Урок по химия

Открита лаборатория на MERCK по случай Световния ден на водата 2010

Анализът на водата е гаранция за здраве

Когато си наливаме вода от чешмата, обикновено не се интересуваме какви вещества  се съдържат в нея. Заради уникалните й  характеристики на универсален разтворител обаче водата  би могла да съдържа най-разнообразни елементи, невидими с просто око, включително и такива, които да са опасни за човешкото здраве. Достоверното съдържание на водата може да се установи само при специални лабораторни условия, ето защо по закон водите във водопроводната мрежа задължително подлежат на анализ. Какво представлява анализа на водата? Преди да дадем отговор на този въпрос, нека си припомним няколко основни характеристики на водата.

Водата е едно от най-простите химични съединения. Молекулата му се състои от два атома водород и един атом кислород, свързани с ковалентни връзки. Нека разгледаме къде в периодичната система се намират съставните атоми на водата. Водородът е най-елементарно устроеният атом в Менделеевата система, притежава само един електрон и един електронен слой. Това е и причината да е първият елемент в периодичната система. Кислородът е осми поред елемент в тази система.  Защо? Защото, притежава осем електрона, подредени в строго определен ред в два електронни слоя. Два от тези електрони са свободни. Именно с тях, кислородът се свързва химически с водородните атоми. Наличието обаче, на двете двойки сдвоени електрони в последния електронен слой е причина за полярността на химичната молекула на водата. Полярността на водата е и  причина за специфичните й съотнасяния като разтворител.  Тя има най-голяма диелектрична константа, т.е. тя е най-силният познат разтворител, което играе съществена роля за процеса на електролитна дисоциация. Взаимодействието между разтвореното вещество и водата се нарича хидратация и е важна особеност на процеса разтваряне.

Това, което използваме като вода, всъщност е воден разтвор на различни видове соли. От къде идват тези соли във водата? – От природата, от всички земни слоеве, през които преминава водата, за да стигне до нашата чешма. В резултат от човешката дейност, също, водата може да разтвори и някои твърде нежелателни вещества – напр. цианиди, тежки метали и т.н. Повърхностните води могат да бъдат замърсени и от всякакви вещества от органичен произход. Те могат да бъдат и добра среда за развитие на различни видове  патогенни микроорганизми.

Коя вода е подходяща за пиене?

В законовата уредба на всяка страна има норми за максимално допустимото съдържание на различни вещества от органичен и неорганичен произход, както и за физични показатели на водата като цвят, вкус, мирис и т.н.  Световната здравна организация е тази, която определя максимално допустимите стойности на база дългогодишни клинични изследвания за влиянието на различните вещества, съдържащи се във водата върху човешкия организъм.

Така например флуоридните йони в малки концентрации  до 0.5 мг/л са крайно необходими за изграждане на скелета (кости и зъби), но в концентрации над 1.2 мг/л могат да доведат до увреждания на скелетната структура на организма. Тежките метали като олово например имат свойството да се натрупват в организма на човека най-вече в скелета, измествайки калция от костите. Това  възпрепятства калциевия метаболизъм и взаимодействието на калция с витамин Д при концентрации над 0.12 мг/л. Неблагоприятният ефект на оловото се проявява по-силно при малките деца, които го усвояват 4-5 пъти повече, от колкото възрастните. Наличието на амониеви йони във водата е показател за замърсеност от органичен произход или е резултат от дейността на човека (наторяване на почвите, химически производства и т.н.). Водите трябва да бъдат безопасни за здравето на човека и от микробиологична гледна точка, да не присъстват патогенни микроорганизми –  вируси, бактерии, дрожди или паразити, които могат да предизвикат инфекция или последващо заболяване. Патогенни микроорганизми, които могат за бъдат установени в питейни води са например: Vibrio Cholera – причинител на холерата, Shigella dysentriae – причинител на дизинтерията, Enterotoxigenic E. Coli, Salmonella spp., Campylobacter jejuni, Legionella- причинител на Легионерската болес. Един от най често срещаните микроорганизми във водата, патоген за човека е  Pseudomonas aeruginosa – причинява възпаления на дихателната система, пикочополовата система, стави и кости. Поразява особено хора с проблеми в имунната истема. Други пагогенни за човека микроорганизми, изолирани от водата са Клостридиите и Cl. Perfringens, които са подходящи индикатори за преживяване на вируси и протозойни цисти в питейните води.
Могат да бъдат дискутирани и давани многобройни примери за различни микроорганизми и йони присъстващи във водата, но дори и само тези са достатъчни за да ни убедят в необходимостта от физико-химичен и микробиологичен анализ на водите.

Водата е наистина безценен дар от майката – природа, а човекът е този, който трябва да я опази чиста за бъдещите поколения.

Анна Цонева, специалист от лаборатория MERCK