Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА И ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДЫ

Изобретение относится к гигиене и экологии, в частности к методам определения фальсификации бутилированных питьевых вод из подземного источника и интегрального содержания загрязнений в питьевых, бутилированных и природных водах.

В соответствии с ГОСТ Р 52109-2003 «Вода питьевая, расфасованная в емкости» к воде подземных источников относится артезианская и родниковая вода, к воде поверхностных источников - речная, озерная, ледниковая. Природная минеральная вода и питьевая вода из подземных источников (скважин) имеет более низкий уровень загрязнения по сравнению с водой из поверхностных источников водоснабжения. В ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора» вода централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения может быть из «поверхностного источника водоснабжения» или «подземного источника водоснабжения».

Наиболее распространенным видом подделки бутилированной питьевой воды по ГОСТ Р 52109-2003 и минеральной природной воды по ГОСТ Р 54316-2011 «Воды минеральные природные питьевые. Общие технические условия» является ассортиментная фальсификация с предоставлением недостоверной информации о природе и происхождении воды: за природную минеральную или бутилированную питьевую воду из подземного источника выдают воду централизованной системы питьевого водоснабжения или воду централизованной системы питьевого водоснабжения с добавлением химических реактивов в качестве источника минеральных солей. Фальсифицированная вода из централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника без дополнительной очистки может оказать вредное воздействие на организм взрослых и детей за счет содержания хлорорганических соединений и остаточного хлора. Фальсифицированная питьевая бутилированная вода не проходит санитарно-эпидемиологический контроль и может представлять опасность для жизни и здоровья.

Определение фальсификации бутилированных питьевых вод из подземного источника и идентификацию минеральной воды проводят путем сравнения показателей полного химического анализа минеральной воды из источника (скважины) и показателей полного химического анализа идентифицируемой воды (ГОСТ Р 54316-2011). В рамках полного химического анализа производится также оценка загрязненности питьевых вод. Недостатками этого способа являются высокая стоимость, множество методик анализа, сложность и значительная длительность полного химического анализа воды.

В связи с большим количеством и разной природой загрязняющих веществ в питьевых, бутилированных и природных водах целесообразно найти такой способ анализа, который мог бы давать интегральный результат, т.е. суммарное определение органических и неорганических загрязняющих веществ.

Известен «Способ определения общей органической загрязненности воды» (Патент РФ №2289120, С2, 10.12.2006). Недостатком этого способа является сложность выполнения метода, необходимость дополнительных расчетов с использованием калибровочной зависимости и узкая сфера применения - обнаружение только органических загрязнений.

Известен «Экспресс-метод контроля качества питьевой воды» (Патент РФ №2327986, С1, 27.06.2008) для определения интегрального содержания поллютантов в питьевой и иных водах. Недостатком этого способа является низкая чувствительность колориметрического метода по сравнению с хемилюминесцентным анализом, применяемым в заявляемом способе, использование вредных органических реактивов и узкая сфера применения - обнаружение только органических загрязнений.

Нами проанализированы 9 параметров хемилюминесценции образцов вод из подземных источников (скважин) и поверхностных источников: воды централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника - реки Уводь, воды из поверхностного источника - реки Волкуша (см. таблицу), отобраны 3 наиболее информативных параметра: Imax, S и tg2α, рассчитаны коэффициенты отношения показателя анализируемой воды к соответствующему показателю дистиллированной воды: K(Imax), K(S), K(tg2α), установлены их пределы для вод подземных источников (скважин). Расчет K(Imax), K(S), K(tg2α) позволяет использовать заявляемый способ независимо от модели прибора и особенностей методики стимулирования химическими соединениями хемилюминесценции воды, что расширяет сферу применения способа.

Imax - максимальная интенсивность свечения - дает представление о потенциальной способности объекта к свободнорадикальному окислению; S - светосумма за 30 сек - отражает содержание радикалов, соответствующих обрыву цепи свободнорадикального окисления; tg2α - показатель, характеризующий скорость спада процессов свободнорадикального окисления. Величины световых сигналов хемилюминесценции и рассчитываемых показателей Imax, S и tg2α зависят от суммарного содержания в воде железа, меди, хрома, кобальта, марганца, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, цианидов, остаточного хлора, фенола, формальдегида и других неорганических и органических соединений, содержание которых отличается у вод из разных источников и с разной степенью загрязнения.

Технический результат достигается тем, что методом стимулирования химическими соединениями хемилюминесценции воды измеряют световые сигналы и рассчитывают Imax, S и tg2α для анализируемой воды и дистиллированной воды, рассчитывают коэффициенты отношения показателя анализируемой воды к соответствующему показателю дистиллированной воды: K(Imax), K(S), K(tg2α) и при значениях К(Imax) от 0,9 до 2,6, K(S) от 0,4 до 2,5, K(tg2α) от 0,8 до 2,5 устанавливают ее принадлежность к бутилированной питьевой воде подземного источника, а при значении любого из трех параметров: К(Imax) больше 2,6, K(S) больше 2,5, K(tg2α) больше 2,5 устанавливают ее фальсификацию - принадлежность к бутилированной питьевой воде из централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника и загрязненность воды.

Способ осуществляется следующим образом. В кювету биохемилюминометра (люминометра) вносят 0,4 мл анализируемой воды, раствор сульфата железа (0,05 мМ), измеряют фон и стимулируют реакцию путем добавления 2% перекиси водорода, производят регистрацию кинетической кривой сигнала хемилюминесценции. После 30 сек регистрации светового сигнала рассчитывают показатели Imax, S, tg2α. Затем проводят измерение дистиллированной воды и рассчитывают показатели Imax, S, tg2α. Рассчитывают коэффициент К(Imax) путем деления Imax анализируемой воды на Imax дистиллированной воды. Аналогичным образом рассчитывают коэффициенты K(S) и K(tg2α). Время анализа воды заявляемым способом составляет 5 мин.

Примеры результатов осуществления способа с использованием 5 проб вод из разных источников представлены в таблице.

Химический анализ с использованием аттестованных методик образцов вод, описанных в примерах, позволил нам установить:

1) содержание свинца и кадмия в воде централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника (реки Уводь) г. Иваново в количестве, не превышающем предельно допустимые концентрации (ПДК), но выше, чем в воде из подземных источников (скважин).

2) в воде из подземных источников (скважин) отсутствует, а в воде централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника (реки Уводь) г. Иваново содержится свободный и связанный остаточный хлор в количестве,не превышающем ПДК.

Свободный и связанный остаточный хлор и более высокие концентрации свинца и кадмия в воде централизованной системы питьевого водоснабжения из поверхностного источника (реки Уводь) г. Иваново вызывают увеличение показателей K(Imax), K(S), K(tg2α) по сравнению с показателями вод из подземных источников (скважин).

Таким образом, заявленный способ является объективным и информативным, позволяет провести экспресс-определение фальсификации природных минеральных и бутилированных питьевых вод из подземного источника (скважин) и загрязнения воды, расширить сферу применения и повысить чувствительность метода.