Способ обеспечения населения г. Казани физиологически полноценной питьевой водой

УДК 628.1

Ю. А. Тунакова, Г. Н. Габдрахманова, Р. И. Файзуллин, В. С. Валиев, О. Н. Кузнецова

СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ Г. КАЗАНИ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ

Ключевые слова: питьевая вода, физиологическая полноценность, металлы, искусственная минерализация, фильтр - минерализатор.

Описаны результаты исследования питьевой воды, доходящая до потребителей на территории г. Казани. Выявлено несоответствие показателей физиологической полноценности действующим нормативным требованиям. Проведено сравнение результатов испытаний четырех моделей фильтров-минерализаторов, наиболее часто встречающихся на потребительском рынке. На основании тестирования выбран фильтр - минерализатор, который рекомендован для бытового использования населению г. Казани для получения физиологически полноценной питьевой воды.

Keywords: drinking water, physiological usefulness, metals, artificial mineralization filter - mineralizer.

It is described the results of the study of drinking water, reaching to the consumers in the city of Kazan. Discrepancy usefulness of physiological parameters applicable regulatory requirements is revealed. The comparison of test results the manufacturers offour-mineralizing filter models, the most common in the consumer market. Based on the test filter - mineralizer is selected , which is recommended for home use to the population of Kazan for physiologically full drinking water.

Обеспечение населения крупных городов качественной питьевой водой является одним из наиболее действенных способов обеспечения его экологической безопасности. В связи с этим международное сообщество в последние годы уделяет значительное внимание вопросам обеспечения населения безопасной питьевой водой. ООН объявила 2005-2015 годы Международным десятилетием действий «Вода для жизни». В России с целью решения проблемы качества питьевой воды принята Федеральная государственная программа «Чистая вода 2011-2017» [1]. Безопасность питьевой воды заключается не только в отсутствии механических, химических и биологических примесей, а наличии необходимых организму человека микро - и макроэлементов. Использование питьевой воды неудовлетворительного качества относится к экологическим факторам малой интенсивности, но характеризуется высокой опасностью ввиду систематического потребления. Физиологическая полноценность воды, ее полезность определяется наличием и соотношением микро - и макроэлементов [1-5].

Минеральный состав природной воды уникален в каждой местности, и содержание в ней макро - и микроэлементов является определяющим фактором формирования микроэлементного статуса организма [(5]. Для ряда ионов (Са2+, ]^2+, Бе2+, Мп2+, К+, 8г2+, Б-, I-, С1-, НС03-) характерно наиболее эффективное усвоение именно из водных растворов [6,7]. Следовательно, потребление физиологически полноценной питьевой воды должно устранять дефицит макро- и микроэлементов. Физиологическая полноценность воды - это соответствие нормативам показателей общей минерализации (сухой остаток), общей жесткости, содержания Са2+, К+, Mg2+, Б-, НС03-[8].

В настоящее время в России качество и безопасность питьевой воды регламентированы нормативно - законодательными актами [8-11]. При комплекс-

ной оценке качества питьевой воды обязательно необходимо учитывать ее физиологическую полноценность.

Целью настоящего исследования является определение физиологической полноценности питьевых вод, доходящих до потребителей г. Казани из распределительной сети и способов устранения несоответствий ее минерального состава. Для определения физиологической полноценности в пробах питьевой воды, приготавливаемой на водозаборе «Волжский» (основном поставщике вод питьевого качества для населения г. Казани) за период 2013 - 2014 гг., были определены жесткость, содержание ионов Mg2+, Б-, С1- и 8042-, а также общей минерализации.

Физиологическая полноценность питьевых вод, приготавливаемых на водозаборе «Волжский» для показателей общей минерализации (сухого остатка) лежит в диапазоне значений 312,25 ± 7,1 мг/л, жесткости общей - 4,0 ± 0,51 мг-экв/л, фторидов - 0,125 ± 0,038 мг/л, магния - 0,125 ± 0,038 мг/л.

Питьевая вода из системы централизованного водоснабжения г. Казани в среднем содержит 312,25 мг/л растворенных солей, что соответствует нормам СанПиН 2.1.4.1116 - 02, где допускается диапазон значений 100-1000 мг/л.

Содержание ионов магния в питьевой воде централизованного водоснабжения в России в соответствии с СанПиН 2.1.4.1116 - 02 допускается диапазон значений 5 - 50 мг/л. Фактическая концентрация магния в питьевой воде г. Казани составляет в среднем 21,9 мг/л, что находится в пределах норматива.

Жесткость питьевой воды г. Казани составляет 4 мг - экв/л, что соответствует характеристике средней жесткости, при этом наилучшие вкусовые свойства вода имеет при жесткости 1,6-3,0 мг - экв/л (мягкая вода) [4].

Отмечено несоответствие по содержанию фторидов в питьевой воде (0,125 мг/л) при норме 0,5-

центраций каждого из этих ионов в отдельности, не должна превышать 1,0. При содержании в питьевой воде г. Казани хлоридов - 25,7 мг/л, сульфатов - 297 мг/л при нормативном содержании 250 мг/л, соответственно, превышение составляет 1,3 раза. Следует отметить, что около 90% россиян испытывают дефицит фтора и йода, что приводит к нарушению микроэлементного баланса в организме [12].

Таким образом, в результате проведенного исследования показано, что питьевая вода, доходящая до потребителей на территории г. Казани имеет несоответствие показателей физиологической полноценности действующим нормативным требованиям.

Для доведения водопроводной воды до уровня физиологической полноценности рекомендуют проводить ее искусственную минерализацию с помощью специального устройства-минерализатора. Минерализатор - это еще один картридж, компоненты которого исключительно природного происхождения и представляют собой оптимальный набор минеральных солей в элементе фильтра. Картриджи обычно содержат смеси природных материалов и обогащают воду ионами таких веществ как магний, кальций, натрий, калий, железо, так же минеральными солями.

Нами проведено сравнение результатов испытаний четырех моделей фильтров-минерализаторов, наиболее часто встречающихся на потребительском рынке. Они схожи по своим фильтрующим свойствам и объему резервуаров для воды. Два из них корейского производства - «Keosan» KS-971 и «Coolmart» CM-101 и два отечественных -«Новая Вода» Prima Р-140 и «Водный Доктор» ВД-Оптима (NS), которые сведены в табл.2.

Таблица 2 - Характеристики моделей минерализаторов заявленные и измеренные

Торговая марка «Кео8ап» «Coolmart» «Новая Вода» «Водный Доктор»

Модель КБ-971 CM-101 Prima Р-140 ВД-Оптима

Материал нижнего резер- пластик стекло пластик прозрачный акрил

вуара

Состав предфильтра Керамический фильтр предварительной очистки Микрофильтр Предфильтр механической очистки Предфильтры ПФА-2, ПФ5Ш, ТПП-2, ФСМ1

Ресурс предфильтра до 2-х лет от 14 дней до 3-х мес. 1000 л / не более 6 мес. 3000 л / 5000 л / 900 л / н/д

Состав основного фильтра активированный н/д импрегнированный сорбционные мембраны

серебром уголь; биокерамические шарики; ионооб- серебром активированный уголь; два сорта ионообменные смолы; СМ-2; картридж с трековой мембраной ВДК-ТМ.

менная смола; цео- камни-минералы и

литный песок кварцевый песок

Скорость фильтрации заяв- 0,8-1 6-20 н/д 0,35-0,5

ленная, л/ч

Скорость фильтрации из- 0,5 3 4-5 0,15

меренная л/ч

Торговая марка «Кео8ап» «Coolmart» «Новая Вода» «Водный Доктор»

Размеры (ШхДхВ), см 32,5x34x43 31,5х31,5х53 25x25x50 25,3х27,8х47,8

Вес измер, кг 5,5-5,8 6,8 2,9 6,5

Емкости верхний/ общая 12л 6/12 общая 14л 5/10

нижнии резервуар, л

Состав минерализатора минеральные камни песок КОРМАК минеральные камни кассета с минерализатором КОРМАК

Ресурс минерализатора 2 и 1 год 1 год 2000 л / не более 1 года 5 лет

1,5 мг/л, что ниже минимального нормативного значения в 4 раза.

Поскольку, питьевая вода, доходящая до потребителей, отличается по составу, по сравнению с приготавливаемой на водозаборах, то проводилась оценка ее качества в конечной точке потребления (табл.1).

На следующем этапе исследовались пробы питьевой воды, отобранной в 185 квартирах на территории г. Казани, поступающей из того же источника водоснабжения.

Таблица 1 - Концентрации ионов в питьевой воде в конечной точке потребления

Ионы С, мг/л Ионы С, мг/л

Стронций 0,453±0,215 Нитриты (по N0^) 0,0072±0, 007

Медь 0,0024±0,0007 Нитраты (по N03-) менее 1

Свинец 0,013±0,0023 Сульфаты 297±33

Цинк 0,035±0,0089 Фториды 0,36±0,01

Хром (VI) 0,0045±0,0021 Хлориды 25,7±1,4

Железо 0,109±0,0007 Фосфаты 0,22±0,01

Концентрации ионов стронция, меди, цинка, хрома, железа, нитрит и нитрат ионов, фторидов в питьевой воде в конечной точке потребления соответствуют требованиям действующих нормативных документов.

Однако отмечено превышение содержания ионов свинца над нормативным значением в 0,8 - 2,6 раза. Сумма концентраций хлоридов и сульфатов, выраженных в долях предельно допустимых кон-

Изготовители фильтров «Keosan»,

«Coolmart» и «Водный Доктор» предлагают использовать свою продукцию там, в том числе для очистки колодезной воды. Производитель фильтра «Новая Вода» напрямую предлагает использовать фильтр Prima Р-140 в загородном доме и на даче.

При изучении скорости фильтрации самую высокую, но непостоянную скорость показал минерализатор « Новая Вода» - скорость фильтрации непредсказуемо менялась от 1 до 6 л/ч. «Coolmart» и «Keosan» показали меньшую скорость, но зато более стабильную, 3 л и 0,5 л воды в час соответственно [13]. «Водный Доктор» показал самую низкую скорость фильтрации - 0,5 л/ч.

Для практического использования фильтров-минерализаторов важна частота замены картриджей. Для фильтра «Keosan» замену основного картриджа необходимо производить 1 раз в 6-8 месяцев, керамический предфильтр и минеральные камни подлежат замене через 2 года. Картридж и пластиковый предфильтр механической очистки фильтра-минерализатора «Новая Вода» имеют срок службы полгода. Микрофильтр фильтра-минерализатора «Coolmart» требует замены 1 раз в 14 дней - 3 месяца в зависимости от степени загрязненности воды. Кроме того, необходима промывка поверхности, а также промывка песка 1-2 раза в месяц. Для поддержания картриджей фильтра-минерализатора «Водный Доктор» в рабочем состоянии нужно проводить их регенерацию 2-4 раза в месяц. Этот процесс довольно трудоемкий и занимает 5-10 часов.

Результаты оценки степени очистки рассматриваемыми фильтрами - минерализаторами отфильтрованной воды в начале эксплуатации и через месяц эксплуатации фильтров по основным показателям в сравнение с нормативами [8] показаны на рис 1-3.

со

га с га о.

га га £ о

О m 1Л О О со 1- X

X и QJ о о ГС си о

и m О >s -Q I

о со

результаты исследования

ПДК солей жесткости согласно СанПиН 2.1.4.1074-01

Рис. 2 - Содержание солей жесткости в отфильтрованной воде

120

100

£ 80

О 60

IT

> 40

О

20

0

Анализ Анализ 1 2

Keosan

Coolmart

Новая Вода

Водный Доктор

ПДК

Рис. 1 - Содержание ОМЧ (общее микробное число) в отфильтрованной воде

Лучший результат в условиях тестирования показал фильтр - минерализатор «Водный доктор», а оптимальным по соотношению качество/цена является фильтр-минерализатор «КеоБап», которые можно рекомендовать для бытового использования населению г. Казани для получения физиологически полноценной питьевой воды.

Рис. 3 - Содержание нитратов в отфильтрованной воде

Литература

1. Постановление Правительства РФ от 22 декабря 2010 г. N1092 "О федеральной целевой программе "Чистая вода" на 2011 - 2017 годы": http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/2073798/#ixzz 3ocRsbK5Q

2. Г.Г., Онищенко. Гигиена и санитария. 1, 10-14 (2007).

3. Фетисова С.К. Гигиена и санитария. 1. 20-22 (2004).

4. Ковековдова Л.Т. Вода: химия и экология 11, 22-26 (2012).

5. Мазаев В.Т. Коммунальная гигиена. ГЭОТАР - Медиа, Москва, 2005. 304 с.

6. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир, Москва, 2004. 272 с.

7. Water, Sanitation and Health Protection and the Human Environment World Health Organization. PrintingandBindingService WHO. Geneva, 2005. 187р.

8. СанПиН 2.1.4.1116-02.Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. Москва, Минздрав России. 2002. 17 с.

9. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиени-

ческие требования к обеспечению систем горячего водоснабжения. Москва, Минздрав России. 2002. 62 с.

10. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

11. Федеральный закон «О водоснабжении и водоотведе-нии»№ 416-ФЗ от 7 декабря 2011 г.

© Ю. А. Тунакова - д.х.н., профессор, зав. каф. общей химии и КНИТУ им. А.Н. Туполева - КАИ, juliaprof@mail.ru; Г. Н. Габдрахманова - асп. той же кафедры, gulnarushka92@mail.ru; Р.И. Файзуллин - к.м.н., доц., зам. дир. по научной деятельности Института фундаментальной медицины и биологии К(П)ФУ; В. С. Валиев - науч. сотр. лаб. биогеохимии Института проблем экологии и недропользования АН РТ, РФ; О. Н. Кузнецова - к.х.н., доцент кафедры технологии пластических масс КНИТУ.

© Yu. Tunakova - the doctor of chemistry.,professor, head of the department of General chemistry and ecology KNRTU-KAI, juliaprof@mail.ru; G. Gabdrakhmanova - graduate student of the department of General chemistry and ecology KNITU-KAI, gulnarushka92@mail.ru; R. Faizullin - the candidate of medical sciences, Associate Professor, Deputy Director for Research of the Institute of Biology and Fundamental Medicine FSAEI VPO "Kazan (Volga) Federal University" of the Russian Federation; V. Valiev - researcher, Laboratory of Biogeochemistry Institute of Ecology and Mineral Sciences of the Republic of Tatarstan, Russian Federation; O. Kuznetsova - candidate of chemical Sciences. assistant Professor of plastics technology, KNRTU.

12. Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека, Москва, 2003. С. 22 - 33.

13. Российский институт потребительских испытаний. Фильтры для очистки воды. (2009).