ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ ТА БЕЗПЕЧНОСТІ БЮВЕТНОЇ ВОДИ

Екологічна ситуація в Україні сьогодні вимагає наукового підходу до використання природної питної води, оскільки вона є найважливішим компонентом життя усіх організмів. Здоров’я людини на 70 % залежить від якості та безпечності води та перебуває в прямому взаємозв’язку зі складом природних вод у джерелах, з яких здійснюється регулярне водопостачання [1].
Питна вода повинна відповідати державним стандартам і санітарному законодавству за органолептичним аналізом, хімічним та мікробіологічним складом, радіологічними показниками [2]. В організмі людини питна вода виконує важливі функції: зберігає структуру ДНК, здійснює доставку кисню в клітини, захищає кістки й суглоби, є засобом для видалення токсинів, регулює температуру тіла, забезпечує зволоження клітин і суглобів, підтримує імунну систему, виступає важливим компонентом травних соків [3].
Якість та безпечність води зумовлені комплексом її хімічних, фізико-хімічних, біологічних компонентів і фізичних властивостей, які визначають придатність води для певних видів користування.
Сьогодні велика частка киян використовує у повсякденному житті бюветну воду. По-перше, на відміну від водопровідної води її не знезаражують хлором. По-друге, бюветна вода надходить з артезіанської свердловини. Артезіанський водопровід м. Києва експлуатує свердловини двох водоносних горизонтів: сеноман-келовейського та середньоюрського. Воду з цих горизонтів піднімають насосами з глибини від 180 до 360 м. Разом з цим у Києві існує централізована система водопостачання. Для кожного району збудовані пункти роздачі води із артезіанських свердловин у бювети.
Виробничий контроль за показниками якості бюветної води здійснюється органами Державної служби України з питань безпечності харчових продуктів та захисту споживачів відповідно до статті 44 Закону України “Про питну воду, питне водопостачання та водовідведення”.
Метою роботи було дослідження якості та безпечності води з 18 бюветів Деснянського району м. Києва. Визначено твердість бюветної води, активну кислотність та вміст йонів Fe3+. Проведено адсорбційне очищення бюветної води від надлишкових йонів Феруму(III).
Досліди проводили в лабораторіях кафедри товарознавства, управління безпечністю та якістю КНТЕУ при кімнатній температурі.
Загальна твердість води – це сукупність властивостей води, обумовлених наявністю в ній катіонів Ca2+ та Mg2+. У природних умовах солі надходять у воду внаслідок взаємодії розчиненого карбон(IV) оксиду з карбонатними мінералами, хімічного вивітрювання та розчинення гірських порід.
Вміст солей впливає на органолептичні властивості води, надаючи їй гіркуватого смаку та може приводити до різних захворювань. Наслідками твердості води є захворювання на гастрит і дуоденіт, виразкову хворобу та виникнення так званих “кам’яних захворювань”: сечокам’яна, нирковокам’яна, жовчнокам’яна хвороби, а також подагри. Вода з низькою твердістю сприяє виникненню серцево-судинних захворювань.
Твердість води з бюветів визначали комплексометричним методом, який заснований на взаємодії катіонів Ca2+ і Mg2+ з трилоном Б в аміачному буферному розчині (рН=9.5) з утворенням внутрішньо-комплексних сполук. Згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10 [2] прийнято, що показник твердості води фасованої, з пунктів розливу та з питних бюветів становить 7.0 мг•екв/дм3. Серед досліджуваних зразків води тільки 7 бюветів відповідають санітарній нормі. В бюветах на вул. Закревського, 85 та Лаврухіна, 11 перевищення норми твердості води неприпустиме і становить 1.63 і 2.34 мг•екв/дм3, відповідно.
За прийнятою класифікацією можна зробити висновок, що перевірена бюветна вода у Деснянському районі м. Києва за твердістю коливається від доволі твердої до твердої.
Активну кислотність води визначали методом pH-метрії. В дослідних зразках бюветної води активна кислотність знаходиться в межах pH=7–8. Відповідно до ДСанПіН 2.2.4-171-10 [2], кислотність бюветної води має знаходитися у межах pH=6.5–8.5. Таким чином, всі зразки бюветної води відповідають вимогам стандарту.
Ферум – один з основних елементів природної води. В природних водах Ферум може перебувати у вигляді двох- і тривалентних йонів, колоїдів органічного та неорганічного походження, таких як Fe(OH)3, FeS, Fe(OH)2, комплексних сполук з гумату та фульвокислот, а також у вигляді тонкодисперсної суспензії. Підвищений вміст йонів Феруму у воді додає їй іржавий колір та металевий присмак. Сполуки Феруму відкладаються в органах і тканинах, що, в свою чергу, може привести до порушення функції слизової оболонки шлунка. Для визначення вмісту йонів Феруму застосовували спектрофотометричний метод, заснований на утворенні червоно-фіолетової комплексної сполуки Fe3+ з сульфосаліциловою кислотою при рН=1.8–2.5.
Результати досліду показали, що лише третина досліджуваних зразків бюветної води не перевищують норму за вмістом йонів Fe3+ (0.2 мг/дм3) [2], що скоріше за все пов’язано із застарілими металевими трубами.
Серед методів очищення води природних джерел можна виділити: відстоювання, фільтрацію, ультрафільтрацію, зворотній осмос, йонний обмін та сорбційне очищення. Найбільш актуальними є сорбційні методи. Відомо, що сорбент має здатність взаємодіяти та зв’язуватись із сорбатом (забрудником) шляхом адсорбції, абсорбції, йонного обміну та комплексоутворення. Засобами очищення природної води є адсорбенти, абсорбенти, йонообмінні матеріали, комплексоутворювачі [4]. Одночасно широкого застосування набуло очищення води від йонів Феруму різними методами. Відомі реагентні, каталітичні, йонообмінні, біохімічні методи знезалізення води [5].
В лабораторіях кафедри товарознавства, управління безпечністю та якістю КНТЕУ при t=20 ºC проведені досліди стосовно очищення проб бюветної води від йонів Феруму(III) з використанням активованого вугілля. Визначено адсорбцію йонів Fe3+ із модельних водних розчинів. Побудовані ізотерми адсорбції Ленгмюра та Фрейндліха, розраховані константи ізотерм адсорбції. Показано, що з ростом концентрації йонів Fe3+ в модельних водних розчинах адсорбція йонів Fe3+ на вугіллі збільшується. При максимальній концентрації йонів Феруму(III) – 20 мг/дм3 адсорбція на активованому вугіллі становить 65.48 мг/г, що в 2.5 рази вище, ніж при використанні модифікованого вугілля із відходів переробки сільськогосподарської сировини.
Встановлено оптимальні параметри процесу: співвідношення адсорбенту та адсорбату, час адсорбції, температуру досліду. Після застосування методу адсорбційного очищення на модельних розчинах проведена адсорбція на активованому вугіллі 18 проб бюветної води та видалення надлишкових йонів Феруму(III). Адсорбція йонів Fe3+ у воді з бюветів, як і в модельних розчинах, підпорядковується ізотермі Ленгмюра. В усіх зразках води з бюветів після адсорбції вміст йонів Феруму(III) зменшився і не перевищує норму стандарту 0.2 мг/дм3 [2]. Після очищення за адсорбційним методом на активованому вугіллі всі зразки бюветної води є безпечними за вмістом йонів Fe3+.
Отже, фізико-хімічні методи аналізу мають велике значення при дослідженні якості та безпечності бюветної води. Адсорбційне очищення бюветної води від йонів Феруму(III) є найбільш дієвим та перспективним способом. Результати наукового дослідження свідчать про альтернативу щодо застосування даної технології для інших зразків питної води.

1. Курик М. В., Семчук Г. М., Скубченко В. Ф. Проблеми якості питної води в Україні. Міжнародний наук.-популяр. журнал “Физическая экология человека”. 2012. № 2. С. 45-53.
2. ДСанПіН 2.2.4-171-10. Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною. Державні санітарні норми та правила. [Чинний від 2011-08-15]. Вид. офіц. Київ : Держспоживстандарт України, 2010. 25 с.
3. Орлова Н. Я. Біохімія та фізіологія харчування : навч. посіб. Київ : КНТЕУ, 2008. 281 c.
4. Іванченко Л. В., Кожухар В. Я., Брем В. В. Хімія і технологія води : навч. посіб. Одеса : Екологія, 2017. 210 с.
5. Гомеля М. Д., Твердохліб М. М. Дослідження ефективності очищення води від сполук заліза за допомогою модифікованих фільтрувальних завантажень. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2016. Т. 2, № 10(80). С. 47-52.