественно, что у каждого человека свои критерии. То, что нравится одному, другому может показаться малоприятным. Однако существует объективное определение общей минерализации, согласно которому оптимальным является среднее значение 0,2-0,4 г/л сухого остатка при наличии достаточного количества магния и кальция.

Некоторые считают, что чрезмерная очистка воды от солей лишает ее важных элементов, необходимых нашему организму. На самом деле, питьевая жидкость является далеко не основным источником полезных веществ. Общая схема минерализации показывает, что поступающие с водой микроэлементы составляют лишь незначительную часть от необходимого. Даже полная очистка жидкости не повлияет на функциональность человеческого организма.

Способы очистки

Общие методы минерализации малоинтересны массовому потребителю. Зато способы удаления лишних солей – тема весьма популярная. Основные процессы деминерализации воды:

Если норма общей минерализации воды, поступающей из водопроводной системы, не соответствует вашим стандартам, рекомендуем установить систему обратного осмоса. Жидкость пропускается сквозь полупрозрачную мембрану, вследствие чего удаляется до 99% лишних веществ. Такие системы обычно дополняются механическими и угольными фильтрами, отвечающими за предварительную очистку.

Добиться того, чтобы общая минерализация ГОСТ находилась на нужном уровне, можно также с помощью ионного обмена. За удаление солей отвечают специальные смолы. В результате реакции компоненты ликвидируемых соединений задерживаются в фильтрующем материале. Дистилляция и электродиализ применяются в основном для промышленных целей.

Научные работы и рефераты по измерению общей минерализации раствора исчисляются сотнями. Эта тема имеет серьезное значение как для рядовых потребителей питьевой воды, так и для производственных предприятий. Первых она интересует с точки зрения здоровья, вторых – эффективности рабочих процессов. Больше информации о том, что такое общая минерализация, вы сможете получить на страницах нашего сайта. На ваши вопросы готовы ответить квалифицированные специалисты с большим практическим опытом.

Источник

Как узнать минерализацию воды

_{7. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ОЦЕНКА ИХ}

_{7.1. Формы выражения результатов анализа химического состава}

_{Природная вода − сильнейший растворитель минералов и горных пород, обогащена различными солями. В связи с большим разбавлением природных растворов, соли практически полностью диссоциированы на ионы.}

_{Главными ионами являются катионы Са2+, Mg2+, Na++К+, и анионы НСО3-, SO42-, Cl-. Определение содержания ионов выполняется аналитическими методами. Результаты принято представлять в ионной, эквивалентной и процентной формах (таблица 6).}

_{Эквивалентная форма. Ионы взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах. Поэтому для установления взаимосвязи между ионами анализы выражают в эквивалентной форме. Она позволяет:}

_{— судить о правильности произведенного анализа;}

_{— рассчитать содержание некоторых ионов без аналитического определения;}

_{— составить гипотетические соли;}

_{— классифицировать воды по ряду показателей.}

_{Для пересчета необходимо содержание иона в мг/л разделить на его эквивалентный вес или умножить на пересчетный коэффициент, который является величиной обратной эквивалентному весу (таблица 7).}

_{В природных водах ион Na+ значительно преобладает по сравнению с К+, поэтому сумма ионов (Na++К+) определяют по условному коэффициенту 0,04 (или по Na+).}

Источник

Общая минерализация сточной, природной и питьевой воды: нормы, измерение, определение по формуле

Вода, текущая из крана в квартире, и вода из природных водоемов содержит растворенные соли. Минералы обнаруживаются в капле дождя и в скважинах, в сточных заводских водах и в ливневой канализации. Состав минеральных солей в природной воде, а также их количество зависит от геологических особенностей региона, но чаще всего в воде обнаруживаются неорганические соли – хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия, бикарбонаты.

Природные и сточные воды

По преобладающему катиону определяется группа вод:

Природные воды различного происхождения обычно имеют различный солевой состав и относятся соответственно к разным классам и группам.

Общая минерализация воды

Что это – общее солесодержание?

Под общим солесодержанием или минерализацией понимают количество находящихся в воде растворенных веществ, часть которых представлена хлоридами, сульфатами, бикарбонатами, а часть – органикой. Растворенные в воде газы при расчете общего солесодержания не учитываются.

В зарубежных литературных источниках минерализацию или показатель общего количества растворенных частиц обозначают TDS (Total Dissolved Solids).

Принято считать, что 1 мг/дм 3 приблизительно соответствует 1 ppm.

Для расчета величины минерализации, как правило, суммируют содержания диссоциированных в воде ионов, но это лишь часть всех веществ, имеющихся в воде. Не учитывается «органика» летучей природы, которая тоже может находиться в растворе. Поэтому понятия «минерализация» и «сумма ионов» не являются синонимами. Но подавляющая часть веществ, растворенных в воде, находится в диссоциированном состоянии (главнейшие ионы). Следовательно, подсчет суммы ионов дает достаточно полное представление о минерализации воды.

Какие минералы содержатся?

В природных водах обнаруживаются две группы минеральных солей.

«Главные ионы» определяют в воде в первую очередь.

К минералам 2-й группы относятся:

Соли 2-й группы вкладываются несущественно в общую минерализацию природной воды, но они учитываются при оценке качества воды, так для каждого компонента установлен свой уровень ПДК.

В зависимости от преобладания тех или иных анионов из 1-й группы воды подразделяют на:

По преобладающему «главному» катиону (из 1-й группы) воды делятся на натриевые, кальциевые, калиевые, магниевые.

Типология пресных и соленых вод

Блестящий ученый В. И. Вернадский предложил понятный вариант классификации, выделив три типа вод по величине минерализации:

Большинство существующих пресных вод в основном гидрокарбонатные, а солоноватые и соленые –сульфатно-хлоридные. Повышение солености выше 35 г/дм 3 обусловлено присутствием хлоридов. Рассолы соляных озер, глубинных скважин, океанов и морей относятся к хлоридным натриевым водам.

Для градации подземных вод в гидрогеологии пользуются классификацией

А. М. Овчинникова, которая приведена в сводной таблице ниже.

Если этот рубеж преодолен, вода будет неприятно соленая или горько-соленая. Водоемы засушливых районов слегка солоноваты и отличаются повышенной минерализацией, а в некоторых минеральных озерах концентрация солей достигает 35 г/кг.

Солесодержание морской воды не превышает 50 г/кг. Превышение этого значения характерно для соленых озер и подземных вод из глубинных скважин, где содержание солей может достигать 400 г/кг.

Крупнейший специалист-гидрогеолог Е. В Пиннекер разделил рассолы по минерализации на 4 группы:

Влияние минеральной воды на человека

Питьевая столовая

Воды минеральные с содержанием солей до 1 г/дм 3 включительно относятся по ГОСТ Р 54316-2011 к столовым водам. В минеральной столовой воде из природных источников мало растворённых веществ, поэтому их воздействие на человеческий организм небольшое. Столовые воды не имеют ярко выраженного привкуса, лишены запаха. Воду с низкой минерализацией не возбраняется использовать для приготовления блюд и ежедневного питья.

Широко известны потребителю столовые минеральные воды «Ессентуки», Evian, «Боржоми», BonAqua, «Нарзан», «Святой источник», Aqua Minerale, «Архыз».

Минеральные столовые воды систематизируются по различным показателям.

По газовому наполнению выделяют минеральные столовые воды:

Классификация воды в бальнеологии

Минеральные воды подразделяются на шесть бальнеологических групп. Эту классификацию минеральных вод, используемую и в настоящее время, составили

В. В. Иванов и Г. А. Невраев в 1964 году.

Низкий уровень минерализации

К слабоминерализованной воде относят воду, содержащую до 50-100 мг/дм 3 солей. В такой воде практически нет минералов, и на вкус она неприятна. При длительном употреблении воды с низким уровнем минерализации в организме сбивается обмен веществ, к примеру, в тканях уменьшается содержание хлоридов. Но в тоже время воды с невысокой минерализацией способствуют выведению из почек и мочевого пузыря слизи, песка и даже мелких камней.

Средний и высокий уровни

Большинство питьевых минеральных вод среднеминерализованы, в том числе и ценные углекислые воды.

Воды средней минерализации интенсивно воздействуют на ткани и органы человека, в том числе влияют на работу желчного пузыря и кислотообразование в желудке, на перистальтику кишечника.

Питье такой воды приводит к неблагоприятным отклонениям в здоровье:

Высокоминерализованные воды хороши для приготовления для ванн. Лечебные ванны из рассолов с минерализацией не более 150 г/дм 3 допускается использовать, не разбавляя пресной водой. Воды высокой минерализации находят лишь ограниченное питьевое применение – преимущественно для получения послабляющего эффекта.

Купание в высокоминерализованных источниках

Воды с высоким содержанием солей во время купания или принятия лечебных ванн химически воздействуют на организм, раздражая экстерорецепторы кожи. Внутрь организма также проникают некоторые ионы и микроэлементы, стимулируя интерорецепторы сосудов и внутренних органов. Действие продолжается и после прекращения контакта с высокоминерализованной водой, так как соль остается на коже в виде тончайшего слоя.

Сероводородная вода сочинского курорта «Мацеста» – пример ценного высокоминерализованного лечебного ресурса. Ванны с «огненной водой» Мацесты вызывают покраснение кожи. Кровеносные сосуды расширяются, в организме происходят гемодинамические сдвиги. Улучшение кровотока восстанавливает и нормализует структуру тканей органов и их систем, повышает их функциональную активность.

Другой известный источник высокоминерализованных вод находится на Ближнем Востоке. Воды Мертвого моря, бессточного соленого озера, отличаются самой высокой степенью солености в мире – от 300 до 350‰. Богатая «химия» воды представлена двумя десятками минералов и солей, среди которых хлорид калия, кальция, магния, натрия, бромиды. Обычная морская вода содержит 77% NaCl, но в Мертвом море концентрация хлористого натрия не превышает 25-30%, зато содержание солей магния (хлорида и бромида) достигает 50%. Магний и бром успокаивают расшатанную нервную систему, повышают стрессоустойчивость. Присутствие в лечебной ванне, созданной природой, солей калия и кальция нормализует кровяное давление.

Купание в высокоминерализованной воде при соблюдении рекомендаций врача приносит только пользу и омолаживает организм.

Влияние на антропную среду

Инженерные сооружения и машины

Высокая минерализация воды – настоящее бедствие для инженерных сооружений. Твердые грязно-белые частицы солей кальция и магния откладываются внутри труб, снижая скорость движения воды в коммуникациях. Накипь, нарастающая на нагревательных элементах бойлеров, снижает интенсивность теплообмена, способствует перегреву металлических поверхностей вплоть до поломки оборудования. Отложение солей на теплообменнике ведет к перерасходу топлива и потерям электроэнергии.

Ливневые коммуникации и водопроводы

Растворенные в воде соли кальция, магния, натрия и наличие углекислого газа, могут способствовать как образованию на трубах защитных пленок из нерастворимых карбонатов, тормозящих коррозию, так и появлению негомогенных пленок, ускоряющих разрушение водопровода. Сульфаты увеличивают электропроводность среды, активируя внутреннюю коррозию, а также косвенно способствую биологической коррозии. Хлориды встраиваются на место кислорода в защитную пленку и точечно воздействуют на металл. На металлических поверхностях коммуникаций образуются язвы, возникают течи.

Методы определение минерализации воды

ГОСТ Р 51232-98 отождествляет понятия «сухой остаток» и «общая минерализация». Для определения «сухого остатка» требуется выпарить 1 дм 3 воды и взвесить то, что осталось после этой процедуры, то есть все твердые вещества.

Параметр «сухой остаток» в лабораториях определяют двумя методами – гравиметрическим и кондуктометрическим. Гравиметрический метод предполагает предварительное выпаривание пробы воды, а затем высушивание и взвешивание осадка. Этот метод требует временных затрат, поэтому в лабораториях общую минерализацию чаще всего определяют помощью кондуктометра, измеряя прибором электропроводность воды. Портативный кондуктометр позволяет сделать быстрый вывод о минерализации воды в лабораторных и в походных условиях. Электропроводность воды напрямую зависит от концентрации растворенных солей, ионы которых переносят электрический заряд. Чем больше концентрация в жидкости положительно и отрицательно заряженных частиц, тем выше электропроводность.

Обзор методик по ГОСТу

Для определения сухого остатка по ГОСТ 18164-72 используют две варианта анализа:

Первый вариант предполагает выпаривание порции исследуемой воды на водяной бане, а затем высушивание фарфоровой чашки с осадком до постоянной массы (при t=110 ⁰С в термостате).

Второй вариант определения сухого остатка предполагает добавление к пробе во время выпаривания карбоната натрия (соды).

Гигроскопичные хлориды кальция и магния при повышении температуры подвергаются гидролизу, а кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ тяжело отдают воду, поэтому результаты исследования завышаются. Чтобы получить достоверные данные, к пробе добавляют точно отмеренный объем 1%-го раствора карбоната натрия, по массе в два раза превышающий предполагаемый сухой остаток в пробе воды. В результате кристаллогидраты CaSO₄, MgSO₄ превращаются в безводные формы. Дальнейшие действия заключаются в выпаривании чашки с содой, чтобы извлечь воду из кристаллогидратов Na₂SO₄.

Что может ТДС?

Прибор TDS (Total Dissolved Solids) – это измеритель общего количества растворенных в воде частиц солей на 1 миллион частиц воды. По принципу действия TDS – обычный кондуктометр, измеряющий электропроводимость растворов.

Соли, растворяясь в воде, распадаются на ионы, которые электрически заряжены. Чем больше в растворе заряженных частиц, тем выше его способность проводить электрический ток.

Поэтому по электропроводимости раствора можно судить о концентрации солей в нем.

Этим прибором не получится проверить безопасность воды и сделать выводы о ее качестве. TDS-метр «не видит» вещества, растворенные в воде, если растворы этих веществ неэлектролиты. Именно поэтому датчик прибора не зафиксирует присутствие в воде токсичного хлороформа, но просигнализирует о непригодности безопасной минеральной воды проверенного бренда.

TDS-метр незаменим, если надо принять решение о целесообразности установки для очистки воды методом обратного осмоса. Прибором удобно замерить минерализацию поступающей воды и убедиться, что солей много (или мало).

А затем TDS-метр пригодится для определения качества работы системы очистки осмосом. Измерение параметра минерализации воды до фильтра и после него позволят сделать вывод о необходимости замены мембраны.

Расчет сухого остатка

Единицы измерения и формула расчета

Нормы по СанПиН

Минеральная водоподготовка

Повышенная минерализация воды способствует обрастанию трубопроводов и оборудования отложениями кальциевыми и магниевыми солями. Дорогая бытовая техника, контактирующая с высокоминерализованной водой, требует частой очистки, а без должного ухода выходит из строя. Ежедневное употребление воды, насыщенной солями, воздействует на человеческий организм не лучшим образом.

Очистка

В ходе водоподготовки минерализацию воды снижают:

Дистилляция

Суть метода заключается в испарении жидкости при нагревании и последующем ее конденсировании. Чистая вода закипает при 100 ⁰С, затем испаряется, а примеси с другой температурой кипения остаются на стенках испарителя.

Метод непопулярен из-за высокой энергоемкости процесса дистилляции и неизменного нарастания «шубы» из накипи на нагревательных элементах дистиллятора.

Электродиализ

Ионы металлов и кислотных остатков способны двигаться под действием электрического тока в направлении противоположно заряженных электродов. На этой способности основано обессоливание воды методом электродиализа в специальной емкости, разделенной двумя мембранами на три секции. В крайних секциях расположены электроды, которые притягивают к себе заряженные ионы. Катионы и анионы из межмембранного пространства проходят через мембраны к электродам и собираются там, а в межмембранном пространстве остается вода с пониженным уровнем минерализации.

Обратный осмос

Эффективный и экономически выгодный метод удаления солей из воды – обратный осмос. В основе обратноосмотического фильтра – полупроницаемая мембрана, задерживающая практически все примеси, но беспрепятственно пропускающая воду. Минерализованная вода подается на мембрану под давлением, которое создается специальным повысительным насосом. Вода на выходе из фильтра очищается от солей практически на 100 %, при этом неизбежно становится безвкусной.

Поэтому следующим этапом подготовки высокоочищенной воды становится насыщение ее необходимыми минералами.

Обогащение

Процесс обогащения воды минералами происходит в минерализаторе – картридже с насыщенным раствором солей. Минерализатор восстанавливает водно-солевой состав очищенной воды, улучшая ее вкус. Небольшие дозы ионов кальция, магния, натрия подаются в очищенную воду, приближая ее по уровню растворенных солей к природной.

Источник