Определение минерального состава вод. Старт в науке Оценка химического состава минеральных вод
Минеральный состав воды – это результат взаимодействия воды как физической фазы и среды жизни с другими фазами или средами: твердой, то есть береговыми и подстилающими, почвообразующими минералами и породами; газообразной (воздушной средой) и содержащейся в ней влагой и минеральными компонентами.
Кроме того, минеральный состав обусловлен протекающими физико-химическими и физическими процессами: растворением, пептизацией, коагуляцией, седиментацией, испарением, конденсацией и т.д.
Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание или минерализацию не более 1 г/л.
Среди пресных вод в зависимости от величины солесодержания выделяют (в мг/л):
Ультрапресные (< 100);
Маломинерализованные (100 – 200);
Среднеминерализованные (200 – 500);
Повышенной минерализации (500 – 1000).
При величине солесодержания от 1 до 25 г/л воду считают солоноватой.
Основные компоненты минерального состава вод приведены в табл. 10.
Таблица 10. Основные компоненты минерального состава вод
* ПДК приведены для воды поверхностных источников хозяйственно-бытового назначения.
Соли группы 1, так называемые главные ионы, определяются в первую очередь. Соли группы 2 необходимо учитывать при оценке качества воды, хотя они вносят незначительный вклад в солесодержание пресных вод.
Соотношение концентрации в воде «главных ионов» определяет типы химического состава воды (в мг-экв/л). В зависимости от преобладающего вида анионов (³ 25 % эквивалента при условии, что
суммы ммоль анионов и катионов принимаются равными 50 % соответственно каждая) различают воды гидрокарбонатного, сульфатного
и хлоридного типа.
Иногда выделяют также воды смешанных или промежуточных типов.
В зависимости от преобладающего вида катионов выделяют группы кальциевых, магниевых, натриевых или калиевых вод.
Анализ воды на содержание минеральных компонентов проводят в различные периоды:
для поверхностных вод – в зимнюю межень, в весеннее половодье (пик), летне-осеннюю межень, летне-осенний паводок;
для вод заболоченных участков – в зимнюю межень и весеннее половодье;
для почвенных вод – в зимнюю межень, весеннее половодье и летне-осеннюю межень.
Минеральный состав определяют, как правило, химическими методами, титриметрическими и колориметрическими. Концентрацию некоторых катионов (например, К + , Na +) можно оценить расчетными методами при наличии данных о значениях концентраций других катионов и анионов.
3.7.1. Карбонаты и гидрокарбонаты
Карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание обусловлено растворением углекислого газа атмосферы, взаимодействием воды с известняками, протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.
При анализе этих анионов используют титриметрию, основанную на их реакции с ионами водорода в присутствии фенолфталеина (для СО 3 2-) или метилового оранжевого (для НСО 3 -) в качестве индикаторов.
При использовании этих двух индикаторов наблюдается две точки эквивалентности: в первой точке (рН = 8,0 – 8,2) в присутствии фенолфталеина полностью завершается титрование СО 3 2- , а во второй
(рН = 4,1 – 4,5) - НСО 3 - . Для титрования обычно используют титрованные растворы HCl с концентрацией 0,05 или 0,1 г-экв/л.
При титровании по фенолфталеину также можно определить концентрацию ионных форм ОН - , а при титровании по метиловому оранжевому ОН - , СО 3 2- и НСО 3 - .
В результате титрования СО 3 2- и НСО 3 - , которое выполняется как параллельно в разных пробах, так и последовательно в одной и той же пробе, для расчета необходимо определить общее количество кислоты (V 0), израсходованное на титрование СО 3 2- (V К) и НСО 3 - (V ГК). Причем по метиловому оранжевому (V МО) оттитровывают последовательно СО 3 2- и НСО 3 - , то есть V МО содержит долю СО 3 2- в исходной пробе, перешедших после реакции с Н + в НСО 3 - и не характеризует полностью концентрацию НСО 3 - в исходной пробе.
Следовательно, при расчете концентрации основных ионных форм, необходимо учитывать относительное потребление кислоты при титровании по фенолфталеину (V Ф) и метиловому оранжевому (V МО). При анализе возможны случаи:
1) V Ф = 0. Карбонаты, а также гидроксо-анионы в пробе отсутствуют, и потребление кислоты при титровании по метилоранжу может быть обусловлено только присутствием гидрокарбонатов;
2) V Ф ¹ 0, причем 2V Ф 3) 2V Ф = V МО. Гидрокарбонаты в исходной пробе отсутствуют, и потребление кислоты обусловлено содержанием практически только карбонатов, которые количественно переходят в гидрокарбонаты. Именно этим объясняется удвоенное, по сравнению с V Ф, потребление кислоты V МО; 4) 2V Ф > V МО. В данном случае в исходной пробе гидрокарбонаты отсутствуют, но присутствуют не только карбонаты, но и другие потребляющие кислоту анионы, а именно – гидроксо-анионы. При этом содержание последних эквивалентно составляет V ОН = 2V Ф – V МО
. Содержание карбонатов можно рассчитать, составив и решив систему уравнений: 5) V Ф = V МО. В исходной пробе отсутствуют и карбонаты, и гидрокарбонаты, и потребление кислоты обусловлено присутствием сильных щелочей, содержащих гидроксо-анионы. Присутствие свободных гидроксо-анионов в заметных количествах (случаи 4 и 5) возможно только в сточных или загрязненных водах. Массовые концентрации анионов (не солей) рассчитываются на основании уравнений реакций потребления кислоты карбонатами (С К
) и гидрокарбонатами (С ГК
) в мг/л по формулам где V К
и V ГК
– объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование карбоната и гидрокарбоната соответственно, мл; Н
– точная концентрация титрованного раствора соляной кислоты (нормальность), г-экв/л; V А
– объем пробы воды, взятой для анализа, мл; 60 и 61 – эквивалентная масса карбонат- и гидрокарбонат-аниона соответственно, в соответствующих реакциях; 1000 – коэффициент пересчета единиц измерений. Результаты титрования по фенолфталеину и метилоранжу позволяют рассчитать показатель щелочности воды, который численно равен количеству эквивалентов кислоты, израсходованной на титрование пробы объемом 1 л. Потребление кислоты при титровании по фенолфталеину характеризует свободную щелочность, а по метилоранжу – общую щелочность, которая измеряется в мг-экв/л. Показатель щелочности используется в России, как правило, при исследовании сточных вод. 3.7.2. Сульфаты Сульфаты – распространенные компоненты природных вод. Их присутствие в воде обусловлено растворением некоторых минералов – природных сульфатов (гипс), а также переносом с дождями содержащихся в воздухе сульфатов. Последние образуются при реакциях окисления в атмосфере оксида серы (IV) до оксида серы (VI), образования серной кислоты и ее нейтрализации (полной или частичной): 2SO 2 +O 2 =2SO 3 Наличие сульфатов в промышленных сточных водах обычно обусловлено технологическими процессами, протекающими с использованием серной кислоты (производство минеральных удобрений, производства химических веществ). Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического воздействия на человека, однако ухудшают вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250–400 мг/л. ПДК SO 4 2- в воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения составляет 500 мг/л, лимитирующий показатель вредности – органолептический. Метод определения массовой концентрации сульфат-аниона основан на реакции сульфат-анионов с катионами бария с образованием нерастворимой суспензии сульфата бария по реакции: Ba 2+ +SO 4 2– = BaSO 4
Для определения массовой концентрации сульфат-аниона используется большое число методов. Наиболее часто применяют турбидиметрию, гравиметрию (ГОСТ 4389-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов»), иодометрию и др. Иодометрический метод Комаровского основан на взаимодействии хромата бария с сульфат-ионами в кислой среде, в результате реакции выделяются бихромат-ионы в количестве эквивалентном сульфат-ионам: 2SO 4 2- + 2BaCrO 4 + H + ® 2BaSO 4 ¯ + Cr 2 O 7 2- + H 2 O Образующиеся бихромат-ионы определяются иодометрическим методом. Для этого к раствору добавляют иодид калия, соляную кислоту, а выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора: Cr 2 O 7 2- + 6I - + 14H + ® 2Cr 3+ + 7H 2 O + 3I 2 2S 2 O 3 2- + I 2 ® S 4 O 6 2- + 2I - Из реакций следует, что на 1 ион SO 4 2- приходится 3 атома выделившегося йода, следовательно, грамм-эквивалент SO 4 2- составляет 1/3 его веса – 32,02. Концентрацию сульфат-ионов С (в мг/л) рассчитывают по формуле где V – количество раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, мл; N – нормальность раствора тиосульфата натрия; 2,5 – пересчетный коэффициент на объем мерной колбы в случае, если мерная колба была на 250 мл, а для титрования взято 100 мл пробы; а – объем исследуемой воды, взятый для анализа, мл; Е – эквивалент SO 4 2- (32,02). Этот метод применим для вод с содержанием SO 4 2- не менее 50 мг/л. 3.7.3. Хлориды Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах, а также в питьевой воде в виде солей металлов. Если в воде присутствует хлорид натрия, она имеет соленый вкус уже при концентрациях свыше 250 мг/л; в случае хлоридов кальция и магния соленость воды возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. Именно по органолептическому показателю – вкусу установлена ПДК для питьевой воды по хлоридам (350 мг/л), лимитирующий показатель вредности – органолептический. Большие количества хлоридов могут образовываться в промышленных процессах концентрирования растворов, ионного обмена, высаливания и т.д., образуя сточные воды с высоким содержанием хлорид-аниона. Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсического воздействия на человека, хотя соленые воды очень коррозионно активны по отношению к металлам, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв. Метод определения массовой концентрации хлорид-аниона описан в ПНД Ф 14.1:2.96-97 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений содержаний хлоридов в пробах природных и очищенных сточных вод аргентометрическим методом» и ИСО 9297:1989 «Качество воды. Определение содержания хлорида. Титрование нитратом серебра с хроматным индикатором (метод Мора)». Он основан на титровании хлорид-анионов раствором нитрата серебра, в результате чего образуется суспензия практически нерастворимого хлорида серебра. Уравнение химической реакции записывается как Ag + + Cl - ® AgCl¯ В качестве индикатора используется хромат калия, который реагирует с избытком нитрата серебра с образованием хорошо заметного оранжево-бурого осадка хромата серебра по уравнению Ag + + CrO 4 - ® Ag 2 CrO 4 ¯ оранжево-бурый Данный метод получил название метода аргентометрического титрования. Титрование можно выполнять в пределах рН 5,0–8,0. Массовую концентрацию хлорид-аниона С ХЛ
(в мг/л) вычисляют по уравнению где V ХЛ – объем раствора нитрата серебра, израсходованный на титрование, мл; Н – концентрация титрованного раствора нитрата серебра с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л.; V A – объем воды, взятой на анализ, мл; 35,5 – эквивалентная масса хлора; 1000 – коэффициент пересчета единиц измерений из г/л в мг/л. 3.7.4. Сухой остаток Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105 - 110°С. Сухой остаток определяют гравиметрическим (ПНД Ф 14.1:2.114-97 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом») и расчетным методами. Перед определением сухого остатка пробу необходимо фильтровать либо отстаивать для отделения от взвешенных веществ. Гравиметрический (весовой) метод основан на определении веса высушенного остатка, полученного после выпаривания пробы. Сначала проводят выпаривание основной массы пробы, которая может составлять 250–500 мл. Далее оставшуюся часть пробы высушивают во взвешенной, доведенной до постоянной массы чашке (стакане, тигле) в сушильном шкафу в стандартных условиях в два этапа. На первом этапе высушивание проводят при температуре 103 - 105°С в течение 1–2 часов. При этом удаляются влага и все летучие органические вещества, однако сохраняется почти вся кристаллизационная вода солей – кристаллогидратов. На втором этапе высушивание проводят при температуре 178 - 182°С также в течение 1–2 часов. В этих условиях разлагаются кристаллогидраты, более полно испаряются и разлагаются органические вещества, разлагаются также некоторые соли, например гидрокарбонаты до карбонатов и далее до оксидов (частично или полностью). Величину сухого остатка определяют по разности масс остатка пробы до и после высушивания, причем иногда выполняют промежуточное взвешивание – после высушивания при температуре 103–105°С. Взвешивание выполняют на аналитических весах с погрешностью не более ±1 мг (лучше ±0,1 мг). Перед взвешиванием тигель необходимо охладить до комнатной температуры. Для определения сухого остатка поверхностных природных вод обычно достаточно высушивания при температуре 103 - 105°С. Высушивание при температуре 178 - 182°С применяется при детальном исследовании природных или сточных вод. Величину сухого остатка можно также оценить расчетным методом. При этом необходимо суммировать полученные в результате анализов концентрации растворенных в воде минеральных солей, а также органических веществ (гидрокарбонат-ион суммируется в количестве 50%). Для питьевой и природной воды величина сухого остатка практически равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и магния, а также определяемых расчетным методом натрия и калия). Величина сухого остатка для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных случаях допускается до 1500 мг/л). 3.7.5. Общая жесткость, кальций и магний Жесткость воды – одно из важнейших свойств, имеющих большое значение при водопользовании (см. п.1.4.4). Если в воде находятся ионы металлов, образующие с мылом нерастворимые соли жирных кислот, то в такой воде затрудняется образование пены при стирке белья или мытье рук. Жесткость воды приводит к образованию накипи на трубопроводах в тепловых сетях. Величина жесткости может варьироваться в широких пределах, в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года и погодных условий от 0,1-0,2 ммоль/л в озерах и реках тундры до 80-100 ммоль/л в морях и океанах. Допустимая величина общей жесткости для питьевой воды и источников централизованного водоснабжения составляет не более 7 ммоль-экв/л (в отдельных случаях – до 10 ммоль-экв/л), лимитирующий показатель вредности – органолептический. В России используется ПНД Ф 14.1:2.98-97 (издание 2004 г.) «Методика выполнения измерений жесткости в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом». Метод основан на реакции солей кальция и магния с трилоном Б (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты) в аммиачном буферном растворе с рН = 10,0 – 10,5 в присутствии эриохрома черного Т в качестве индикатора: Ca 2+ + Na 2 H 2 R ® Na 2 CaR + 2H + Mg 2+ + Na 2 H 2 R ® Na 2 MgR + 2H + , где R – радикал этилендиаминтетрауксусной кислоты (- OCCH 2) 2 NCH 2 CH 2 N(CH 2 CO -) 2 . Общую жесткость С ОЖ (в ммоль-экв/л) вычисляют по формуле где С ОЖ – общая жесткость воды, ммоль-экв/л; С 1 – концентрация раствора трилона Б, моль-экв/л; V 1 – объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование анализируемой пробы, мл; V – объем пробы воды, взятой для определения, мл. Метод определения массовой концентрации катиона кальция согласно РД 52.24.403-2007 «Массовая концентрация кальция в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом с трилоном Б» и ИСО 6058:1984 «Качество воды. Определение содержания кальция комплексонометрическим титриметрическим методом» аналогичен методу определения общей жесткости с той разницей, что анализ проводится в сильнощелочной среде (рН = 12 – 13) в присутствии индикатора мурексида. Определению кальция мешают карбонаты и диоксид углерода, удаляемые из пробы при ее подкислении. Для определения содержания магния в незагрязненных поверхностных и грунтовых природных водах применяют расчетный метод, основанный на разности результатов определения общей жесткости и концентрации катиона кальция. Для анализа загрязненных вод на содержание магния необходимо применять его прямое определение. 3.7.6. Натрий и калий Массовую концентрацию катиона натрия С Na (в мг/л) определяют расчетным методом согласно формуле С Na = (А-С ОЖ)×23, (17) где А – сумма массовых концентраций главных анионов, определяемая с использованием данных табл. 12, мг-экв/л; С ОЖ – значение общей жесткости, моль-экв/л; 23 – эквивалентная масса натрия. Концентрацию катиона калия для природных вод условно учитывают в виде концентрации катиона натрия С KNa . 3.7.7. Общее солесодержание Для расчета общего солесодержания по сумме концентраций главных анионов в ммоль-эквивалентной форме их массовые концентрации, определенные при анализе и выраженные в мг/л, умножают на коэффициенты, приведенные в табл. 11, после чего суммируют. Таблица 11. Коэффициенты пересчета концентраций из мг/л в ммоль-экв/л Конференция учащихся муниципальных
образовательных учреждений города Калуги «Старт в науку»
Секция:
Химия
Качественный анализ состава минеральных вод, продаваемых на территории
Калужской области
Рыжова Валерия Евгеньевна, ученица 8 класса
школа №46» г. Калуга
Научный руководитель:
Громова Юлия Сергеевна, учитель химии
МБОУ «Средняя общеобразовательная
школа №46» г. Калуга
г. Калуга, 2014 г.
Введение
Основная часть
1. Значение состава минеральных вод для жизнедеятельности организма.
Проведение аналитической работы. Анализ полученных данных.
Заключение
Используемая литература
Приложения
Введение
Вода (
H
2
O
)
– химическое соединение водорода с кислородом; оксид водорода.
Чистая вода – бесцветная жидкость без запаха и вкуса.Вода – самое распространенное в природе вещество, на ее долю приходится около 71 % поверхности Земли. Вода – это важнейшее составляющее живого вещества, без которого жизнь невозможна. Она составляет около 75% общей массы тела человека, а химический состав крови человека очень близок к химическому составу морской воды, где первоначально развивалась жизнь.
Актуальность работы
: В наше время ритм жизни большинства людей очень велик, и часто мы не обращаем должного внимания на свое здоровье, переутомление организма наступает незаметно и наносит нам неожиданный удар. Пополнить баланс жидкости и ионов в организме можно при употреблении минеральной воды, которая, наряду с жидкостью (водой) содержит все необходимые для нормальной работы организма ионы: катионы и анионы.Мне стало интересно, действительно ли все те минеральные воды, которые продаются у нас в городе, содержат тот состав ионов, который заявлен на их этикетках.
Цель исследования:
Провести качественный анализ минеральных вод, продаваемых на территории Калужской области на соответствие написанного на этикетке этих вод реальности.
Гипотеза:
Возможно, что не все минеральные воды, купленные нами на территории Калуги, действительно имеют ионный состав, отраженный на их этикетке и не содержат посторонних примесей.
Методы исследования:
качественный анализ (качественные реакции на анионы и катионы).
Практическая значимость:
Полученные результаты помогут разобраться, соответствует ли указанные данные о минеральной воде на этикетке действительности.
Основная часть
Значение состава минеральных вод для жизнедеятельности организма
Когда организм получает сильную нагрузку
,
он в больших количествах теряет жидкость. Обезвоживание - стресс для организма
.
Оно приводит к таким последствиям как: быстрая утомляемость;головные боли;тошнота;потеря концентрации жизненно необходимых электролитов;увеличение риска получения теплового удара;отсутствие способности к продолжительной физической нагрузке;изменение водного баланса в организме;перегрузка сердечной мышцы;нарушение процесса выработки энергии в мышечной ткани и т.д.
При обезвоживании в организме включаются защитные механизмы, препятствующие выводу натрия (почечные выделения), а также уменьшающие потоотделение (при этом повышается температура тела, происходит сгущение крови и учащение сердцебиения). Это может привести к сосудистой недостаточности и тепловому удару. Пот, испаряющийся с поверхности кожи, содержит большое количество электролитов (Na
+ , Mg
2+ , K
+ , Обычная вода не подходит для восполнения утраченных электролитов. Она притупляет чувство жажды, но не восполняет организм потерянными веществами, поэтому необходимо пить воду
, содержащую в достаточном количестве минералы и соли.
Обязательно необходимо обратить внимание на то, минеральная ли это вода или обычная питьевая.
Вода очищенная –
вода, доведенная до содержания в ней количества примесей, не превышающего естественного фона или допустимой величины (ПДК).
Вода питьевая
– вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения.
Воды минерализованные
– 1)воды, содержащие в заметном количестве минеральные вещества; 2) природные воды, содержащие соли, растворенные газы, органические вещества в количествах более 1 г/л.
Чаще всего минеральные воды бывают подземного происхождения, нередко обладают повышенными температурой и радиоактивностью.
Минерализация
– это процесс постепенного накопления солей в водах.
Различают воды (по количеству растворимых солей):
Слабоминерализованные
(0,5 – 5 г/л);
Среднеминерализованные (5 – 30 г/л);
Сильноминерализованные
(более 30 г/л)
[
2
]
.
Существует и другая классификация минеральных вод:
Столовые минеральные воды
(минерализация до 1 г/л);
Лечебно-столовые минеральные воды
(минерализация от 1г/л до 5 г/л);
Лечебные минеральные воды
(не менее 5г/л).
Эти воды можно употреблять только после консультации с врачом. Неограниченное употребление вод с большой минерализацией приводит к нарушению солевого баланса в организме.
Лечебно-столовые минеральные
воды содержат тот же состав веществ, который присутствует в организме человека, и их целебное действие заключается в восполнении нарушенного солевого баланса. Минеральные лечебно-столовые
воды действуют на все гормональные системы и на нервную систему.
Таблица 1
Некоторые виды минеральных вод и их состав
Тип
Минерализация, мг/л
Общая жесткость,
мг-экв/л
Химический состав
Катионы, г/мл
Анионы, г/мл
Societe minerale
(не газированная)
столовая
<600
Ca
2+
<40
Na
+
<200
Mg
2+
<15
HCO
3
-
<400
БонАква
(сильно газированная)
столовая
<650
Mg
2+
<40
Ca
2+
<90
Cl
-
<200
SO
4
2-
<60
HCO
3
-
<60
Аквамариа
(газированная)
столовая
<210
<2,8
Ca
2+
<27
K
+
<3
Na
+
<21
Mg
2+
<14
Fe
общ
<0.1
NO
3
-
<3
Cl
-
<38
HCO
3
-
<98
SO
4
2-
<48
Липецкий бювет
(газированная)
лечебно-столовая
3300 – 4500
Ca
2+
60 - 120
K
+
<30
Na
+
900 - 1200
Mg
2+
25 - 50
Cl
-
550 - 850
HCO
3
-
250 – 350
SO
4
2-
1200 - 1700
F
-
<0.87
Демидовская Люкс
(не газированная)
столовая
<210
<2,8
Ca
2+
<32
K
+
<2
Na
+
<6
Mg
2+
<14
Cl
-
<3
NO
3
-
<1.4
SO
4
2-
<116
F
-
<0.7
Краинская
(газированная)
лечебно-столовая
2200 – 2800
Ca
2+
500 - 600
Mg
2+
<100
Na
+
+
K
+
<100
SO
4
2-
1400 - 1600
HCO
3
-
2
00
-
3
00
Cl
-
<
25
Эдельвейс
(газированная)
лечебно-столовая
3000 – 4500
Ca
2+
8
0 - 120
K
+
500 - 700
Na
+
500 - 700
Mg
2+
<100
Cl
-
75
0 - 1
0
00
HCO
3
-
2
8
0 - 400
SO
4
2-
1
2
00 - 1
5
00
«О!»
вода питьевая негазированная
столовая
100 – 300
1,5 – 2,5
К
+
и
Na
+
50 – 200
Са
2+
250 – 600
Mg
2+
50 – 200
Cl
-
150 – 700
SO
4
2-
300 - 700
HCO
3
-
8
00 - 1500
«О!»
Sport
столовая
350 – 800
Са
2+
70 – 200
HCO
3
-
200 - 400
SO
4
2-
80 – 200
«Витаоксив»
столовая
200 – 300
1,5 – 3,5
Са
2+
250
– 750
К
+
20 – 100
Mg
2+
50 – 150
HCO
3
-
800 - 1800
Святой источник «Спортик»
столовая
100 – 500
К
+
и
Na
+
<20
Са
2+
250 –
8
00
Mg
2+
50 – 200
Cl
-
150 – 1000
SO
4
2-
<200
HCO
3
-
500 - 2000
Различают минеральные воды по основному аниону или катиону на:
хлоридные (Cl
-
);
гидрокарбонатные (HCO
3
-
);
сульфатные
(SO
4
2-
)
;
натриевые
(Na
+
)
;
калиевые
(K
+
)
;
кальциевые
(Ca
2+
)
;
магниевые (Mg
2+
)
и т.д.
Считается, что газированная вода полезнее негазированной. Но сравнивать их нельзя, так как вода добывается из источника негазированной. Минеральные воды газируют для того, чтобы придать ей определенный вкусовой колорит. Углекислота служит консервантом. К тому же, "воздушные пузырьки" помогают быстрее утолить жажду .
Целью настоящей работы является сравнение результатов проведенных нами исследований образцов минеральных вод с ГОСТами и сведениями, указанными на этикетках.
Качество воды должно удовлетворять определенным нормам, зафиксированным в СанПиН 2.1.4.10749-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды», нормах Европейского Сообщества (ЕС
) – директива «По качеству питьевой воды, предназначенной для потребления человеком» 98/83/ЕС, в международных рекомендациях Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) «Руководство по контролю качества питьевой воды» 1992г. и в нормах Агентства по охране окружающей среды США (USEPA
). При некоторых незначительных отличиях в этих требованиях только такая вода обеспечивает здоровье людей. Повышенное содержание нетоксичных солей или присутствие органических, биологических и неорганических загрязнений в количествах, превышающих указанные в данных нормах, приводит к появлению различных заболеваний .
Необходимо учитывать и ПДК
– предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде. ПДК определяется как максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения при воздействии в течение всей жизни .
Проведение аналитической работы. Анализ полученных данных
Оборудование и реактивы
– четыре образца минеральных вод
:
1. Вода питьевая негазированная «О!».
2. Вода минеральная негазированная «О!» Спорт.
3. Кислородная вода «Витаоксив».
4. Святой источник «Спортик».
– пробирки;
– реактивы
;
спиртовка, пробиркодержатель, кольцо, экран, предметные стекла.
Схема опыта
Качественное определение некоторых ионов
Для проведения качественного анализа нами были выбраны четыре образца минеральных вод среди предлагаемых в наших торговых сетях марок. Мы проводили качественные реакции на те ионы, которые должны содержаться в образцах минеральных вод, так как указаны на их этикетках.
Нами отдельно производились качественные реакции на анионы (сульфат-ионы SO
4 2- , гидрокарбонат-ионы HCO
3 -) и катионы (натрия Na
+ , калия К + , магния Mg
2+ и кальция Са 2+). Результаты сравнивались.
Ход работы
К контролю и пробам исследуемых образцов минеральных вод приливались реактивы, дающие качественные реакции на ионы, которые были заявлены на этикетке. Контроль обязательно должен содержать определяемый ион и показывает, что реактив работает (вступает в реакцию). При этом наблюдалось изменение окраски раствора или образование осадка, что свидетельствовало о наличии или отсутствии иона в растворе (минеральной воде).
Таблица 2
Ход эксперимента
Примечание
Катионы
K
+
1. К 2-3 каплям раствора, содержащего ионы калия, прибавляют2-3 капли раствора NaHC
4
H
4
O
6
и для ускорения образования осадка потирают стеклянной палочкой по стенкам пробирки. Выпадает белый кристаллический осадок.
2. Окрашивание пламени.
Смочить кольцо проволоки исследуемым образцом воды, опустить в пламя спиртовки. Смотреть через синее стекло.
1. Гидротартрат натрия
образует с ионами калия при рН 4-5 белый кристаллический осадок
KHC
4
H
4
O
6
.
2. Летучие соли калия окрашивают пламя в бледно-фиолетовый цвет.
Na
+
Окрашивание пламени.
Летучие соли натрия окрашивают пламя в желтый цвет
.
Ca
2+
1. К 2-3 каплям раствора, содержащего ионы кальция, добавляют 2-3 капли раствора реагента. Выпадает белый кристаллический осадок.
2. На черном часовом стекле перемешивают каплю исследуемого раствора с 2-3 каплями раствора реагента, затем добавляют 1-2 капли раствора NH
4 Cl
, каплю этанола и снова перемешивают. Помутнение или появление кристаллического осадка указывает на присутствие кальция.
3. Окрашивание пламени.
Смочить кольцо проволоки исследуемым образцом воды, опустить в пламя спиртовки.
1. Оксалат аммония
образует с ионами кальция кристаллический осадок
CaC
2
O
4
∙
H
2
O
.
2. Гексацианоферрат (II
) калия
при рН>7 в присутствии NH
4 Cl
взаимодействует с ионами кальция с образованием белого кристаллического осадка
состава K
n
(NH
4
)
m
CaFe
(CN
)
6
, где n
и m
в зависимости от условий могут меняться от 0 до 2. Мешают ионы Mg
2+
3. Летучие соли кальция окрашивают пламя в кирпично-красный цвет
.
Mg
2+
К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы магния, прибавляют 2-3 капли 2М HCl
, 1 каплю раствора NaH
2 PO
4 и перемешивают, по каплям добавляя 2М NH
3 до появления запаха аммиака. Выпадает белый кристаллический осадок.
Гидрофосфат натрия
образует с ионами магния в присутствии NH
3 при рН 9 белый кристаллический осадок
MgNH
4
PO
4
·6
H
2
O
.
Анионы
Cl
-
К 2-3 каплям раствора, содержащего хлорид-ионы, добавляют 2-3 капли раствора AgNO
3 . Образуется белый творожистый осадок.
Нитрат серебра с хлорид-ионом образует белый творожистый осадок AgCl
SO
4
2-
1. К 2-3 каплям раствора, содержащего сульфат-ионы, подкисленного несколькими каплями 2М HCl
, добавляют 1-2 капли раствора BaCl
2 . Образуется белый осадок.
2. К 2-3 каплям раствора, содержащего сульфат-ионы, подкисленного 2М HCl
, добавить равный объем 0,002М KMnO
4 и 2-3 капли BaCl
2 . Нагревают раствор и добавляют несколько капель 3% раствора H
2 O
2 . Раствор обесцвечивается, а окрашенный осадок остается.
1. Хлорид бария
с сульфат-ионом образует белый кристаллический осадок
BaSO
4
2. Хлорид бария в присутствии
KMnO
4
образует с SO
4 2- изоморфные кристаллы, окрашенные в розовый или розово-фиолетовый цвет.
НСО
3
-
К осадкам, образовавшимся при добавлении хлорида бария к образцам, добавляем раствор соляной кислоты. Наблюдается выделение углекислого газа.
Данные исследования были занесены в таблицу 3 и сравнивались с исходными данными (на этикетках).
Таблица 3
Сравнение результатов исследования с данными этикеток
Минеральный состав вод
Результаты исследований
Катионы
Анионы
Катионы
Анионы
«О!»
вода питьевая негазированная
К + и Na
+
Са 2+
Mg
2+
Cl
-
SO
4
2-
HCO
3
-
К + ; Na
+
;Са 2+ и
Mg
2
+
Cl
-
; SO
4
2-
;
HCO
3
-
«О!»
Sport
вода минеральная негазированная
Са 2+
HCO
3
-
SO
4
2-
Na
+
;
Ca
2+
SO
4
2-
; HCO
3
- ;
Cl
-
«Витаоксив»
Са 2+
К +
Mg
2+
HCO
3
-
Ca
2+
; K
+
; Na
+
; Mg
2
+
Cl
-
;
HCO
3
-
Святой источник «Спортик»
К + и Na
+
Са 2+
Mg
2+
Cl
-
SO
4
2-
HCO
3
-
К + ; Na
+
;Са 2+ и
Mg
2
+
Cl
-
; SO
4
2-
и
HCO
3
-
В целом, результаты проведенных нами исследований показывают, что качественный состав взятых для анализа вод соответствует заявленному минеральному составу. Однако некоторые виды исследованных минеральных вод содержат ионы, не указанные в их физико-химической характеристике. В частности присутствие хлорид-ионов и катионов натрия в минеральной воде «О!»
Sport
, а также в «Витаоксив»
явно показывает присутствие в данных водах не свойственных им минеральных солей, или указывает на вероятность их фальсификации.
Заключение
Выводы:
В результате проведения исследования четырех образцов минеральных вод с целью сравнения качественного ионного состава этих вод с указанными на этикетках, сильных отклонений не выявено.
Все минеральные воды соответствуют ГОСТу.
Таким образом, можно сделать вывод, что вышеуказанные напитки можно применять в пищу, несмотря на то, что некоторые из них могут содержать ионы, не указанные на упаковке.
Литература:
1. Блинов Л.Н. Химико-экологический словарь-справочник. – СПб.: Издательство «Лань», 2002. – 272с.
2. Ершов А.В., Новиков В.Н., Королев В.Б., Выпханова Г.В. Современная экология. Междисциплинарный понятийно-терминологический словарь-справочник. Калуга. - 2003. – 237 с.
3.
4.
5. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. – М.: ДеЛи принт, 2004. – 328с.
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ
- природные воды, химический состав и физические свойства к-рых (содержание различных минеральных, реже органических, компонентов, газов, радиоактивность, кислая или щелочная реакция и др.) позволяют применять их в лечебно-профилактических целях. Хим. свойства М. в. определяются содержанием в них различных минеральных веществ, гл. обр. в виде анионов - хлора (Cl), сульфата (SO 4), гидрокарбоната (HCO 3) и катионов - натрия (Na), магния (Mg), кальция (Ca) и др., что и обусловливает основной ионный состав вод. М. в. содержат также газы - азот (Na), метан (CH 4), углекислый газ (CO 2), реже сероводород (H 2 S) и др. Во многих М. в. присутствуют в виде ионов или не диссоциированных молекул специфические биологически активные компоненты и микрокомпоненты - углекислый газ (CO 2), сероводород (H 2 S), гидросульфид (HS), бром (Br), йод (I), мышьяк (As), железо (Fe), кремниевая к-та (H 2 SiO 3) и гидросиликат (HSiO 3 -), углерод органический (C) и нек-рые другие, придающие водам важные в бальнеол. отношении особенности. Суммарное содержание в М. в. всех указанных выше веществ (без газов) составляет минерализацию вод. К физ. свойствам М. в. относится температура, радиоактивность, обусловленная содержанием радона (Rn). Кислотно-щелочное состояние вод определяется величиной pH. Для подробной характеристики М. в. служат полные анализы их ионно-солевого состава (содержание катионов, анионов в г/л, мг-экв, экв.% и недиссоциированных молекул в г/л) и газового состава (содержание растворенных и спонтанных, т. е. свободно выделяющихся, газов, а также сумма этих газов в мл на 1 л воды и в об.%). Для краткого выражения состава М. в. применяется условная формула в виде псевдодроби, предложенная в первоначальном виде в 1928 г. М. Г. Курловым. В начале формулы указываются специфические, биологически активные компоненты, в т. ч. газы (в г/л, радон в нкюри/л), далее - минерализация (М) воды, выраженная в г/л. В числителе псевдодроби представлены анионы, в знаменателе - катионы, содержащиеся в количествах не менее 20 экв.% от сумм экв.% каждой из указанных групп анионов и катионов (при этом сумма каждой из этих групп принимается за 100 экв. %). В конце формулы приводится величина pH и температура воды. Напр., формула физ.-хим. состава воды Ессентуки № 17 записывается: При оценке вод по газовому составу учитываются те газы, к-рые содержатся в количестве не менее 10 об.% от всех газов, растворенных и спонтанных. Наименование М. в. по газовому и ионному составу дается в определенной последовательности: в порядке нарастания содержания отдельных компонентов, т. е. от меньшего к большему. Так, напр., при содержании азота - 20 и метана - 70 об.%, сульфата -25, хлора - 60, кальция -30 и натрия -65 экв. % вода называется азотно-метановой сульфатно-хлоридной кальциево-натриевой. На основе изучения хим. состава и свойств М. в. и большого опыта их леч. применения в СССР разработаны критерии и нормы опенки М. в, по хим. составу и физ, свойствам; эти данные представлены в таблице 1. В соответствии с особенностями хим. состава и физических свойств М. в. и характером их воздействия на организм выделяют воды для наружного и внутреннего применения. М. в. для наружного применения часто обладают высокой минерализацией и нередко обогащены специфическими компонентами. Питьевые М. в. имеют обычно небольшую минерализацию (2 - 12 г/л) и оказывают леч. действие благодаря своему ионному составу и наличию специфических компонентов. При наличии в составе М. в. нек-рых специфических компонентов, напр, органических веществ или железа, лечебными питьевыми считаются воды с минерализацией и менее 2 г/л (Нафтуся. Марциальные Воды и др.). В зависимости от степени минерализации питьевые М. в. разделяют на лечебно-столовые воды с минерализацией 2-8 г/л (исключение - Ессентуки № 4 с минерализацией 8-10 г/л) и лечебные воды с минерализацией 8-12 г/л, редко выше (напр., Лугела -52 г/л). В связи с тем, что питьевые М. в. могут содержать в повышенных концентрациях вещества, оказывающие вредное действие на организм, ГОСТ 13273 - 73 установлены ПДК этих веществ (табл. 2). Все М. в., используемые в леч. целях, должны соответствовать установленным сан. требованиям как в самих источниках (каптажах), так и в местах потребления вод. Число колоний микроорганизмов в водах для внутреннего и наружного применения не должно превышать 100 на 1 мл воды, коли-титр питьевых М. в. должен составлять не менее 300, вод наружного применения - не менее 100 (ГОСТ 13273-73; ГОСТ 18963-73). Важным показателем хорошего сан. состояния питьевых М. в. является также низкое содержание в них нитратов (NO 3), нитритов (NO 2) и аммония (NH 4)- соответственно 50,0; 2,0 и 2,0 мг/л. Согласно принятой в СССР классификации, предложенной В. В. Ивановым, Г. А. Невраевым (1964), а также «Правилам разработки месторождений минеральных лечебных вод СССР» (1976) М. в. делят на следующие основные бальнео л. группы. А. Воды без специфических компонентов и свойств. Б. Углекислые. В. Сульфидные. Г. Железистые, мышьяксодержащие и «полиметаллические» (с повышенным содержанием нескольких металлов -марганца, меди, свинца, цинка и др.). Д. Бромные, йодные, йодобромные. Е. Радоновые (радиоактивные). Ж. Кремнистые термальные. 3. Слабоминерализованные с высоким содержанием органических веществ - типа Нафтуси и др. В указанных группах М. в. выделяются подгруппы по газовому составу (азотные, метановые, азотно-метановые и др.), классы по анионному составу (гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные, гидрокарбонатно-хлоридные и др.), подклассы по катионному составу- (кальциевые, натриевые, магниево-кальциевые и др.), градации по минерализации. В соответствии с особенностями геологического строения отдельных регионов СССР и условиями формирования в них подземных М. в. выделяют ряд крупных территорий (провинций минеральных вод), в к-рых распространены определенные типы вод. Провинция термальных вод областей новейшего вулканизма (Камчатка, Курильские о-ва, М. Кавказ). В этой провинции широко распространены разнообразные по составу термальные воды: сильнокислые, сероводородно-углекислые, сульфатные и сульфатно-хлоридные (Кислый Ключ и др.), азотно-углекислые хлоридные «перегретые» (Горячий Пляж, Паужетские и др.), углекислые кремнистые (Джермук, Истису и др.). азотные слабоминерализованные термальные воды (Начикинские, Паратунские и др.). Провинция углекислых вод областей молодой магматической деятельности (Закарпатье, Кавказ, в т. ч. р-н Кавказских Минеральных Вод, Восточные Саяны, Южное Приморье. Центральная Камчатка и др.). В этой провинции широко распространены разнообразные по ионному составу и минерализации углекислые, иногда термальные воды (в т. ч. Боржоми, Ессентуки, Железноводские, Пятигорские, Дарасунские и др.). Нек-рые углекислые воды обогащены мышьяком, железом, бором. Отдельные месторождения углекислых вод встречаются также вне провинции углекислых вод (Кожановское, Мухенское, Синегорское, Терсинское и др.). Провинция термальных вод областей молодых тектонических движений - разломов в земной коре (Тянь-Шань, Алтай, Прибайкалье, Дальний Восток). Основной тип М. в.- азотные слабоминерализованные (минерализация до 1 г/л), кремнистые щелочные термальные воды (Кульдур, Талая, Ходжа-Обигарм и др.). На Чукотке и сев. побережье Охотского моря распространены азотные кремнистые высокоминерализованные и рассольные (минерализация до 40 г/л) термальные воды. Провинция азотных, азотно-метановых и метановых вод артезианских бассейнов занимает большую часть территории СССР. В этой провинции широко распространены М. в. разнообразного ионного состава (сульфатные, сульфатно-хлоридные и хлоридные, магниево-кальциевые, кальциево-натриевые, натриевые и др.) и различной минерализации - от 2-5 до 35-350 г/л (Ижевские, Краинские, Московские, Старорусские и др.). Нек-рые хлоридные и гидрокарбонатно-хлоридные воды являются бромными, йодобромными, иногда йодными (Кудепстинские, Семигорские, Хадыженские и др.). Наибольшее леч. значение среди М. в. этой провинции имеют сульфидные воды, представленные разнообразными по ионному составу, минерализации и содержанию сульфидов (от 10-50 до 500-1000 мг/л) типами вод (Кемери, Краснокамские, Мацестинские, Сергиевские И др.). Провинция радоновых кислородно-азотных вод массивов кислых кристаллических пород. Радоновые слабоминерализованные холодные воды, в к-рых радон является единственным леч. компонентом, широко распространены в Карелии, на Украине, в Забайкалье и в ряде других р-нов СССР. Вне провинции этих вод известен ряд месторождений радоновых вод (Белокурихинское, Джеты-Огузское, Молоковское, Пятигорское и др.), в к-рых радон сочетается с другими ценными в бальнео л. отношении компонентами и свойствами вод (температура, содержание углекислоты, минерализация). В СССР в леч. целях используются различные М. в. более 400 месторождений. Их эксплуатация и охрана регламентируются рядом законодательных и нормативных документов: «Основами водного законодательства СССР и союзных республик» (1970); «Положением о курортах» (1973) и инструкцией по применению «Положения о курортах» (1974), содержащей раздел о сан. охране курортов; ГОСТ 13273-73 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые» (1973); «Правилами разработки месторождений минеральных лечебных вод СССР» (1976) и др. Эксплуатационные запасы М. в. утверждаются Государственной комиссией но полезным ископаемым при Совете Министров СССР. В целях горной и сан. охраны месторождений М. в. устанавливаются специальные округа, в пределах к-рых осуществляются необходимые санитарно-оздоровительные мероприятия и поддерживается определенный сан. режим, направленные на сохранение природных леч. факторов (см. Зоны санитарной охраны , Курорты). В СССР разливают в бутылки на специальных заводах и в цехах розлива более 125 природных лечебно-столовых и леч. вод. При розливе воды искусственно насыщают углекислым газом до 0,3% по массе (железистые - до 0,4%), что повышает их вкусовые качества и обеспечивает лучшую сохранность хим. состава, к-рый наряду с порядком, методами и техникой розлива М. в. регламентируется ГОСТ 13273-73. Искусственные минеральные воды. В леч. учреждениях, не располагающих природными М. в., широко используют искусственные М. в. для наружного применения преимущественно трех типов - углекислые, сульфидные и радоновые (см. Ванны). Искусственные питьевые М. в. в СССР не производятся. М. в. широко используются в комплексной терапии при ряде заболеваний для наружного (общие и местные ванны, души, купания и плавание в бассейнах с минеральной водой) и внутреннего применения (питье, промывание желудка, кишечника, микроклизмы и др.), а также для ингаляций. Действие М. в. на организм определяется их физ.-хим. свойствами: основным ионным составом, а также компонентами, придающими воде специфические свойства (газы, биологически активные компоненты и микрокомпоненты, органические вещества и др.), температурой и pH. При наружном применении наряду с хим. составом М. в. существенное значение в бальнеол. действии имеют температура, pH и гидростатическое давление. Ионы солей, находящихся в М. в., вызывают раздражение кожных рецепторов как во время процедуры, так и после нее за счет осаждения на коже тончайшего слоя солей («солевого плаща»), длительно на ней сохраняющегося. Все газы и ионы нек-рых микрокомпонентов (брома, йода, мышьяка и др.) проникают через неповрежденную кожу, попадают в ткани и кровь и непосредственно влияют на функцию органов и систем организма. Т. о. складывается нейрогуморальный механизм действия М. в., специфичность к-рого зависит от преимущественного влияния тех или иных хим. веществ. Подробнее специфический и неспецифический механизм действия М. в. при наружном их использовании, методика применения, а также показания и противопоказания - см. Азотные кремнистые термальные воды , Бальнеотерапия , Ванны , Железистые воды , Йодобромные воды , Мышьяковистые воды , Радоновые воды , Сульфидные воды , Углекислые воды , ХЛОРИДНО-НАТРИЕВЫЕ ВОДЫ . Наиболее распространенным методом использования М. в. является питьевое лечение. При этом М. в. применяют в комплексе с медикаментозным, диетическим и другими методами лечения. Основные показания к питьевому лечению
: хрон, заболевания жел.-киш. тракта в стадии ремиссии, болезнь оперированного желудка (через 2-3 мес. после операции по поводу язвенной болезни при хорошей эвакуаторной функции и отсутствии кровотечений); хрон, заболевания печени, желчного пузыря, желчных путей и поджелудочной железы, мочевыводящих путей, мочекаменная болезнь (при наличии небольших камней, к-рые не создают препятствий для оттока мочи и могут выделяться через мочевыводящие пути), нек-рые болезни обмена и эндокринные заболевания (сахарный диабет в компенсированной форме, особенно в сочетании с различными заболеваниями жел.-киш. тракта, гипер- и гипотиреоз, ожирение, подагра), атеросклероз в начальных стадиях без выраженных нарушений кровообращения и водносолевого обмена; нек-рые заболевания опорно-двигательного аппарата (остеоартроз, спондилез и др.), хрон, заболевания периферических нервов, сопровождающиеся болями. Более подробные показания к применению М. в. различного состава, обусловленные спецификой механизма действия вод, изложены ниже, при описании этих вод. Основные противопоказания к питьевому лечению
: обострение воспалительного процесса в различных отделах жел.-киш. тракта и других органах; резко выраженное нарушение моторно-эвакуаторной функции желудка и кишечника, требующее оперативного вмешательства; резко выраженный атеросклероз и заболевания сердечно-сосудистой системы, сопровождающиеся отеками, нарушениями функции почек. Не показано питье щелочных вод при щелочной реакции мочи, т. к. это может вызвать нежелательные сдвиги кислотно-щелочного равновесия организма в сторону алкалоза, и при всех заболеваниях мочевыводящих путей, требующих оперативного вмешательства. Механизм действия питьевых минеральных вод проявляется целым рядом физиол, реакций, в основе к-рых лежат нейрорефлекторные и гуморальные процессы, обусловленные влиянием различных факторов: температурой воды, скоростью поступления ее в желудок и временем пребывания в разных отделах жел.-киш. тракта, химическим составом. Стимулирующее действие М. в. на желудочную секрецию при попадании в желудок, связанное с раздражением слизистой оболочки желудка, было установлено экспериментальными работами в лаборатории И. П. Павлова и получило название пилорического действия. При переходе в двенадцатиперстную кишку большинство М. в. оказывает более сложное действие: сначала происходит ощелачивание желудочного содержимого, затем кислотность возвращается к исходному уровню, а еще через нек-рое время снижается. Возникает так наз. дуоденальное действие- снижение желудочной секреции, рефлекторно обусловленное раздражением нервных окончаний слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. Исходя из этого, в методике питьевого лечения М. в. чрезвычайно важно создать такие условия, при к-рых можно было бы получать преимущественно пилорическое пли преимущественно дуоденальное действие. М. в., выпитая незадолго до приема пищи, смешиваясь с ней, не успевает быстро перейти в двенадцатиперстную кишку; дольше задерживаясь в желудке, она раздражает его слизистую оболочку и оказывает преимущественно пилорическое действие. Большинство М. в., принятых задолго до приема пищи, не задерживается в желудке, переходит в двенадцатиперстную кишку и оказывает преимущественно дуоденальное действие. Как пилорическое, так и дуоденальное действие может быть ослаблено или усилено минеральной водой соответствующего состава. Скорость перехода М. в. из желудка в кишечник зависит и от ее температуры. Холодная вода усиливает двигательную функцию желудка и переходит в кишечник быстрее, теплая уменьшает ее и эвакуируется медленнее. Выпитая М. в., воздействуя на нервные окончания слизистой оболочки как желудка, так и кишечника, оказывает выраженное рефлекторное действие на деятельность других органов пищеварительной системы. Всасывание М. в. и ее поступление в гуморальное русло в основном происходит в верхних отделах кишечника; раздражая нервные окончания кровеносных сосудов, она оказывает т. о. и гуморальное влияние на различные функции организма. Воздействуя на процессы осмоса и диффузии, поверхностного натяжения, электрический заряд клеток, на кислотно-щелочное равновесие организма, обменные процессы, М. в. оказывает влияние на уровень реактивности клеток и тканей. Степень выраженности и характер этих изменений во многом зависят от хим. состава М. в., поэтому выбор ее при питьевом лечении имеет определенное значение. Специфичность действия М. в. при питьевом лечении зависит от их основного ионного состава (анионного - гидрокарбонат, хлор и сульфат), и катионного (натрий, кальций и магний). Ниже кратко приводятся особенности механизма действия питьевых М. в. в зависимости от преимущественного содержания в них тех или иных ионов пли их сочетания (воды сложного состава). Гидрокарбонатные воды
характеризуются высоким содержанием гидрокарбонатного иона. При наличии в таких водах, кроме того, и катиона натрия они оказывают ощелачивающее действие на содержимое желудка, а также способствуют изменению кислотно-щелочного равновесия в организме в сторону алкалоза (см). Изменение щелочного резерва крови влияет на реабсорбцию жидкости в почечных канальцах. Присущее всем М. в. свойство вызывать в зависимости от времени их приема по отношению к приему пищи либо пилорическое (стимулирующее секрецию желудочного сока), либо дуоденальное (тормозящее ее) действие особенно четко выражено при соответствующей методике приема гидрокарбонатных вод. Такое двоякое действие гидрокарбонатных вод на секрецию желудочного сока позволяет считать их «универсальными». Гидрокарбонатные воды способствуют разжижению и более легкому удалению патол, слизи со слизистой оболочки желудка, моче выводящих и дыхательных путей, уменьшая при этом явления воспаления. В связи с ощелачиванием жидкостных сред организма повышается растворимость мочевой к-ты, что при усиленном диурезе способствует выведению ее из организма. Вследствие снижения ацидоза улучшается углеводный обмен, что важно при лечении больных сахарным диабетом. Присутствие в гидрокарбонатных водах кальция способствует их противовоспалительному, а магния - спазмолитическому действию, что учитывается при лечении больных с заболеваниями жел.-киш. тракта воспалительного характера со склонностью к спазмам. За счет нормализации двигательной функции жел.-киш. тракта уменьшаются диспептические явления. К классу гидрокарбонатных вод относятся: Авадхара, Боржоми, Дилижан, Лужанская № 1, Поляна Квасова, Саирме, Уцера и др. Хлоридные воды
. Анион хлора в М. в. чаще находится в сочетании с катионами натрия (хлоридные натриевые воды), реже кальция (хлоридные кальциевые воды). Лечение хлоридными натриевыми водами способствует повышению обменных процессов, оказывает желчегонное действие, улучшает секреторную функцию желудка, поджелудочной железы. Поскольку анион хлора участвует в выработке соляной к-ты париетальными гландулоцитами (обкладочными клетками) желудка, эти воды в основном назначают при заболеваниях жел.-киш. тракта с пониженной секреторной функцией. К основным хлоридным натриевым водам относятся Вярска № 2, Долинская, Минская, Миргородская, Тюменская. Хлоридные кальциевые воды, оказывающие противовоспалительное действие, уменьшают проницаемость клеточных оболочек. К таким водам относится вода Лугела. Ионы йода и брома, часто входящие в состав хлоридных вод (напр, Нижне-Сергинская, Талицкая, Хадыженекая и др.), позволяют применять их более широко. Так, бром, регулируя функц, состояние нервной системы, способствует устранению спастических явлений в желудке и кишечнике, нормализации (путем рефлекторного воздействия) функций печени и желчного пузыря; йод - нормализации функций щитовидной железы, уменьшению воспалительных явлений в желудочно-кишечном тракте. Сульфатные воды
характеризуются преобладанием ионов сульфатов, к-рые в соединении с катионами натрия или магния, нередко присутствующими в этих водах, образуют соли, плохо всасывающиеся в кишечнике. Эти воды оказывают выраженное раздражающее действие на слизистую оболочку кишечника, сопровождающееся усилением его моторной функции. Сульфатные воды, особенно содержащие катионы магния, усиливают желчеобразование (см.) и желчевыделение (см.), уменьшают вязкость желчи, нормализуют при длительном их применении содержание в желчи билирубина и жирных к-т. Улучшается печеночный кровоток, повышаются обменные, репаративные процессы и барьерная функция печени. Это способствует ликвидации воспалительного процесса в желчных путях, предупреждению камнеобразования, улучшению оттока желчи из желчного пузыря и его протоков. На желудочную секрецию эти воды оказывают преимущественно тормозящее действие. Сульфатные воды несколько снижают всасывание белков и жиров, уменьшают содержание холестерина и фосфолипидов, нормализуют концентрацию свободных жирных к-т, уровень беталипопротеидов и общих липидов в сыворотке крови. В результате лечения водами данного состава отмечено активирование окислительных процессов в организме, нормализация содержания общего азота и мочевины в моче. Сульфатные воды применяют при заболеваниях печени, желчевыводящих путей, сахарном диабете, ожирении. К этим М. в. относятся Баталинская, Лысогорская. Воды сложного состава
. Многие М. в., употребляемые для питьевого лечения, характеризуются сложным хим. составом. Преобладающие в М. в. анионы сочетаются друг с другом, действие их как бы суммируется, благодаря чему расширяются показания к их применению. Это имеет важное значение в леч. практике, т. к. при длительном течении заболевания какого-либо отдела жел.-киш. тракта отмечается в той или иной степени нарушение функции и других органов пищеварительной системы. В водах сложного состава часто сочетаются ионы хлора и гидрокарбоната (напр., Арзни, Джава, Ессентуки № 4 и № 17, Рычал-Су) либо ионы гидрокарбоната и сульфата (напр., Джермук, Ессентуки № 20, Истису, Славяновская). При назначении вод сложного состава действие того или иного иона проявляется и усиливается в зависимости от методики назначения. Гидрокарбонатно-хлоридные воды назначают при хрон, гастрите как с повышенной, так и с пониженной секрецией. Сочетание сульфатного иона и иона хлора (хлоридно-сульфатные и сульфатно-хлоридные воды, напр. Алма-Атинская, Вярска № 1, Липецкая, Нижне-Ивкинская № 4, Угличская и др.) обусловливает благоприятное действие М. в. при заболеваниях желудка преимущественно с пониженной секрецией с одновременным поражением печени и желчевыводящих путей, а также при заболеваниях кишечника, протекающих с запорами. Сочетание гидрокарбонатного и сульфатного ионов [гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатно-гидрокарбонатные воды, напр. Ачалуки, Истису (Нижний), кисловодский Нарзан, Славяновская, Смирновская и др.] обусловливает тормозящее действие на желудочную секрецию и вызывает послабление. Эти воды применяют при заболеваниях желудка с повышенной секреторной функцией и сопутствующим поражением печени и кишечника. Специфичность действия М. в. обусловлена не только их основным ионным составом, но и содержанием биологически активных веществ и компонентов либо в виде ионов, либо в виде недиссоциированных молекул. Так, воды различного ионного состава с содержанием железа (см. Железистые воды) - Бадамлы, Дарасун, Кука, Марциальная, Полюстровская - способствуют повышению содержания гемоглобина в крови, улучшению общего состояния, нормализации функции жел.-киш. тракта. Воды, содержащие йод (Семигорская, Хадыженская, Тюменская и др.), полезны при заболеваниях органов пищеварения с сопутствующим атеросклерозом и нарушением функции щитовидной железы (гипертиреоз). Бромные воды (Лугела, Нижне-Сергинская, Талицкая и др.) способствуют нормализации функц, состояния ц. н. с. (см. Йодобромные воды); мышьяксодержащие воды (Авадхара, Джермук и др.) - улучшению кроветворения (см. Мышьяковистые воды). Борные воды (Бжни, Кармадон, Поляна Квасова, Поляна Купель и др.) при их систематическом применении могут снижать интенсивность окислительных процессов в организме; их не назначают людям, склонным к полноте. Воды, содержащие кремний [Истису (Нижний), Саирме и др.], обладают противовоспалительным действием, а также усиливают антитоксическую функцию печени, что обусловлено адсорбционными свойствами кремниевой к-ты, находящейся в коллоидальном состоянии (см. Азотные кремнистые термальные воды). Газы, содержащиеся в питьевых М. в., также оказывают специфическое действие на организм. Так, углекислота стимулирует секреторную и моторную функции желудка и кишечника. Сульфидные воды увеличивают содержание сульфгидрильных соединений в тканях печени, что играет важную роль в осуществлении белкового обмена в печени. Эти воды применяют при заболеваниях жел.-киш. тракта, печени и эндокринных заболеваниях, в т. ч. сахарном диабете. Введение М. в. в двенадцатиперстную кишку методами дуоденального зондирования, дуоденального дренажа или тюбажа и трансдуоденальных промываний способствует уменьшению воспалительного процесса в печени и желчных путях, повышению выделения желчи и ее более энергичному оттоку. При дуоденальном зондировании 50-100 мл М. в. вводят после взятия всех порций желчи; при дуоденальном дренаже - от 250 до 400- 500 мл М. в. в течение процедуры, интервал 4-5 дней, на курс до 6-8 процедур. При тюбаже М. в., к-рый целесообразно проводить 1 раз в 5-7 дней, больной выпивает 500 мл М. в. в течение 30 - 40 мин. Методика проведения тюбажа М. в. аналогична общепринятой методике тюбажа лекарственными веществами (см. Тюбаж). Оптимальная температура воды при всех указанных процедурах 40-45°. При энтероколитах, протекающих с обострениями, и при заболеваниях печени для всех перечисленных выше процедур введения М. в. в двенадцатиперстную кишку используют преимущественно маломинерализованную воду (до 5 г/л) t° 37-40°; при гипотонии и атонии кишечника температуру воды снижают до 30-25" и применяют воду более высокой минерализации (от 5 до 15 г/л). При трансдуоденальных промываниях объем вводимой М. в, 1-2 л, на курс лечения 4-5 промываний с интервалом 5-6 дней. Методики проведения трансдуоденальных промываний, показания и противопоказания - см. Кишечные промывания . Микроклизмы из М. в. назначают больным колитами с преимущественным поражением дистального отдела толстой кишки (проктиты, прокто-сигмоидиты и др.). Проводят их после очистительной клизмы ежедневно или через день на ночь, температура воды 38-40°, на курс 5-8 процедур, объем воды для первой клизмы 100-150 мл, для последующих - до 200-250 мл. При сочетании питьевого лечения с другими перечисленными методами применения М. в. следует исходить из характера заболевания, его течения, стадий и особенностей. Так, для лечения диспептической формы хрон, гастрита с обильной секрецией слизи, при хрон, гастрите с секреторной недостаточностью в стадии компенсации и субкомпенсации, при выраженных воспалительных явлениях, гипокинезии желчных путей питьевое лечение сочетают с промыванием желудка, при наличии болей - с микроклизмами, при дискинезии кишечника с преобладанием гипокинезии - с кишечными промываниями. В стадии обострения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки применяют только микроклизмы из М. в. и лишь при затухании процесса наряду с микроклизмами назначают питье М. в. В стадии ремиссии (при зарубцевавшейся язве желудка), но с явлениями воспаления слизистой оболочки и диспептических расстройствах, кроме питья М. в., проводят промывание желудка, а при гастрите, сопровождающемся поражением кишечника,- подводные кишечные промывания по щадящей методике. При хрон, заболеваниях кишечника, сопровождающихся дискинезиями с преобладанием гипокинезии, питье М. в. сочетают с кишечными промываниями. Если при дискинезиях преобладают гиперкинетические расстройства, питьевое лечение целесообразно сочетать с микроклизмами. В дни проведения кишечных промываний питье М. в. отменяют, т. к. при любом способе кишечных промываний организм получает значительную дозу М. в. М. в. применяют также для ингаляций (см.) в виде аэрозолей при поражениях верхних дыхательных путей: при хрон, субатрофическом и атрофическом рините, риносинусите, хрон, тонзиллите, хрон, атрофических катарах верхних дыхательных путей, озене. Для ингаляции используют преимущественно слабо- и среднеминерализованные гидрокарбонатные натриевые и хлоридно-гидрокарбонатные натриевые воды, содержащие углекислоту, кальциевые гидрокарбонатные сульфатные воды, содержащие сульфиды, а также кальциевые йодистые натриевые воды. Воды указанного состава повышают двигательную активность мерцательного эпителия, разжижают густую и вязкую слизь, способствуют ее более легкому откашливанию, уменьшают сухость, раздражение слизистой оболочки. Питье М. в. можно сочетать в один день с применением гальванизации, лекарственного электрофореза, импульсного тока, тока и полей ВЧ, УВЧ, СВЧ, общих минеральных ванн, местного грязе-, парафино- или озокеритолечения, ингаляций, климатолечебных процедур. Таблица 1. Основные нормы оценки ii наименование минеральных вод в зависимости от минерализации, газонасыщенности, содержания специфических компонентов, реакции воды и ее температуры
Показатели Наименование вод Минерализация в г/л Слабоминерализованные Маломинерализованные Среднеминерализованные > 10,0 - 35,0 Высокоминерализованные > 35,0 -- 150,0 Рассольные Крепкие рассольные Газонасыщенность в мл/л Очень слабогазонасыщенные Слабогазонасыщенные Среднегазонасыщенные Высокогазонасыщенные углекислый газ (CO
2 растворенный)
в г/л Слабоуглекислые Среднеуглекислые Сильноуглекислые сероводород и гидросульфид (H 2 S + HS) в мг/л Слабосульфидные Среднесульфидные Крепкие сульфидные Очень крепкие сульфидные Ультракрепкие сульфидные Мышьяк (As) в мг/л Мышьяковистые (мышьяковые) Крепкие мышьяковистые (мышьяковые) Очень крепкие мышьяковистые (мышьяковые) Железо закисное и окисное (Fe 2+ + Fe 3+)
в мг/л Железистые > 40,0- 100,0 Крепкие железистые Очень крепкие железистые Бром (Br) в мг/л Йод (I) в мг/л Кремниевая к-та и гидросиликат (H 2 SiO 3 и
HSiO 3 -) в мг/л Кремнистые Радон (Rn) в нкюри/л Очень слабо радоновые Слаборадоновые Среднерадоновые Высокорадоновые Реакция воды, pH Сильнокислые Слабокислые Нейтральные Слабощелочные Щелочные Температура, °C Холодные Теплые (слаботермальные) Горячие (термальные) Очень горячие (высокотермальные) Таблица 2. Предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ в питьевых минеральных водах
Библиография:
Иванов В. В. и Невраев Г. А. Классификация подземных минеральных вод СССР, М., 1964, библиогр.: Исследование механизма влияния бальнеологических факторов на регулирующие системы организма, под ред. Л. К. Шауцуковой и др., Нальчик, 1976; Кипиани Т. И. Минеральные воды и деятельность пищеварительной системы, Л., 1974, библиогр.; Кулаков В. Я. и др. Лечебные минеральные воды, Свердловск, 1970, библиогр.; Курортное лечение заболеваний органов пищеварения и обмена веществ, под ред. Р. Л. Школенко, Пятигорск, 1973; Лечебные минеральные воды, под ред. Е. А. Смирнова-Каменского, Пятигорск, 1971, библиогр.; Минеральные воды СССР, под ред. В. В. Иванова, М., 1974, библиогр.; Саакян А. Г. Курортное лечение колитов и заболеваний прямой кишки, Ставрополь, 1975: Труды 6-го Всесоюзного съезда физиотерапевтов и курортологов, G. 439, М., 1973. М. И. Антропова; В. В. Иванов (гидрогеология).
PAGE 2
Курсовая работа
на тему: МЕТОДЫ АНАЛИЗА БУТЫЛОЧНОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ В СООТВЕТСТВИИ С МЕЖДУНАРОДНЫМИ СТАНДАРТАМИ
ВВЕДЕНИЕ
1. классификация
3. Идентификация и экспертиза
4.2 Определение массовой доли растворенной двуокиси углерода
4.3 Определение массовой концентрации основных ионов, специфических компонентов, нитратов, нитритов, серебра
ВЫВОДЫ
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Нашу планету можно назвать водной или гидропланетой. Общий баланс воды в земной коре складывается из вод Мирового океана, ледников, озер и рек, вод атмосферы и литосферы (подземной гидросферы). Все это составляет около 1,8 млрд. км³ воды. Значительное количество соленые и минерализованные воды разных составов. Для глубинных зон земной коры характерны минеральные воды, т.е. воды, обладающие минерализацией свыше 1 г/л и содержащие в себе ряд химических компонентов.
Именно минеральным водам посвящена моя курсовая работа. Целью моей работы является освещение основных вопросов о минеральных водах, об их классификации, особенностях химического состава, газового и температурного режима, а также об их использовании и действии на организм человека. Отдельная глава моей работы включает в себя сведения о методах анализа бутылочной минеральной воды.
Я выбрала эту тему, потому что она заинтересовала меня своей актуальностью, широтой и значимостью. Минеральная вода является своего рода природным лекарством, созданным самой природой. Оздоравливающее действие минеральной воды на организм человека, ее лечебные свойства с глубокой древности. На базе месторождений минеральных вод построены курорты, санатории, здравницы, заводы по разливу минеральных вод. Наконец, в последнее время участились случаи фальсификации минеральных вод, поэтому существуют лаборатории которые могут провести экспертизу и идентифицировать ту или иную минеральную воду. Все это говорит о важности, значимости и актуальности темы моей курсовой работы.
Согласно ГОСТ 13273-88, к природным минеральным питьевым лечебно-столовым и лечебным водам относят природные воды, оказывающие на организм человека лечебное действие, обусловленное основным ионно-солевым и газовым составом, повышенным содержанием биологически активных компонентов и специфическими свойствами (радиоактивность, температура, реакция среды) .
Классифицируются минеральные воды по нескольким признакам.
По степени минерализации и назначению их делят на:
минеральные питьевые (столовые) с минерализацией не менее 1 г/дм
3
или при меньшей, но содержащие биологически активные вещества в количествах не ниже бальнеологических норм;
питьевые лечебно-столовые с минерализацией от 1 до 10 г/дм
3
или с меньшей, содержащие биологически активные вещества;
питьевые лечебные с минерализацией от 10 до 15 г/дм
3
или с меньшей при наличии повышенных количеств мышьяка, бора, йода и некоторых других компонентов (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Минеральная вода
Биологически активный компонент
Массовая концентрация компонента, мг/дм
3
, не менее
Углекислая
Железистая
Мышьяковая
Борная
Кремнистая
Бромная
Йодная
Свободная двуокись углерода (растворенная)
Железо
Мышьяк
Ортоборная кислота
Метакремниевая кислота
Бром
Йод
Органические вещества (в расчете на углерод)
500,0
10,0
35,0
50,0
25,0
Химический состав минеральных вод принято изображать в виде псевдодроби: в числителе преобладающие анионы, в знаменателе катионы, концентрация которых более 20 мг-экв %. Ионы вписываются в убывающих концентрациях, выражаемых в мг-экв %. Слева от дроби указывают общую минерализацию (в г/дм
3
), газы (г/дм
3
) и биологически активные микроэлементы (в г/дм
3
). Наименование воды начинается от иона, содержащегося в меньших количествах, это дает возможность именовать преобладающие ионы полностью, а менее значимые кратко.
По химическому составу минеральные воды подразделяются на 52 группы, внутри которых имеется деление на типы по минерализации.
Наименование групп составляется по описанному выше принципу по преобладающим анионам и катионам. Например, воду состава
Типы воды имеют название по наиболее значимым источникам.
Существует также технологическая классификация минеральных вод, в соответствии с которой определяется схема обработки воды перед розливом.
2. Технология промышленного розлива природных минеральных вод
Природные минеральные воды сложная многокомпонентная система. В них обнаружены практически все известные химические элементы.
В большинстве вод в различных формах присутствуют катионы натрия, кальция, магния, калия; анионы хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, карбонаты и др. Основные микроэлементы йод, бром, фтор, селен, бор, мышьяк. В минеральных водах находятся в растворенном состоянии газы: диоксид углерода, метан, сероводород, азот. Из них ценность имеет только первый, остальные являются сопутствующими и от них избавляются.
Среди органических веществ, присутствующих в минеральных водах, выделяют гуминовые вещества, битумы, фенолы, высокомолекулярные кислоты. Все эти вещества имеют то или иное лечебное значение.
Минеральные воды в природных источниках находятся на различной глубине. Для промышленного розлива они подлежат каптированию, т. е. добыче. Каптаж гидротехническое сооружение для забора воды может быть в виде буровых скважин, шахтных колодцев, штолен в зависимости от глубины залегания и способа подъема вод. Транспортируют воду от скважины до завода по трубопроводу, автомобильными, а при большом расстоянии и железнодорожными цистернами.
В любом случае обязательное условие каптирования и транспортирования сохранение химического состава, органолептических показателей, микробиологической чистоты. Хранят воду до розлива в герметичных сборниках под давлением СО
2
.
Фильтруют
через фильтр-картон или керамические фильтры. Последние используют для вод с минерализацией до 7-8 г/дм
3
.
Обеззараживание.
Степень бактериальной чистоты минеральных вод определяется по наличию кишечных палочек. В минеральных водах, разлитых в бутылки, их число должно быть не более 3 в 1 дм
3
(коли-индекс). При обеззараживании должны уничтожаться все микроорганизмы, в том числе патогенные. Используют обработку ультрафиолетовыми лучами, солями серебра, гипохлоридом натрия. Воды, поступающие из каптажа с коли-титром менее 2, обеззараживанию, как правило, не подвергаются.
Охлаждение
проводят для увеличения степени насыщения воды углекислым газом. Охлаждают до температуры не ниже 4-10 °С во избежание нарушения стабильности солевой системы воды.
Насыщение диоксидом углерода
проводится для сохранения растворимых в воде солей, увеличения сроков хранения, придания вкусовых свойств. Насыщают СО2 все минеральные воды, для этого используют сатураторы различного типа. Массовая доля диоксида углерода в лечебных минеральных водах 0,15-0,20 %, в лечебно-столовых не менее 0,3 %, в железистых до 0,4 %.
Разливают
минеральные воды на автоматизированных линиях розлива, аналогичных для розлива пива, безалкогольных напитков.
Минеральные воды могут содержать лабильные компоненты, изменяющиеся под действием внешних факторов. В зависимости от природы этих компонентов минеральные воды классифицируются по пяти технологическим группам, для каждой из которых применяют специальные виды обработки, дополнительно к рассмотренным.
I
группа неуглекислые (не содержащие СО
2
) воды, не имеющие в своем составе легкоокисляемых компонентов. Схема обработки обычная, включая насыщение углекислым газом.
II
группа углекислые (содержащие СО
2
). Если в них отсутствуют легкоокисляемые компоненты, обработка проводится по обычной схеме, но в условиях, обеспечивающих минимум потерь диоксида углерода, растворенного в воде.
III
группа воды, содержащие железо. Во избежание окисления железа, обладающего лечебными свойствами, в воду вносят растворы аскорбиновой или лимонной кислоты.
IY
группа гидросульфидные и гидросульфидно-сероводородные, содержащие сероводород до 20 мг/дм
3
и гидросульфид-ионы до 30 мг/дм
3
. Эти восстановленные формы серы склонны к окислению с образованием коллоидной серы, которая придает воде устойчивую опалесценцию. Поскольку эти соединения не обладают полезными свойствами, их удаляют продувкой углекислым газом.
Y
группа воды, содержащие сульфатвосстанавливающие бактерии, которые превращают сульфат-ионы в коллоидную серу. Жизнедеятельность этих бактерий подавляют
введением активного хлора. Такую воду разливают редко.
3.
Идентификация и экспертиза
Минеральные воды принимают партиями в соответствии с ГОСТ 23268.0-91. Партией считают количество минеральной воды одного наименования, разлитое в бутылки одного
типа и размера или железнодорожные цистерны, одной даты выпуска и оформленное одним документом о качестве .
Документ о качестве должен содержать:
наименование предприятия-изготовителя и его подчиненность или наименование
предприятия-изготовителя, его подчиненность и товарный знак;
наименование минеральной воды;
результаты испытаний или подтверждение о соответствии качества
п
родукции требованиям нормативно-технической документации;
для минеральной воды, разлитой в железнодорожные цистерны:
номер железнодорожного вагона (цистерны);
номер железнодорожной накладной;
объем транспортируемой воды;
дату наполнения;
для минеральной воды, разлитой в бутылки:
номинальный объем воды;
вид прокладки кроненпробки;
дату выпуска;
номер бригады или номер браковщика;
размер партии.
В каждой партии определяют бактериологические и органолептические показатели, массовую концентрацию одного-двух основных ионов, двуокиси углерода, нитритов, нитратов и перманганатную окисляемость. В партии минеральной воды, разлитой в бутылки, также определяют объем воды и внешнее оформление бутылок. В неуглекислых водах, транспортируемых в железнодорожных цистернах, массовую концентрацию двуокиси углерода не определяют.
Для контроля качества минеральной воды пробы на анализ отбирают из каждой цистерны объемом не менее 4 дм
3
(из них не менее 2 дм
3
для контроля санитарно-бактериологического состояния).
Для контроля качества минеральной воды, разлитой в бутылки, от каждой партии отбирают выборку единиц продукции методом отбора для наибольшей объективности «вслепую» по ГОСТ 18321. Объем выборки устанавливают в зависимости от объема контролируемой партии. Полный объем выборки контролируют на соответствие требованиям нормативно-технической документации по внешнему виду и внешнему оформлению бутылок .
Партию минеральной воды принимают (табл. 3.1), если количество бутылок с водой, имеющих деформацию, разрывы, перекосы этикеток, осадок солей, в выборке меньше или равно приемочному числу, иначе бракуют.
Таблица 3.1
Об
ъе
м партии воды, бут.
Объем выборки, бут.
Приемочное число
151-500
501-1200
1201-10000
10001-35000
35001-150000
Для проведения контроля соответствия объема воды, массовой доли двуокиси углерода, химических и бактериологических показателей готовой продукции требованиям ГОСТ 13273 и другой нормативно-технической документации от выборки отбирают количество бутылок согласно требованиям, приведенным в табл. 3.2
.
Таблица 3.2
Объем выборки, бут.
Объем воды в бут.
Массовая доля двуокиси углерода
Химические показатели
Биологические показатели
Из выборки объемом 14 бутылок контроль химических показателей осуществляют после определения объема воды в бутылках. Для проведения органолептической оценки отбор единиц продукции в выборку проводят согласно табл. 3.3.
Таблица 3.3
Объем партии, бут.
Объем выборки, бут
151-1200
1201-10000
10001-35000
35001-150000
Краткий химический анализ минеральной воды, включающий определение основных ионов и минерализации, определяют с периодичностью не реже одного раза в квартал для вод глубокого формирования (более 100 м) и ежемесячно для вод неглубокой циркуляции (до 100 м) в объеме выборки согласно табл. 3.2.
Полный химический анализ минеральной воды, включающий определение компонентов по ГОСТ 13273 и другой нормативно-технической документации, проводят с периодичностью не реже 1 раза в год. При этом выборку увеличивают на 10 бутылок
.
Краткий и полный химический анализ выполняют в институтах курортологии и физиотерапии, на гидрогеологических станциях курортов профсоюзов или в специализированных гидрохимических лабораториях других организаций.
Отбор проб минеральной воды из цистерны проводят из штуцера для слива и налива воды или из крана для отбора проб. Отбор проб на санитарно-бактериологический анализ проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 18963 и санитарных правил, утвержденных в установленном порядке.
Контроль химических показателей проводят из усредненной пробы. Усредненную пробу готовят в чистой колбе вместимостью 2000 см
3
, сливая в нее минеральную воду не менее чем из четырех бутылок.
Бутылки с минеральными водами транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок скоропортящихся грузов для соответствующих видов транспорта и в универсальных контейнерах по ГОСТ 18477 .
Бутылки с минеральными водами в таре-оборудовании транспортируются всеми видами транспорта, кроме железнодорожного.
Бутылки с минеральной водой, укупоренные кроненпробками с прокладками из цельнорезаной пробки, хранят в горизонтальном положении в ящиках или штабелях без ящиков высотой не более 18 рядов, а укупоренные кроненпробками с прокладками из пластизолей и в горизонтальном, и в вертикальном положении.
Бутылки, укупоренные кроненпробками из цельнорезаной пробки, допускается хранить на предприятии-изготовителе в вертикальном положении сроком не более 5 дней.
Хранят минеральные воды в бутылках в проветриваемых темных помещениях при температуре от 5 до 20 °С.
Допускается при хранении появление на внешней поверхности кроненпробок отдельных пятен ржавчины, не нарушающих герметичности укупоривания.
Изготовитель гарантирует соответствие разливаемых минеральных вод требованиям стандарта при соблюдении условий хранения и транспортирования в течение 4 месяцев для железистых вод, 12 месяцев для остальных вод со дня их розлива.
3.3. Органолептическая оценка
Органолептические показатели определяют по ГОСТ 23268.1-91. Оценивают прозрачность, цвет, вкус, запах, насыщенность диоксидом углерода .
По органолептическим показателям минеральные воды должны соответствовать требованиям, представленным в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Показатель
Характеристика
Внешний вид
Цвет
Вкус и запах
Прозрачная жидкость, без посторонних включений, с незначительным естественным осадком минеральных солеей
Бесцветная или с оттенками желтоватого до зеленоватого жидкость
Характерные для комплекса растворенных в воде веществ
Прозрачность и цвет определяют визуально в проходящем дневном свете или при люминесцентном освещении в чистом стакане. Перед анализом стакан ополаскивают исследуемой водой.
Перед определением запаха воду в бутылках выдерживают в баке с водой при температуре 20-30 °С в течение часа. Затем немедленно наполняют дегустационный бокал и анализируют запах. Для определения вкуса минеральную воду в бутылке погружают в бак с водой и льдом и выдерживают один час при температуре 12 ± 1 °С. Анализ органолептических показателей проводят немедленно после наполнения водой бокала или стакана.
Дегустационную оценку минеральных вод проводят аналогично безалкогольным напиткам. Суммарная балльная оценка приведена в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Показатель
Минимальная бальная оценка
«Отлично»
«Хорошо»
«Удовл.»
«Неудовл.»
Прозрачность
Вкус
Насыщенность двуокисью углерода
Сумма баллов
Границы суммарных балльных оценок
25-23
22-20
19-16
Минеральная вода, получившая оценку ниже 16 баллов, снимается с дегустации.
По физико-химическим показателям минеральные воды должны соответствовать требованиям ГОСТ 13273-88, согласно которому минеральные воды делятся на группы, обладающие определенными характеристиками (минерализация (г/дм
3
), основные ионы, (мг-экв%), наличием специфических компонентов, согласно которым имеют свое назначение и определенные показания к лечебному применению) .
Показания к лечебному (внутреннему) применению минеральных вод:
С нормальной секреторной функцией желудка.
С повышенной секреторной функцией желудка
С пониженной секреторной функцией желудка.
Неосложненная язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки. Болезни оперированного желудка по поводу язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
Хронические колиты и энтероколиты.
Хронические заболевания печени и желчевыводящих путей: гепатиты, холециститы, ангиохолиты различной этиологии без склонности к частым обострениям, холецистит калькулезный, за исключением Хронические панкреатиты.
Болезни обмена веществ: сахарный диабет, ожирение, подагра, мочекислый диатез, оксалурия, фосфатурия.
Хронические заболевания мочевыводящих путей.
Железодефицитные анемии.
При обработке минеральной воды сернокислым
серебром или раствором гипохлорита натрия массовая концентрация серебра в воде, разлитой в бутылки, не должна превышать 0,2 мг/дм
3
, остаточного активного хлора 0,3 мг/дм
3
. Массовая концентрация нижеперечисленных компонентов не должна превышать значений, приведенных в табл. 3.7.
Перманганатная окисляемость минеральных вод должна находиться в пределах 0,5-5,0 мг/дм
3
потребленного кислорода, а в водах, обогащенных органикой, может быть более 10 мг/дм
3
.
Расхождения между значениями окисляемости в источниках и в готовой продукции не должны превышать 15%.
Таблица 3.7
Наименование
компонента
Значение массовой концентрации компонента, мг/дм
3
, не более
Метод испытания
Нитраты (по
)
Нитриты (по
)
Свинец
Селен
Уран
Мышьяк в расчете на металлический:
В лечебных водах
В лечебно-столовых водах
Стронций
Фтор:
В лечебных водах
В лечебно-столовых водах
Фенолы в лечебных водах и лечебно-столовых водах
Другие органические вещества (в расчете на углерод):
В лечебных водах
В лечебно-столовых водах
Ради
й
50,0
0,05
1,8 (1,2×10
-9
Ки/дм
3
)
25,0
15,0
10,0
0,001
15,0
10,0
5×10
-10
Ки/дм
3
По ГОСТ 23268.9
По ГОСТ 23268.8
По ГОСТ 18293
По ГОСТ 19413
По НТД
По ГОСТ 23268.14
По ГОСТ 23950
По ГОСТ 23268.18
По методике, утвержденной Минздравом РФ
то же
По бактериологическим показателям минеральные воды должны соответствовать требованиям табл. 3.8.
Санитарно-бактериологический контроль минеральных вод проводят по ГОСТ 18963. Сроки проверки определяются санитарными правилами, утвержденными в установленном порядке.
Таблица 3.8
Показатель
Значение, не более
Метод испытания
Общее количество бактерий в 1 см
3
минеральной воды
Количество бактерий группы кишечной палочки в 1 дм
3
минеральной воды
По ГОСТ 18963
По ГОСТ 18963
4.Экспериментальная часть
Для проведения курсовой работы бралось три вида минеральной бутылочной воды «Боржоми», «
Набеглави» и «Ессентуки №4» емкостью по 0,5 л. К каждой из бутылок приклеены этикетки с указанием наименования лечебной минеральной воды, а также основные ее характеристики, которые приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Основные характеристики
Производитель
Медицинские показатели к употреблению
Химический состав (мг/дм
3
)
Боржоми
Вода минеральная природная лечебно-столовая гидрокарбонатная натриевая.
Сильногазированная.
Компания ”
IDS
BORJOMIBEVERAGES
Co
.
N
.
V
.”1200, Грузия, г. Боржоми, ул. Тори, 39. Адреса мощностей производства: АТ «Грузинские минеральные воды Боржомский разливочный завод №2». 1209, Грузия, Боржомский р-н. Разлито на месте добычи из Боржомского месторождения минеральных вод из св. №25 глубиной 1500м. изготовлено по СТГ 50,
поста
в
ляется по ТУ У 15.9-24364528-001
Хронические гастриты с нормальной и повышенной секреторной функцией желудка; неусложненная язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки; хронические колиты и энтероколиты; хронические заболевания печени и желчевыводящих путей; хронические панкреатиты; болезни обмена веществ, применяют как лечебную при рекомендации врача и как столовые напитки в случае несистематического употребления на протяжении более 30 дней с интервалом 3-6 месяцев. Хранить в специальных проветриваемых складских помещениях, защищенных от попадания влаги, при температуре от +3
0
С до +30
0
С, беречь от попадания прямых солнечных лучей.
HCO
3
-
SO
4
2-
Cl
-
Ca
2+
Mg
2+
Na
+
3500-5000
250-500
20-150
20-150
1000-2000
15-45
Содержит фтор;
Искусственно насыщен СО
2
;
Минерализация: 5,0-7,5 г/дм
3
.
Набеглави
Минеральная природная лечебно-столовая вода.
АТ «Хелси Вотер». Грузия, Чокяжурский р-н, с. Набеглави, 4915. Произведено со скважины 2ж, 17, 44, 47, 66а
Хронические гастриты с нормальной и повышенной секреторной функцией желудка; не усложнённая язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки; хронические колиты и энтероколиты; хронические заболевания печени и желчевыводящих путей; хронические панкреатиты, болезни обмена веществ; сахарный диабет; нарушения жирового обмена. Применяют как лечебную при рекомендации врача и как столовые напитки в случае несистематического употребления на протяжении более 30 дней с интервалом 3-6 месяцев. Хранить в специальных проветриваемых складских помещениях, защищенных от попадания влаги, при температуре от +5
0
С до +20
0
С
Гидрокарбонаты
Сульфаты
Хлориды
Кальций
Магний
Натрий + калий
2400-4400
70-244
42-95
36-112
34-120
930-1270
Гидрокарбонатная натриевая кремниевая борная, сильногазированная, искусственно насыщена СО
2
.
Метакремниевая кислота 55-90 мг/дм
3
;
Ортоборная кислота >35 мг/дм
3
;
Минерализация воды 3,5-5,9 г/дм
3.
Ессентуки №4
Вода минеральная питьевая природная лечебно-столовая.
ООО «Универсальный завод разлива минеральной воды «АКВА-ВФЙТ». Россия, 357600, Ставропольский край, г.Ессентуки, ул. Новопятигорская, 1.
Хронические гастриты с нормальной и повышенной секреторной функцией желудка; неусложненная язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки; болезни оперированного желудка и двенадцатиперстной кишки; хронические колиты и энтероколиты, хронические заболевания печени; мочеиспускательных и желчевыводящих путей; гепатиты, холециститы; хронические панкреатиты; заболевания обмена веществ: сахарный диабет, ожирение, подагра, мочекислый диатез, оксалурия, фосфатурия. Постхолецистектомичный синдром. В случае вышеизложенных заболеваний вода употребляется только вне фазы обострения. Разрешается природное осаждение минеральных солей. Хранить в помещениях, защищенных от попадания влаги, при температуре от +5
0
С до +20
0
С.
HCO
3
-
SO
4
2-
Cl
-
Ca
2+
Mg
2+
Na
+
,
K
+
3900-4900
1100-1900
<150
<100
2000-3000
НВО….35-150; СО…500-2000; Минерализация: 7,0-10,0 г/дм
3
.
Объем воды в бутылках определяют по ГОСТ 23268.1-91 измерением с помощью мерных цилиндров при температуре 20 ± 1 °С. Минеральную воду, укупоренную в бутылки, помещают в бак с водой и выдерживают в течение 1ч. Содержимое бутылок осторожно переливают по стенке в сухие цилиндры, при этом из бутылок вместимостью 0,33; 0,5 и 1,0 дм
3
, соответственно в цилиндры вместимостью 250, 500 и 1000 см
3
, а избыток воды в цилиндр вместимостью 100 см
3
. Объем минеральной воды определяют по нижнему мениску с погрешностью, не превышающей цены деления цилиндра.
За окончательный результат определения объема минеральной воды в бутылках принимают среднее арифметическое значение наполнения десяти бутылок в кубических сантиметрах. Вычисляют значение отклонения в процентах от номинального объема воды в бутылке .
Массовую долю растворенной двуокиси углерода определяют по ГОСТ 23268.2-91 манометрическим или титриметрическим методом .
В данной курсовой работе мной проводится титриметрический метод, основанный на поглощении щелочью двуокиси углерода с образованием карбонат-ионов, переходящих при подкислении в гидрокарбонат-ионы. Количество растворенной двуокиси углерода определяют по разности между общей массовой концентрацией гидрокарбонат-ионов и массовой концентрацией их в исходной воде. Метод позволяет определять от 5 мг гидрокарбонат-ионов в пробе.
Подготовленную пробу (быстро откупоривают бутылку и наливают 20-40 см
3
минеральной воды к щелочной зарядке 10 см
3
1 М р-ра гидроокиси натрия) количественно переносят в колбу для титрования, вносят 2 капли р-ра фенолфталеина и титруют 0,1 М р-ром соляной кислоты до обесцвечивания раствора. Объем кислоты, израсходованный на титрование по фенолфталеину, в расчет не принимают.
Определение исходной массовой концентрации гидрокарбонат-ионов.
Массовую концентрацию гидрокарбонат-ионов определяют по ГОСТ 23268.3 .
3
отбирают от 25 до 50 см
3
анализируемой воды, объем пробы доводят дистиллированной водой до 100 см
3
, добавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 М раствором соляной кислоты до изменения цвета раствора из желтого в розовый. При наличии в исследуемой воде гидрокарбонат-ионов более 300 мг/л после окончания титрования пробу воды кипятят с обратным холодильником в течении 5-7 мин (обратный холодильник заменили перевернутой воронкой). В случае изменения цвета раствора в желтый пробу дотитровывают соляной кислотой.
Массовую концентрацию гидрокарбонат-ионов (Х), г/дм
3
, вычисляют по формуле
Где
V
н объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, см
3
;
н нормальность раствора соляной кислоты;
61 грамм-эквивалент гидрокарбонат-ионов;
V
объем воды, взятый на анализ, см
3
;
Общую массовую концентрацию гидрокарбонат-ионов (Х
1
) г/дм
3
, вычисляют по формуле: Х
1
=V
1
×
M
×61 /
V
2
-
V
3
,
где V
1
- объем раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование по метиловому оранжевому, см
3
;
M
молярность раствора соляной кислоты;
61 молярная масса эквивалента гидрокарбонат-иона;
V
2
суммарный объем пробы и щелочной зарядки, см
3
;
V
3
объем щелочной зарядки, см
3
.
Массовую концентрацию растворенной двуокиси углерода (Х
2
), г/дм
3
, вычисляют по формуле:
Х
2
=(Х
1
- Х)×0,72,
где Х
1
общая массовая концентрация гидрокарбонат-ионов г/дм
3
;
Х исходная массовая концентрация гидрокарбонат-ионов г/дм
3
;
0,72 коэффициент пересчета количества гидрокарбонат-ионов, на эквивалентное количество двуокиси углерода г/дм
3
.
Вычисления проводят до 0,001 г/дм
3
с последующим округлением результата до 0,01 г/дм
3
.
Результаты исследований приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Наименование воды
V
н
Х
1
Х
2
«Боржоми»
2,35
33,75
4,75
6,86
1,52
«
Набеглави»
0,75
17,15
1,50
3,48
1,43
«Ессентуки №4»
0,85
13,45
1,71
2,73
1,02
В результате исследования, установлено, что во всех исследуемых минеральных водах содержится растворенная двуокись углерода, показатели которой соответствуют обозначенным на этикетке.
Массовую концентрацию основных ионов, специфических компонентов, нитратов, нитритов,
серебра определяют по ГОСТ 23268.3-23268.9, ГОСТ 23268.11, ГОСТ 23268.13-23268.18 .
В данной работе будут приведены только некоторые из методов определения нитратов и нитритов.
Для определения нитрит-ионов применяются колориметрические методы: визуальный и фотометрический, основанные на образовании красного азокрасителя при реакции нитрит-ионов с реактивом Грисса.
При исследовании минеральной воды визуальным методом в пробирку вносят 1 см
3
анализируемой воды. Одновременно готовят эталонный раствор с содержанием 2 мг/дм
3
нитрит-ионов, для чего в такую же пробирку вносят 1 дм
3
рабочего стандартного раствора. К содержимому пробирок приливают по 5 см
3
раствора реактива Грисса. Объемы растворов доводят дистиллированной водой до 20 см
3
. Через 20 мин проводят сравнение интенсивности цвета анализируемого раствора с интенсивностью цвета эталонного раствора в проходящем свете. Продукция соответствует требованиям действующей нормативно-технической документации, если интенсивность цвета анализируемого раствора не превышает интенсивность цвета эталонного раствора в двух параллельных определениях.
Наличие в минеральной воде нитрат-ионов устанавливается колометрическим и потенциометрическим методами.
Колориметрический метод определения с дифениламином предназначен для быстрого определения предельно-допустимого содержания нитрат-ионов в минеральных водах. Метод основан на окислении дифениламина нитрат-ионами с образованием окрашенного в синий цвет хиноидного производного дифениламина. Метод позволяет определять нитрат-ионы от 0,001 до 0,005 мг в пробе.
В сухую пробирку вносят 1 см
3
подготовленной пробы.Одновременно готовят эталонные растворы с содержанием нитрат-ионов 0,0; 1,0; 2,0; 5,0 мг/дм
3
, для чего в такие же пробирки вносят соответственно по 1 см
3
приготовленных рабочих стандартных растворов азотнокислого калия (р-ры №2, 3, 4).
К содержимому пробирок прибавляют из микробюретки по 0,1 см
3
10%-ного р-ра хлористого натрия, осторожно приливают по 2,5 см
3
дифениламинового реактива, перемешивают стеклянной палочкой и помещают в стакан с водой при температуре от 18 до 22
о
С. Через 2,5 ч сравнивают интенсивность цвета анализируемого раствора с интенсивностью цвета эталонных растворов.
Приготовление дифениламинового реактива: в
мерную колбу вместимостью 100 см
3
приливают 38 см
3
дистиллированной воды, добавляют 5 см
3
основного раствора дифениламина, объем раствора осторожно доводят концентрированной серной кислотой до метки, перемешивают и отстаивают от 3 до 5 сут. Реактив должен быть бесцветным.
Приготовление основного раствора дифениламина: 0,1 г дифениламина взвешивают с погрешностью не более ±0,0002 г, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см
3
, осторожно растворяют в серной кислоте и доводят объем раствора этой же кислотой до метки.
Массовую концентрацию нитрат-ионов (Х), мг/дм
3
, вычисляют по формуле Х =
C
×
V
2
/
V
1
, где
C
- массовая концентрация нитрат-ионов, мг/дм
3
;
V
2
объем, до которого разбавлена проба, см
3
;
V
1
объем анализируемой воды, взятой для разведения, см
3
.
При разногласиях в оценке качества минеральной питьевой лечебной, лечебно-столовой и природной столовой воды применяют колориметрический метод определения с фенолдисульфоновой кислотой.
4.4. Определение концентрации остаточного активного хлора
Свободный (остаточный) хлор. Это хлорноватистая кислота, продукты её растворения и молекулы хлора.
Массовую концентрацию остаточного активного хлора определяют по ГОСТ 18190 тремя методами .
При проведении данной курсовой работы будет проведено исследование только йодометрическим методом и титрованием метиловым оранжевым.
Йодометрический метод.
В коническую колбу насыпают 0,5 г йодистого калия, растворяют его в 1 - 2 см
3
дистиллированной воды, затем добавляют буферый раствор в количестве, приблизительно равном полуторной величине щелочности анализируемой воды, после чего добавляют 250 - 500 см
3
анализируемой воды. Выделившийся йод оттитровывают 0,005 М раствором тиосульфата натрия из микробюретки до появления светло-желтой окраски, после чего прибавляют 1 мл 0,5 %-ного раствора крахмала и раствор титруют до исчезновения синей окраски.
где
v
- количество 0,005 М раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, см
3
;
K
- поправочный коэффициент нормальности раствора тиосульфата натрия вычисляют по формуле К=10/
v
(v
- кол-во серноватистокислого натрия, израсходованное на титрование, мл);
0,177 - содержание активного хлора, соответствующее 1 см
3
0,005 н раствора тиосульфата натрия;
V
- объем пробы воды, взятый для анализа, см
3
.
Метод титрования метиловым оранжевым основан на окислении свободным хлором метилового оранжевого, в отличие от хлораминов, окислительный потенциал которых недостаточен для разрушения метилового оранжевого.
100 мл анализируемой воды помещают в фарфоровую чашку, добавляют 2-3 капли 5
M
раствора соляной кислоты и, помешивая, быстро титруют раствором метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски.
Х
1
= (0,04 + (υ
1
∙ 0,0217) ∙ 1000) / V
1
,
где
υ
1
- количество 0,005% -ного раствора метилового оранжевого, израсходованного на титрование, мл;
0,0217 титр раствора метилового оранжевого;
0,04 эмпирический коэффициент;
V
1
объем воды, взятый для анализа, мл;
По разности между содержанием суммарного остаточного хлора, определенного йодометрическим методом, и содержанием свободного остаточного хлора, определенного методом титрования, метилоранжевым, находят содержание хлораминового хлора (Х
2
):
Х
2
= Х Х
1
.
Результаты исследований приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3
Наименование воды
V
, мл
υ
, мл
V
1
, мл
υ
1
, мл
Х, мг/л
Х
1
, мг/л
Х
2
, мг/л
«Боржоми»
36,50
35,00
0,26
0,01
0,25
«
Набеглави»
16,06
48,50
0,12
0,02
0,10
«Ессентуки №4»
17,54
118,00
1,23
0,03
1,20
4.5. Определение концентрации перманганатной окисляемости
Перманганатная окисляемость воды это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей, в нашем случае, с помощью перманганата калия (марганцовки). Этот показатель отражает общую концентрацию органики в воде.
Массовую концентрацию перманганатной окисляемости определяют по ГОСТ 23268.12 .
Метод основан на окислении органических веществ раствором марганцовокислого калия в кислой или щелочной средах при кипячении. Метод позволяет определять количество органического вещества, на окисление которого расходуется до 10 мг/дм
3
кислорода.
Определению окисляемости мешают присутствующие в пробе сульфид-ионы, нитрит-ионы и ионы железа ( II
).
1 мг Н
2
S
- соответствуют 0,047 мг потребленного кислорода;
1 мг
NO
2
соответствует 0,35 мг потребленного кислорода;
1 мг
Fe
(II
) - соответствует 0,14 мг потребленного кислорода.
Определение окисляемости в кислой среде (при массовой концентрации в воде хлорид-ионов менее 300 мг/дм
3
).
В коническую колбу вместимостью 250 см
3
вносят 100 см
3
3
потребленного кислорода на анализ берут меньший объем воды), помещают несколько кусочков пористого фарфора, приливают 5 см
3
серной кислоты (1:2) и 20 см
3
0,01 М р-ра марганцовокислого калия. Колбу накрывают часовым стеклом и кипятят от момента закипания в течение 10 мин.
К горячему раствору приливают 20 см
3
0,01 М р-ра щавелевой кислоты и сразу титруют 0,01 М р-ром марганцовокислого калия до розового цвета. Параллельно проводят холостой опыт. Для этого берут 100 см
3
дистиллированной воды и обрабатывают ее также, как и анализируемую воду.
Определение окисляемости в щелочной среде (при массовой концентрации в воде хлорид-ионов более 300 мг/дм
3
).
В коническую колбу вместимостью 250 см
3
вносят 100 см
3
анализируемой воды (при значении окисляемости более чем 10 мг/дм
3
потребленного кислорода для анализа берут меньший объем воды), помещают несколько кусочков пористого фарфора, приливают 0,5 см
3
концентрированного раствора гидроокиси натрия и 20 см
3
0,01 М р-ра марганцовокислого калия. Колбу накрывают часовым стеклом и кипятят от момента закипания в течение 10 мин. Приливают 5 мл серной кислоты (1:2), 20 см
3
0,01 М р-ра щавелевой кислоты и сразу титруют 0,01н р-ром марганцовокислого калия до розового цвета. Параллельно проводят холостой опыт.
Окисляемость (Х), мг/дм
3
, потребленного кислорода вычисляют по формуле: Х= (V V
1
)× н× 8× 1000 /
V
2
, где
V
объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование анализируемой воды, мл;
V
1
-
объем раствора марганцовокислого калия, израсходованный на титрование холостой пробы, мл;
н - молярная концентрация эквивалента раствора марганцовокислого калия;
8 молярная масса эквивалента кислорода;
V
2
- объем пробы воды, взятой для анализа, мл.
За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 2%.
Полученные при исследовании результаты занесены в таблицу 4.4.
Таблица 4.4
Наименование воды
н, моль/л экв.
V
, мл
V
1
, мл
V
2
, мл
Х, мг/л
«Боржоми»
0,01
3,00
2,16
«
Набеглави»
0,01
4,20
100
3,0
«Ессентуки №4»
0,01
5,80
0,5
100
4,0
Увеличение перманганатной окисляемости более 4,0 мг O
2
на 1 л свидетельствует о возможном загрязнении источника воды веществами органического и минерального происхождения. Минимальной окисляемостью (до 2,0 мг O
2
на 1 л) обычно характеризуются артезианские воды.
В данной работе установлено, что перманганатная окисляемость исследованных минеральных вод находится в норме и не превышает предельно допустимое значение перманганатной окисляемости 4 мгО
2
/л на Украине, а в России данный показатель составляет 5 мгО
2
/л.
ВЫВОДЫ
Итак, в заключении можно сделать вывод: к минеральным (лечебным) водам относятся природные воды, которые могут оказывать на организм человека лечебное действие, обусловленное либо повышенным содержанием полезных, биологически активных компонентов ионно-солевого или газового состава, либо общим ионно-солевым составом воды. Минеральные воды не являются каким-либо определенным генетическим типом подземных вод. К ним относятся воды весьма различные по условиям формирования и отличаются по химическому составу. В лечебных целях используют воды с минерализацией от долей грамма на 1 л до высококонконцентрированных рассолов, разнообразного ионного, газового и микрокомпонентного состава, различной температуры. Среди подземных вод, относящихся к минеральным, выделяют инфильтрационные и седиментационные, а также воды, в той или иной мере связанные с современной магматической деятельностью. Они распространены в различных гидродинамических и гидротермических зонах земной коры, в условиях разнообразной геохимической обстановки и могут быть приурочены к водоносным горизонтам, распространенным на обширных площадях или могут представлять собой строго локализованные трещинно-жильные воды.
Для решения вопроса об идентификации бутылочной минеральной воды и отнесения ее к определенной группе применяются определенные методы анализа, которые проводятся в соответствии с требованиями международных стандартов.
При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей, на которые установлены приемочные и браковочные числа, партию бракуют.
Данные исследования являются очень важными, т.к. минеральные питьевые и лечебно-столовые воды должны нести лечебные свойства и ни в коем случае не должны навредить человеку.
Список литературы
Как провести тест (анализ) минеральной воды на качество в домашних условиях? Разновидности минеральных вод, их характеристики и требования к ним. Регламентирующие документы по минеральным водам. Что считается стандартами качества минеральной воды. Как проводится анализ минеральной воды в лабораторных условиях, методики анализа. Перед тем как провести тест (анализ) минеральной воды на качество, вам нужно разобраться в разновидностях этой жидкости и требованиях к её качеству. Только тогда вы можете по результатам анализов судить о качестве жидкости в бутылке. Минеральная вода бывает естественного происхождения и искусственная. Первая изготавливается из жидкости, набранной из артезианских глубоководных скважин. Для производства такой воды разрешается использовать только зарегистрированные источники. Обычно о качестве такой жидкости можно судить по набору и сохранности минеральных компонентов. Существует несколько разновидностей минеральной воды: Основное отличие искусственной воды в том, что она производится на заводе, но по составу и количеству соединений минералов такая вода не отличается от природной. При этом на этикетке должно быть указано, что вода произведена искусственным путём. Также минеральная вода может быть газированной и негазированной. При этом газирование может происходить естественным или искусственным образом. Также по присутствию в воде катионов и анионов она может делиться на 31 вид, среди которых хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные и смешанные воды. Качество минеральных вод, будь то столовая или лечебная вода, регламентируются ГОСТ Р 54316-2011. Стандартами качества такой воды считаются: После этого продукт должен пройти проверку для подтверждения его качества. Для этого проводится анализ образца, у которого проверяются его органолептические качества, состав, микробиологические показатели, проводится радиологический контроль. Также строго контролируется безвредность всех составляющих минеральной воды, проверяется физическая полноценность элементов. Каждый из нас может доступными способами проверить качество воды из бутылок. Для этого нужно провести ряд небольших экспериментов: Анализ качественной минеральной воды по органолептическим показателям должен дать такие результаты: это бесцветная прозрачная жидкость с характерным вкусом и запахом растворённых минералов. При хранении такой жидкости допускается выпадение слабого осадка. Тест минеральной воды может проводиться: Первый метод проводится так. Сначала в чистый стакан набирается 100 мл воды из бутылки. Ей дают отстояться в течение 10 минут. Затем исследуют след от капли этой жидкости на стекле. Простая питьевая вода может дать контур из солей. У минеральной воды будет расплывчатый контур следа. При этом его внутренняя часть будет заполнена беловатым налётом. След капли у лечебно-столовых вод должен быть более плотно заполнен белым налётом, а у лечебных вод след будет полностью белый. Весовой метод позволяет в лабораторных условиях определить концентрацию минеральных солей в граммах на каждый кубический дециметр. Если вы хотите проверить качество минеральной воды, то самый достоверный анализ вы можете заказать только в лаборатории. Никакие домашние проверки не дадут вам полной картины. Чтобы провести анализ в нашей лаборатории, вам нужно связаться с нами по указанным на сайте телефонам.
SO 3 +H 2 O=H 2 SO 4
СОСТАВ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД
Основные критерии и нормы оценки минеральных вод
Запретительные критерии и санитарная оценка минеральных вод
Классификация минеральных вод
Основные закономерности распространения минеральных вод
Эксплуатация и охрана минеральных вод
Розлив минеральных вод
ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ МЕДИЦИНСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД
Наружное применение минеральных вод
Внутреннее применение минеральных вод
Питьевое лечение
Таблицы
называют гидрокарбонатно-сульфатная кальциевая.
форм, осложненных инфекциями и частыми обострениями, а также требующих оперативного вмешательства. Постхолецистэктомический синдром.
Разновидности минеральной воды
Стандарты качества минеральной воды
Анализ минеральной воды в домашних условиях
Экспертиза минеральной воды
