Природная вода загрязнена большим количеством разнообразных химических элементов, но не все из них полезны для организма. К веществам, присутствие которых нежелательно, относятся сульфаты - растворенные соли серной кислоты в виде анионов. В земной биосфере образуется более 150 различных минералов серы. В основном, среди них преобладают сульфатные соединения. Вода с сульфатами, концентрация которых намного превышает допустимую стандартами норму, не должна употребляться для питья и приготовления пищи. Её нежелательно применять для полива сельхозугодий, поения скота, технических нужд.

Что такое сульфаты в питьевой воде

Сульфаты в воде - это анионы (заряженные отрицательно ионы SO₄^2-) солей серной кислоты H₂SO₄. Это минералы, практически повсеместно присутствующие в питьевой воде из-за способности растворяться и вступать во взаимосвязи с её молекулами. Это бесцветные кристаллические вещества, которые всегда есть в слабоминерализованных водах. При соединении сульфатных солей с иными веществами водный раствор может менять окраску.

Какие сульфаты в воде присутствуют чаще всего - наиболее активны двухвалентные основания бария Ba²⁺, кальция Ca²⁺, стронция Sr²⁺. Часто встречаются соединения магния MgSO₄, калия K₂SO₄, натрия Na₂SO₄. Они образуются вблизи земной поверхности при повышенной концентрации кислорода, поэтому всегда присутствуют в поверхностных водах, проникают глубоко в грунт, испаряются и накапливаются во всех видах атмосферных осадков. Достаточно часто в воде одновременно присутствуют и хлориды, и сульфаты.

Сульфатные ионы неустойчивы - в природной среде сера постоянно совершает сложный круговорот, в который включены средние (M₂SO₄) и кислые (MHSO₄) сульфаты, содержащиеся в природных водах. При увеличении степени минерализации ионы образуют устойчивые соединения: BaSO₄, CaSO₄. При недостатке кислорода сульфатные соли под действием бактерий превращаются в сульфиды. При появлении кислорода вновь окисляются и переходят в сульфаты. Это процесс можно наблюдать в редко используемых водопроводных сетях, где застаивается и заиливается вода.

Откуда берутся растворенные в воде сульфаты

Образованию сульфатных солей способствуют сульфатредуцирующие бактерии. Чаще всего сульфаты имеют осадочное происхождение - это морские и озерные осадки.

Из-за способности солей к растворению сульфатные соединения попадают в воду:

• При выветривании и вымывании осадочных и вулканических пород.
• При отмирании живых организмов: растений, животных.
• За счет окисления сульфидов серы.
• При выпадении природных осадков.
• При таянии льда, града, снега.
• Из-за растворения серосодержащих минеральных кристаллов типа гипса, ангидрида, алунита.

Сульфат калия присутствует в озерах. Сульфаты магния из гололедных реагентов попадают в природные воды через ливневые стоки. Часто сернокислые соли образуются при разнообразных технологических процессах. Они проникают в почву вместе с промышленными, техническими, канализационными стоками, в которых содержание сульфатов намного выше ПДК (предельно-допустимой концентрации солей). Загрязненные производственные отходы поступают из шахт добычи руды или из гальванических цехов, где используется серная кислота. Сульфатные соединения серы проникают в грунт со стоками фермерских хозяйств и с бытовыми жидкими отходами.

Содержание сульфатов в воде из скважины

Сульфатсодержащие сточные воды неизбежно проникают глубоко в почву. Поэтому в водоносных слоях, откуда жидкость добывается через пробуренные скважины, они всегда присутствуют - более того, являются неизменным компонентом подземных вод. Особенно много их там, где вблизи расположены:

• Очистные сооружения по обработке стоков реагентами, где на выходе образуются сульфат-ионы в воде.
• Предприятия горнодобывающей промышленности.
• Подземные шахты.
• Целлюлозно-бумажные фабрики.
• Нефтеперерабатывающие комбинаты.
• Заводы по изготовлению минеральных удобрений.

Перед употреблением нужно исследовать воду в лаборатории, чтобы точно знать концентрацию сульфатов в воде. Изучив показатели, можно точно подобрать систему очистки, с помощью которой из скважины или из колодца будет подаваться чистый водный раствор, абсолютно безопасный для применения.

Чем опасна вода с содержанием сульфатов

Серная кислота очень опасна (2 класс опасности). Легко отравиться 10-процентным серным раствором, а более концентрированный состав вызовет ожоги и повреждения внутренних органов. Сульфатные соли менее опасны (4 класс опасности) из-за относительно невысокой концентрации. Они заметно понижают органолептические показатели питьевой воды: вкус, цвет, запах. Вода имеет ярко выраженный солёный привкус с горчинкой, её неприятно пить.

Чем опасны сульфаты в питьевой воде? Переизбыток сульфатных соединений заметно ощущается людьми. Насыщенный концентрированный раствор:

• Раздражает пищевод, ЖКТ.
• Влияет на желудочную секрецию.
• Нарушает процесс пищеварения.
• Препятствует всасыванию пищи.
• Вызывает расстройство кишечника.
• Раздражает слизистые оболочки носа, рта, глаз.
• Провоцирует аллергический зуд, воспаления кожи и прочие симптомы аллергии.

При смене места жительства, при переезде в местность, где вода содержит много сульфатсодержащих солей, приезжие будут долго страдать от расстройства кишечника, пока организм не привыкнет и не перестроится. Или до тех пор, пока пользователи не начнут очищать воду перед употреблением.

Наличие сульфатов в воде с избыточным присутствием ионов кальция способствует образованию толстого слоя накипи, которая сужает просветы трубопроводов, разрушает гидротехническое оборудование. Неочищенные сульфатные водные растворы нельзя подавать в паросиловые установки, в водогрейные и паровые котлы. При прохождении через свинцовые водопроводы сульфатсоли вымывают свинец, повышают его концентрацию в питьевой воде.

Чем полезны сульфаты в питьевой воде

Сульфатные минеральные воды с определенным целебным составом используются на бальнеологических курортах для лечения некоторых заболеваний под строгим надзором врача:

• для снижения желудочной секреции;
• для усиления перистальтики кишечника;
• для нормализации стула;
• для избавления от метеоризма.

Очистке ЖКТ способствует сульфат магния, который при концентрации более 100 мг/л, действует как слабительное. Горькие сульфатные воды с высокой концентрацией увеличивают ток желчи, которая помогает вывести из организма токсины, вредные вещества, шлаки, продукты распада.

Сульфаты в воде - вред и польза

Сернокислые соли чем-то вредны, чем-то полезны. Разберем пользу и вред на примере шампуней. Бытовые и промышленные моющие составы с сульфатными добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ) разрыхляют структуру волос. Хорошо вымывают из них грязь, красящие пигменты, силикон, химические средства, применяемые для завивки или укладки. Придают волосам пышность, объем. Для изготовителей это недорогой компонент, заметно улучшающий потребительские свойства их продукции.

Шампуни с сульфатами:

• Отменно промывают волосы в любой воде.
• Хорошо пенятся, малозатратны в использовании.
• Без остатка смывают лаки, гели.
• Предотвращают появление перхоти.

Самая безопасная добавка SLES - лауретсульфат натрия. Более агрессивно действует SLS (лаурилсульфат натрия) и особенно вредны соли аммония ALS и ALES (лаурилсульфат и лауретсульфат). Они опасны тем, что вымывают природный кератин, через кожу головы и рук легко проникают во внутренние органы. По мнению исследователей, присутствующий сульфат серы в воде переносит из неё в кровь все тяжёлые металлы, постепенно отравляя организм.

Нельзя длительное время мыть волосы шампунем и водой с сульфатными солями, если волосы тонкие, секущиеся, выпадающие; если кожа головы слишком раздражается при воздействии. Вредно использовать шампуни с сульфатными ПАВ после сложных парикмахерских процедур: тонирования, окраски, мелировки; после ботокса, укладки, химической завивки. У чувствительных людей сульфаты в водопроводной воде и в шампунях могут сильно раздражать кожу, вызвать аллергические реакции, онкологию, обильное выпадение волос вплоть до полного облысения.

Присутствие сульфатных солей в моющих средствах помогает хорошо вымыть посуду даже в холодной воде, без проблем удалить моторное масло с деталей автомобиля. Они обеспечат качественное обезжиривание, но при этом сильно сушат кожу рук при длительной работе и наносят вред экологии.

Норма сульфатов в воде

Допустимые концентрации ПДК отражены во многих нормативных документах, включая СанПиН, ТУ, рекомендации производителей очистного оборудования. Основной ГОСТ на сульфаты в воде - 31940-2012 "Вода питьевая … определение сульфатов" - рекомендует точные методы определения ПДК, способы измерений, отбор проб.

В природной воде концентрация солей изменяется в больших пределах:

• В мягких дождевых водах - 1-50 мг/дм³.
• В поверхностных водоемах - 150-300 мг/дм³.
• В глубоководных подземных источниках - >200-600 мг/дм³.
• В открытых водоемах состав воды особенно резко подвержен сезонным колебаниям. В разное время года он может значительно различаться.

Допустимое количество сульфатов в воде должно находиться в пределах 100-150 мг/литр и не должно превышать 500 мг/л. Для жидкостей хозяйственно-технического значения допустимый предел тоже составляет 500 мг/дм³. Требования ЕС намного жестче: ПДК не выше 250 мг/дм³.

При нормировании параметров руководствуются ГОСТ на определение сульфатов в воде. Показатели определяют раздельно для каждого элемента: для сульфата магния - 400-600 мг/л, для солей кальция - 350-800 мг/дм³.

Как определить сульфаты в воде

В домашних условиях определение сульфата в воде не вызывает затруднений. Если концентрация солей 250-400 мг и выше на 1 литр, то жидкость неприятно пить из-за соленого вкуса. При превышении нормы в 500 мг вкус становится горьковатым. Сульфатная жидкость провоцирует кишечные расстройства. Ухудшаются её органолептические свойства по сравнению с обычной питьевой водой, пригодной для бытовых нужд. Соли придают водным растворам некарбонатную жесткость, которая не удаляется при высокой температуре - вода остается неприятно жесткой даже при длительном кипячении и выпаривании.

Лабораторное определение сульфатов в питьевой воде позволит более точно установить показатели и сравнить их с допустимыми параметрами. В сертифицированную лабораторию можно сдать на анализ воду из любых источников:

• из колодцев и скважин;
• из централизованного водопровода;
• родниковую;
• из открытых местных водоемов;
• бутилированную;
• технологическую;
• сточную.

Сточные и канализационные воды тоже стоит проверять, если они проникают в почву фермерских полей или в водоемы, из которых берутся водные растворы для разных нужд.

В большом количестве сульфаты серы добавляют в промышленные товары - в косметику, в бытовую химию, что вместе с водой увеличивает концентрацию их поступления в организм. Если сложно выбрать косметические средства без подобных добавок, то хотя бы нужно снизить их присутствие в воде, которой вы ежедневно пользуетесь. Соли вредны не только для людей, но и для природы. Те, кто вносит посильный вклад в экологию, выбирают шампуни, зубные пасты, гели и иные составы без сульфатных добавок.

Удаление сульфатов из питьевой воды

Растворенные сульфаты не удаляются из воды обычными "домашними" методами: кипячением, отстаиванием. Очистка воды от сульфатсодержащих солей проводится комплексно. Она направлена на снижение общего солесодержания в растворе. Компания "Диасел" может предложить бытовые и промышленные установки по качественному обессоливанию и умягчению воды.

Лучшие методы очистки воды от сульфатов:

1. Ионный обмен с использованием специальных анионитных смол.
2. Обратный осмос с применением мембранных фильтров тонкой очистки.

Как снизить содержание сульфатов в питьевой воде, читайте в нашей следующей статье, где лучшие методы очистки воды от сульфатов описаны более подробно.