Физико-химические показатели качества воды

Теоретический материал

Вода - составная часть всех клеток, среда, в которой существуют клетки, это основа всех жидкостей в организме (крови, лимфы, пищеварительных соков).

-при участии воды в организме человека происходят процессы: обмен веществ, терморегуляция, вывод вредных продуктов обмена с потом, мочой, калом, выдыхаемым воздухом.

-суточная потребность человека в воде 2-2,5л; при напряженной физической нагрузке – 5-6л. Человек может прожить без воды 6 суток

-при напряженной физической нагрузке, в жаркое время рекомендуется пить подсоленную воду, т.к. с потом теряется много солей натрия

-избыточное потребление воды может привести к дополнительной нагрузке на сердечно-сосудистую систему и почки

-длительные поносы приводят к обезвоживанию организма, т.к. потребляемая вода не всасывается в кровь, а выводится из организма

-водный обмен в организме регулирует центральная нервная система и тесно связана с минеральным обменом солей калия и натрия

-документ регламентирующий качество питьевой воды - ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством»

Предприятия пищевых производств потребляют значительное количество воды. Например, на производство 1000 условных банок консервов в зависимости от их вида используется от 2 до 20 м3 воды, на переработку 1 т зерна – 0,5-1,5 м3. Потребление воды в пищевой технологии связано с мойкой и очисткой сырья, применением гидротранспорта, использованием воды как охладителя (теплоносителя) в машинах и аппаратах, экстрагента в технологическом процессе, а также хозяйственными потребностями. В результате этого получаются загрязненные сточные воды с разной концентрацией и видами загрязнений. Создание замкнутых систем водоснабжения предусматривает все сточные загрязненные воды предприятия очищать отдельно в зависимости от степени и видов загрязнений. Это упростит технологию очистки стоков, уменьшит экономические затраты и обеспечит многоразовое использование воды, что будет способствовать ее экономии.

Вода — важнейший компонент в производстве пищевых про­дуктов. Она служит средой и активным участником биохимиче­ских, микробиологических и коллоидных процессов.

На технологические цели должна использоваться вода, отвеча­ющая требованиям стандарта на питьевую воду, а также дополнительным требованиям, учитывающим специфику данного производства.

В общественном питании и пищевой промышленности на тех­нологические цели, для питания котлов, мойки оборудования ис­пользуется вода из городского водопровода или артезианских скважин.

Вода, применяемая в пищевом производстве, должна обладать качествами питьевой, быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса, не содержать вредных примесей и болезнетворных микроорганизмов

-Вода, применяемая для мойки оборудования и помещений, должна быть биологически чистой.

-Вода, используемая на техно­логические цели для охлаждения, не должна содержать механи­ческих примесей, должна иметь температуру не выше 12 °С. Для питания котлов обычно используется вода хозяйственно-питьево­го водопровода. В целях предотвращения образования накипи воду, предназначенную для питания котлов, умягчают. Процесс умягчения заключается в связывании ионов Са²⁺ и Мд²⁺ с помо­щью реагентов в нерастворимые и легкоудаляемые соединения. Для этой цели применяют химические способы (известковый, содовый, нитратный, фосфатный) или физико-химические (ионообменный, электродиализный).

Вода для производства пищевых продуктов должна отвечать требованиям стандартов на Питьевую воду. Если вода не отвечает технологическим требованиям для производства пищевых продуктов, то в зависимости от ее состава применяют такие способы подготовки: термический; ионообменный; обратно-осмотический; декарбонизацию воды известью; нейтрализацию бикарбонатов; отстаивание; коагуляцию; фильтрование. Для обеззараживания воды (удаления болезнетворных бактерий) проводят фильтрование через мембранные фильтры, хлорирование, озонирование, обработку ультрафиолетовыми лучами и ионами серебра.

Технические и гигиенические требования к воде. Предприятия пищевой отрасли используют воду трех категорий: хозяйственно-питьевую, производственную и противопожарную. Состав и свойства воды из любого источника должны отвечать требованиям ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».

Качество воды, которая поступает в водопроводную сеть и используется в пищевом производстве, определяется по трем группам показателей: бактериологические, наличие токсических химических веществ и органолептические.

Требования, предъявляемые к Технической воде, не такие строгие. В ней допускается более высокая мутность (концентрация взвешенных частиц от 100 до 1000 мг/л), большее содержание сухого остатка и др. Техническая вода подразделяется на три категории: вода I категории используется как теплоноситель для охлаждения машин и аппаратов, II категории – как среда, поглощающая и транспортирующая примеси и грязь при непосредственном контакте с продуктом (мойка корнеплодов, картофеля, зерна), III категории – только как способ гидротранспортирования отходов на мясо- и молочных заводах.

Тема. Классификация воды. Физико-химические показатели воды 1 час

Задание

Изучить теоретический материал, составить в тетради конспект

Теоретический материал

Природные воды делятся на три вида, различающиеся по наличию примесей: атмосферные, поверхностные и подземные.

Атмосферная вода – это вода дождевых и снеговых осадков, она характеризуется сравнительно небольшим содержанием примесей, главным образом растворенных газов: кислорода, углекислого газа, сероводорода, оксидов азота, кислородных соединений серы, органических веществ, которые определяют атмосферу в промышленных районах. Атмосферная вода почти не содержит растворенных солей, в частности солей кальция и магния.

Поверхностные воды – речные, озерные, морские содержат, кроме примесей, имеющихся в атмосферной воде, разнообразные вещества. В ней есть двууглекислые соли кальция, магния, натрия и калия, а также сернокислые и хлорные соли. При содержании солей менее 1 грамма на литр воды она называется пресной, более одного грамма – соленой.

Подземные воды – артезианских скважин, колодцев, ключей, гейзеров – характеризуются разнообразным содержанием солей, состав которых зависит от вида и структуры почв и горных пород, через которые просачиваются атмосферные воды и воды поверхностных водоемов, образуя подземные водоемы. Фильтрующая способность почв и горных пород обусловливает высокую прозрачность подземных вод и отсутствие в них примесей органического происхождения. Уникальным сырьем для химической промышленности являются минеральные воды, насыщенные различными солями. Так, воды насыщенные хлористым натрием, служат сырьем для производства соды, едкого натра и хлора. Из подземных рассолов получают также йодистые, бромистые соединения и другие соли.

В зависимости от назначения вода условно подразделяется на промышленную и питьевую.

Питьевая вода в первую очередь освобождается от бактерий; к ней предъявляются особые требования в отношении вкуса, цвета, запаха.

Промышленные воды не должны содержать примесей больше допустимой нормы, которая устанавливается в зависимости от вида производства. Вода для прямоточных паровых котлов не должна содержать окисей углерода и кислорода, вызывающих коррозийное разрушение труб, и может содержать сухой остаток не более 0,2…0,3 мг/л. Соли в паровых котлах отлагаются на внутренних поверхностях труб в виде накипи, снижают теплопроводность их стенок, приводят к перегреву труб и преждевременному их износу. Повышенные требования в отношении чистоты предъявляются к воде в производстве полупроводников, люминофоров и некоторых других материалов.

Питьевая вода – это вода, пригодная к употреблению человеком и отвечающая критериям качества, то есть, - вода безопасная и приятная на вкус. В масштабах мирового сообщества критерии качества были утверждены Европейским сообществом и приняты каждой из стран. В России действует ГОСТ «Вода питьевая».

Качество воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения, зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введены в действие с 1 июля 1997 года.

СанПиН устанавливают гигиенические требования к питьевой воде, нормирует содержание вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека, определяет органолептические и некоторые физико-химические параметры питьевой воды. По большинству параметров российский СанПиН удовлетворяет рекомендациям ВОЗ и не уступает зарубежным стандартам. Качество воды характеризуют следующие параметры: общие физико-химические показатели качества воды, органолептические показатели, бактериологические и паразитологические показатели, радиологические показатели, показатели неорганических и органических примесей, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке. Многие из этих величин не нормируются и, тем не менее, важны для оценки физико-химических свойств воды. Как правило, эти дополнительные параметры не только непосредственно определяют качество воды, но, главным образом, содержат информацию, без которой невозможно подобрать оптимальную схему очистки воды.

Физико-химические показатели качества воды

Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде.

-В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д. Контроль за уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его отклонения в ту или иную сторону могут не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий.

-Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 (СанПиН).

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ.

Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся в виде солей.

-СанПиН рекомендует верхний предел минерализации в 1000 мг/л.

-Вода с низким солесодержанием слишком пресная и безвкусная. К величине минерализации с точки зрения отложения осадков и накипи в нагревательных приборах, паровых котлах, бытовых водогрейных устройствах применяются специальные требования, и чем меньше уровень минерализации (особенно содержание солей жесткости), тем лучше.

Жесткость - свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

Виды жесткости:

· Общая жесткость - определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния, представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

· Карбонатная жесткость - обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью.

· Некарбонатная жесткость - обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом.

-В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3).

-СанПиН рекомендует норму общей жесткости воды - 7,0 мг-экв/л.

Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм³ воды. В соответствии с требованиями СанПиН перманганатная окисляемость не должна превосходить 5,0 мгО₂/л.