Jaké je pH studniční vody?

Nor, P. E. Diagnostika ukazatelů kvality podzemních vod / P. E. Nor, T. Yu Andreeva, E. A. Novoshinskaya. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. – 2016. – č. 25 (129). – s. 172-176. — URL: https://moluch.ru/archive/129/35636/ (datum přístupu: 28.12.2024. XNUMX. XNUMX).

Diagnostika ukazatelů kvality podzemních vod

Nor Polina Evgenievna, kandidátka chemických věd, docentka;

Andreeva Tatyana Yurievna, student;

Novoshinskaya Ekaterina Aleksandrovna, student

Státní technická univerzita v Omsku

Kvalita pitné vody přímo souvisí s veřejným zdravím. Obyvatelé se stále častěji snaží získat vodu vlastními silami, a to z různých důvodů. Kvalitu vody čerpané ze studní nikdo nediagnostikuje, často jsou takové vody přesycené ionty železa, chloridovými ionty a ionty tvrdosti, v důsledku čehož se voda stává nevhodnou nejen pro pitnou, ale i pro zemědělské a technické využití. Diagnostika, alespoň na základě minimálních ukazatelů kvality vody z podzemních zdrojů, je nesmírně nutná. V této práci jsme zkoumali pět vzorků vody ze studní umístěných v zahrádkářských obcích, kde obyvatelé tuto vodu používají všude a k různým účelům. Výsledky ukázaly přebytek v některých ukazatelích, což zase vyžaduje zavedení nezbytného čištění vody pro zlepšení kvality studované vody.

Klíčová slova:železité ionty, chloridy, stanovení jakostních ukazatelů v podzemních vodách, způsoby čištění od železitých iontů, chloridy

Podzemní vody se podle podmínek výskytu dělí na půdní, podzemní, mezivrstvové, artéské a minerální. Ze všech jmenovaných vod jsou podzemní vody nejdostupnější pro zásobování vodou průmyslových podniků a obydlených oblastí [1]. Vytvářejí zvodněnou vrstvu na první nepropustné vrstvě z povrchu. K vytěžení takové vody pro použití stačí udělat studnu nebo studnu se štěrkovým zásypem. Hladina podzemní vody v závislosti na ročním období buď stoupá po srážkách nebo tání sněhu, nebo klesá v období sucha, v důsledku čehož se mění vlastnosti vody vlivem znečištění a ročního období.

Nejnebezpečnějšími polutanty jsou těžké kovy, které se do lidského těla dostávají ve velkém množství (vzhledem k normám MAC), nejsou dlouhodobě eliminovány a při koncentraci mohou mít na organismus toxický účinek [2, 3].

V některých případech, kdy je potřeba neustále získávat čistou vodu pro své potřeby, jsou lidé nuceni získávat vodu pro pitnou a domácí potřebu sami a relativně zdarma, to znamená, že si vodu pro sebe získávají z nejdostupnějších zdroje, podzemní (studny nebo vrty). Ale při pití takové vody bohužel nikdo nedělá závěry o její kvalitě a vhodnosti při použití na: vaření; potřeby pro domácnost; zalévání rostlin. Může obsahovat nečistoty těžkých kovů, soli, organické polutanty a mikrobiologické patogenní bakterie.

Účelem práce bylo poskytnout posudek na kvalitu vody používané vlastníky studní pro pitnou a jinou potřebu. Cílem bylo diagnostikovat vzorky vody pro určité ukazatele kvality vody se zaměřením na normy nejvyšších přípustných hodnot pro pitnou vodu. Studium původu železitých iontů v podzemních vodách, chloridů a dalších ukazatelů a jejich vlivu na kvalitu vody, navržení dostupných metod čištění vody od sloučenin, které překračují maximální přípustné hodnoty, a tím zlepšení kvality studované vody a zvýšení možnosti jejího využití pro pitné a hospodářské účely – potřeby domácnosti.

Podzemní voda se obohacuje o železo, když je vyplavována z hornin a jílů nasycených pyritem. Velké množství iontů železa se také dostává do nádrží a podzemních vod s odpadními vodami, dešťovými odtoky z podniků různých průmyslových odvětví a se zemědělskými splachy z polí. Železo ve vodách studní a vrtů je přítomno v oxidované a redukované formě, ale při interakci se vzdušným kyslíkem vždy oxiduje a vysráží se. V prvních minutách stoupání z hlubin jsou takové vody čisté a průhledné, ale po nějaké době získají rezavě hnědý nádech, což zase zvyšuje barvu a zákal vody. Pokud je překročena maximální přípustná koncentrace (MPC = 0,3 mg/dm 3 ), voda způsobuje rezavé šmouhy na sanitárních armaturách a skvrny na prádle. Chuť vody s nadbytečným obsahem železitých iontů má nepříjemnou svíravou kovovou chuť, která takovou vodu charakterizuje jako nevhodnou pro technické i pitné použití. Proto je obsah iontů železa ve vodě klasifikován jako organoleptický limitující ukazatel škodlivosti. Pokud člověk pije vodu s vysokým obsahem iontů železa, jsou možné: hubnutí, podráždění kůže, alergické reakce, zvětšení jater, problémy se štítnou žlázou atd. Pro průmyslové použití taková voda bude také málo užitečné, protože způsobí vzhled oxidovaného třífázového železa (rez), což může způsobit poruchy systému.

Přítomnost chloridů v podzemních vodách může být způsobena vyplavováním solných ložisek nebo vnikáním odtoku. Vzhledem k vysoké rozpustnosti všech chloridových solí se chloridy srážejí jen zřídka. Tento proces je možný pouze v případě odpařování nebo zmrazení látky [4].

Limit pro přítomnost těchto nečistot ve vodě je 350 mg/l při jeho překročení získává voda slanou chuť a stává se nevhodnou pro potřeby domácnosti. Je také nutné čistit vodu od chloridů, protože taková kapalina přispívá k: vzniku nemocí u lidí a domácích zvířat; podráždění kůže, očí, sliznic a dýchacích orgánů; poškození domácích elektrických spotřebičů (rychlovarné konvice, pračky atd.); způsobit poškození komunikací (potrubí, topné kotle).

Tvrdost přírodní vody závisí především na přítomnosti rozpuštěných vápenatých a hořečnatých solí v ní celkový obsah těchto solí se nazývá celková tvrdost. Voda s tvrdostí vyšší než 10 mg. eq/dm 3 je považován za tuhý [5].

Analýza vody na ionty železa, chloridy, tvrdost a další ukazatele je nezbytná pro různé typy vod a je důležitá především pro pitnou vodu.

Pro stanovení množství iontů železa byla zvolena fyzikálně-chemická metoda analýzy – fotokolorimetrie. Metoda je založena na stanovení koncentrace látky podle intenzity barvy roztoků. Optická hustota roztoků byla zaznamenávána na přenosném mikroprocesorovém fotokolorimetru „ECOTEST-2020“ při vlnové délce 525 nm, chyba měření nepřesáhla 2 %. Množství chloridových iontů, tvrdost, kyselost, zásaditost a oxidovatelnost vody byly stanoveny chemickou metodou pomocí titrimetrické analýzy [6].

Studie probíhala v letech 2015-2016, vzorky byly odebrány v podzimní a jarní sezóně. Materiálem pro studii byly vzorky vody z pěti studní pro pitné účely, které se nacházejí na zemědělských pozemcích v Omsku a Omské oblasti. Odběr vzorků byl prováděn ručně, byl odebrán průměrný vzorek, počet vzorků z každé jamky byl tři a počet paralelních měření byl šest. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce. 1,2.

Výsledky studie ukázaly, že zkoumané vody patří mezi tvrdé a velmi tvrdé vody, což potvrzuje i indikátor alkality, který ukazuje přítomnost bikarbonátů ve vodě, tedy odpovídá za dočasnou tvrdost. Ve vzorcích č. 1, 3, 5 je zaznamenáno velké množství chloridových iontů (od 1 MAC do 9 MAC). Nejvyšší obsah železitých iontů byl zjištěn v jamce odpovídající vzorku č. 3, což je v souladu s barevným indexem, který je u tohoto vzorku nejvyšší.

Kvantitativní ukazatele kvality studované vody (podzim 2015)

p / p

Jméno

indikátor

Maximální přípustné hodnoty

Pojem pH zavedl dánský vědec Sørensen na začátku 20. století. Vyvinul termín „potentia hydrogenii“ k označení úrovně aktivity vodíkových iontů. Tento indikátor umožňuje určit acidobazickou rovnováhu prostředí, která ovlivňuje:

• rychlost chemických reakcí;
• stupeň agresivity nebo pasivity korozivních účinků;
• úroveň toxicity.

Stanovení tohoto parametru je klíčovým pojmem v chemii a ekologii. Toto je míra kyselosti nebo zásaditosti roztoku a měří se na stupnici od 0 do 14. Hodnota 7 je považována za neutrální, pod 7 je kyselá a nad 7 je alkalická. V souvislosti s vodou hraje pH důležitou roli při určování její kvality a vhodnosti pro různé účely, včetně lidské spotřeby.

Jaké by mělo být pH?

Doporučení WHO a dalších organizací říkají, že optimální hladina by měla být v rozmezí 6,5 až 8,5. Například kapalina s nízkým pH může korodovat potrubí a zařízení a vnášet do nich škodlivé kovy, zatímco příliš zásaditá voda může způsobit nepříjemnou chuť a podráždění pokožky. Vnitřní tekutiny těla mají také svou acidobazickou rovnováhu, která ovlivňuje naše zdraví a celkovou pohodu. Při výběru pitné vody je důležité zvážit, aby byla maximálně přizpůsobena potřebám našeho těla a pH krve. Moderní standardy uvádějí, že pH krve by mělo být mezi 7,35 a 7,45 a tekutina, kterou denně konzumujeme, by měla mít podobnou hodnotu kyselosti.

Jak určit pH

Metody domácího měření

Existuje několik jednoduchých způsobů. Jednou z nejoblíbenějších metod je použití testovacích proužků. Tyto proužky lze snadno najít v lékárně nebo v obchodě pro domácí potřeby. Jednoduše proužek ponořte a porovnejte barvu s přiloženou stupnicí.

Další metodou je použití pH metrů. Jedná se o malá elektronická zařízení, která jsou ponorná a na displeji ukazují přesnou hodnotu pH. Jsou přesnější než testovací proužky, ale mohou vyžadovat kalibraci a údržbu.

Profesionální metody a vybavení

Pro přesnější určení se používají profesionální metody a vybavení. V laboratorních podmínkách se používají stacionární pH metry, které poskytují vysokou přesnost měření. Taková zařízení se často používají v úpravnách vody a výzkumných laboratořích.

Kromě toho existují automatizované systémy sledování kvality vody, které nepřetržitě měří pH a další parametry. Tyto systémy se používají ve velkých podnicích a městských vodárenských společnostech k zajištění souladu vody s předpisy.

Normy

Podle mezinárodních norem by se pH pitné vody mělo pohybovat mezi 6,5 a 8,5. Voda pod 6,5 je považována za kyselou a může korodovat potrubí a negativně ovlivnit vaše zdraví, zatímco voda nad 8,5 je považována za zásaditou a může mít nepříjemnou chuť a způsobit podráždění pokožky.

Vliv alkalické vody

Taková tekutina s pH nad 7 je považována za prospěšnou pro tělo. Pomáhá neutralizovat nadměrnou kyselost, zlepšuje metabolismus a může podporovat hubnutí. Je také bohatý na antioxidanty, které pomáhají bojovat proti volným radikálům a zpomalují proces stárnutí. Nadměrná konzumace však může vést k acidobazické nerovnováze, která následně může způsobit problémy s trávením a vstřebáváním živin.

Vliv kyselé vody

Se skóre pod 7 má také několik výhod. Může být použit k dezinfekci a čištění pokožky díky svým antimikrobiálním vlastnostem. Pomáhá bojovat proti bakteriím a plísním, takže je užitečný pro vnější použití. Pití kyselé vody však může mít negativní zdravotní účinky. Nízké pH může vést k podráždění sliznic, poškození zubů a narušení gastrointestinálního traktu.

Kvalitu a prospěšné vlastnosti vody ovlivňuje nejen její pH, ale i další parametry, jako jsou:

1. čistota (ideální voda by neměla obsahovat organické a anorganické nečistoty),
2. teplota (tělo nejlépe vnímá kapalinu při pokojové teplotě),
3. stupeň mineralizace (optimální, pokud množství a druh minerálů odpovídá potřebám, např. vysoce mineralizovaná tekutina je užitečná pro fyzicky aktivní lidi nebo osoby s nedostatkem minerálů).

Jaký vliv má změna pH pitné vody na lidský organismus?

Denně byste měli vypít 1,5 až 2,5 litru vody. Pozitivně působí na fungování všech orgánů, tvoří totiž více než 60 % našeho těla. Kvalita pitné tekutiny ovlivňuje naši pohodu. Pokud často konzumujeme vodu s nadměrně vysokou nebo nízkou kyselostí, může to narušit acidobazickou rovnováhu v těle. V důsledku takového porušení může dojít k okyselení těla, což vede k různým onemocněním, jako jsou:

• dna,
• hypertenze
• zánětlivá onemocnění trávicího systému,
• kožní onemocnění a vypadávání vlasů.

Porušení acidobazické rovnováhy je extrémně nebezpečný stav, který může v extrémních případech vést až k rakovině.

Jak čistit vodu z kohoutku?

V mnoha domácnostech se k pití používá tekutina z kohoutku. Jak zkontrolovat, zda jeho pH odpovídá optimálním hodnotám? Jak zlepšit kvalitu doma? Doporučuje se zakoupit elektronický pH tester – jedná se o jednoduché zařízení, které během několika sekund určí úroveň kyselosti. Pokud je voda příliš kyselá nebo zásaditá, lze ji vyčistit pomocí:

• filtrační konvice (s alkalizačním účinkem, aktivní uhlí, hořčíkové filtry atd.),
• ionizátory (zařízení, která se instalují na pracovní desku nebo pod dřez a alkalizují kapalinu).

Jaké přípravky se používají k dezinfekci a čištění vodovodního potrubí?

Pro profesionální dezinfekci a čištění vodovodních systémů a domovních vodovodů se používají specializované chemikálie. Po desetiletí se k dezinfekci zařízení a odstranění mikroorganismů používají následující:

• chlór – má silný baktericidní účinek a čistí pitnou vodu,
• chlornan sodný – působí podobně jako chlór, okysličuje kapalinu a likviduje mikroby,
• Hydroxid sodný (také známý jako louh sodný) – reguluje kyselost a usnadňuje čištění vodovodních systémů.

Množství a způsoby použití těchto chemikálií se řídí pravidly a normami stanovenými Generálním hygienickým inspektorátem a Polským výborem pro standardizaci. Patří sem: evropská norma PN-EN 15975-2:2013-12, mezinárodní norma PN-EN ISO 14189:2016-10 a PN-EN ISO 17994:2014-04. Navíc každá látka, která přichází do styku s vodou nebo přímo s pitnou tekutinou, musí splňovat přísné bezpečnostní požadavky stanovené Státním zdravotním ústavem.

Proto je důležité brát tento ukazatel v úvahu a snažit se o optimální hodnotu. Lze ji určit pomocí speciálních testovacích proužků nebo elektronických zařízení. Udržování rovnováhy a uvážlivá konzumace alkalické i kyselé vody pomůže udržet zdraví a pohodu těla.

Abychom to shrnuli: pH vody je indikátor, který udává úroveň kyselosti nebo zásaditosti vodného roztoku. Měří se na stupnici od 0 do 14, přičemž 7 je považováno za neutrální. Hodnoty pod 7 označují kyselé prostředí a hodnoty nad 7 označují alkalické prostředí. To je důležitý parametr, který ovlivňuje mnoho chemických a biologických procesů. Měla by se pohybovat mezi 6,5 a 8,5 kvůli bezpečnosti a komfortu spotřeby. V přírodních vodních plochách hraje pH také klíčovou roli při udržování ekosystému, ovlivňuje život vodních organismů.

Změny tohoto parametru mohou být způsobeny různými faktory, včetně znečištění, kyselých dešťů a rozkladu organické hmoty. Pravidelné monitorování a úprava pH je důležitá v různých aplikacích, jako je zemědělství, akvakultura a průmyslová výroba, aby se zajistily optimální podmínky a zabránilo se negativním vlivům.