Гидрокарбонаты в питьевой воде – это компоненты, определяющие ее щелочность. Их содержание в воде объясняется несколькими процессами:
- растворением атмосферного углекислого газа;
- взаимодействием воды с известняками, которые находятся в прилегающем грунте;
- жизненными процессами дыхания организмов, жизнь которых протекает в воде.
Определяя, в какой концентрации находятся гидрокарбонаты в питьевой воде, мы в большинстве случаев можем повлиять на повышение щелочности питьевой воды (поскольку остальные ее составляющие – карбонат-ионы и гидроксид-ионы — присутствуют в воде в несопоставимо меньших концентрациях).
Гидрокарбонаты в питьевой воде уменьшают количество водородных ионов, приводят к уменьшению кислотности и повышению щелочности. Благодаря высокой концентрации гидрокарбонатов некоторые минеральные воды могут использоваться для лечения гастритов и повышенной кислотности желудочного сока. В умеренных концентрациях гидрокарбонат-ионы необходимы качественной питьевой воде для поддержания нормальной щелочности, оптимального значения рН и приемлемых органолептических характеристик.
Зачем насыщать воду гидрокарбонатами
Гидрокарбонаты в воде нужны для того, чтобы корректировать водородный показатель pH воды и улучшить ее вкусовые свойства. Если щелочность низкая, уровень pH будет нестабилен вследствие низкой буферной емкости такой воды. Низкая (практически нулевая) щелочность и пониженные уровни рН характерны, в частности, для воды после очистки обратным осмосом.
Гидрокарбонаты в воде (природной) – это прежде всего соли кальция и магния (гидрокарбонаты этих элементов существуют только в растворенном состоянии). При нагреве и кипячении растворенные гидрокарбонаты элементов жесткости перейдут в нерастворимые карбонаты, и вода станет мягче.
При необходимости (например, после обратного осмоса) гидрокарбонаты в воде повышают, используя специально разработанные для этого минеральные добавки на основе бикарбонатов натрия и калия. Помимо повышения щелочности питьевой воды и коррекции рН, эти добавки улучшают её вкус.
Ремонт кулеров в Тамбове
Бикарбонаты
Бикарбонаты – это соли угольной кислоты. Содержание бикарбонатов является важнейшим параметром для питьевой воды. Бикарбонаты попадают в воду из углекислого газа атмосферы и почвы. Также бикарбонаты образуются
в ходе растворения карбонатных пород. Измеряется содержание бикарбоната в количестве миллиграммов на один литр воды.
Бикарбонаты очень часто еще называют гидрокарбонатами, так как они хорошо растворяются в воде.
Если говорят про бикарбонаты в воде, то, как правило, подразумевается бикарбонат натрия (NaHCO3). Это вещество еще также часто называют пищевой или питьевой содой.
Бикарбонат натрия оказывает весьма позитивное воздействие на человеческий организм. Это вещество благотворно влияет на почки, способствует скорейшему выведению камней, обладает антисептическими свойствами, позволяет обеспечить должный уход за ротовой полостью. Однако повышенное содержание бикарбоната натрия может привести к обратному эффекту.
Также в воде содержатся бикарбонаты калия и магния, которые влияют на временную жесткость воды. Поэтому к концентрации карбонатов в питьевой воде выдвигаются повышенные требования. Нормой считается, если содержание гидрокарбонатов в питьевой воде не превышает 400 миллиграмм на литр.
Щёлочность
Описание: многоуровневый интегральный параметр, отражающий концентрацию анионов слабых органических и неорганических кислот в воде, в основном — угольной. Характеризует направленность гидро- и геохимических процессов, коррозионной агрессивности воды по отношению к бетону, стали, отопительным котлам, парогенераторам.
Методы определения: титриметрия с использованием индикаторов, потенциометрическое определение.
Типы щёлочности
| Тип | Обусловленность |
|---|---|
| Свободная щелочность | Наличие в воде карбонат-ионов CO 2− 3 и гидроксильных ионов OH − в водах с pH > 8,3 |
| Карбонатная щелочность | Наличие в воде продуктов диссоциации угольной кислоты — карбонатов CO 2− 3 и гидрокарбонатов HCO − 3, находящихся в равновесии |
| Общая щелочность | Наличие в воде анионов слабых неорганических и органических кислот, титруемых сильной кислотой |
Методики, используемые в Испытательном центре МГУ определения концентрации гидрокарбонатов в природных средах
| Нормативный документ на методику | Метод определения | Оборудование |
|---|---|---|
| Вода | ||
| ГОСТ 31957-2012 | титриметрия | вспомогательное оборудование |
| РД 52.24.493-2006 | титриметрия | вспомогательное оборудование |
| Почва | ||
| ГОСТ 26424-85 | титриметрия | весы |
Распространённость: гидрокарбонаты HCO − 3, карбонаты CO 2− 3, гидроксид-ион OH − и ионы слабых органических и неорганических кислот появляются в природной воде естественным образом в процессе растворения в воде углекислого газа, минералов и вмещающих пород при контакте воды с почвой. Поэтому практически все типы вод характеризуются щёлочностью отличной от нуля. Щёлочность тесно связана с показателем pH, поэтому разные щёлочности могут не присутствовать в воде одновременно.
Нормирование
С нормированием щёлочностей дела обстоят сложно. Сама по себе эта группа параметров в воде не нормируется. Однако нормируются гидрокарбонаты (только в бутилированной воде), частично обуславливающие значение щёлочностей. Содержание карбонатов напрямую не нормируются, но, если учесть, что в питьевой воде строго нормируется pH, свободная щёлочность в питьевой воде должна быть равна нулю.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) гидрокарбонатов в различных типах вод
| Нормирование | ПДК, мг/л |
|---|---|
| Бутилированная вода первой категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 0–400 |
| Бутилированная вода высшей категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 30–400 |
| Вода систем централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01 | — |
| Водные объекты рыбохозяйственного значения Приказ Минсельхоза РФ № 552 | — |
| Объекты рекреационного водопользования СанПиН 2.1.5.980-00 | — |
| Вода плавательных бассейнов СанПиН 2.1.2.1188-03 | — |
| Сточные воды в бытовых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644 | — |
| Сточные воды в ливневых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644 | — |
Польза и вред
Несмотря на то, что щёлочность не нормируется в большей части типов вод (кроме бутилированной), у щёлочности есть физиологическое воздействие: при употреблении воды с повышенной щёлочностью неизбежны негативные последствия для организма. Наиболее опасна свободная щёлочность. Общую и карбонатную щёлочности (при отсутствии свободной) лучше контролировать по содержанию гидрокарбонатов. Их содержание не должно превышать 400 мг/л.
При повышенной щёлочности наблюдается:
- нарушение кислотно-щелочного равновесия;
- снижение щелочного резерва крови;
- снижение кислотности желудочных соков;
- ускорение фильтрации мочевины;
- увеличение риска развития гипоацидного гастрита.
Методы очистки воды
Появление в питьевой воде свободной щёлочности говорит о наличии загрязнения источника.
- моющие средства (ПАВ);
- щёлочи;
- мелкодисперсные (гидро)карбонаты щелочных и щёлочноземельных металлов (кальция, магния, натрия, калия) в форме порошка.
При загрязнении источника такими загрязнителями очистка воды, как правило, не целесообразна — необходимо проводить очистку самого источника. В случае, если без очистки воды не обойтись, предпочтительнее использовать обратный осмос.
Щёлочность — важный интегральный параметр состояния воды. Повышенное содержание свободной щёлочности говорит о загрязнении источника. Общая и карбонатная щёлочности позволяют судить о происходящих в воде процессах и о балансе карбонатов и гидрокарбонатов, а также о связи этого баланса с показателем pH. Также параметры используются для оценки пригодности воды для использования в технологических процесса и устройства, например парогенераторах, отопительных котлах, бойлерах и т.д.