Badania zawartości głównych nieorganicznych jonów w wodach z kranu pobranych na terenie Górnego Śląska

Celem badań było sprawdzenie zawartości głównych nieorganicznych jonów (F-, Cl-, NO2-, NO3-, PO43-, SO42-, Li+, Na+, K+, NH4+, Ca2+ i Mg2+) w wodach z kranu pobieranych w 29 punktach (mieszkaniach) na terenie województwa śląskiego oraz, dla porównania, w jednej studni, skąd także jest czerpana woda przez jej właścicieli.

TITLE: Research on the content of main inorganic ions in tap water collected in Upper Silesia

STRESZCZENIE: Jakość spożywanej wody decyduje w dużym stopniu o naszym zdrowiu, samopoczuciu i komforcie życia. Liczba substancji oznaczanych w niej systematycznie rośnie, co jest związane przede wszystkim z nową wiedzą na temat ich szkodliwości oraz zmianami legislacyjnymi. Badania jakości wód przeznaczonych do spożycia przez ludzi prowadzą wyspecjalizowane laboratoria zgodnie z wymaganiami opisanymi w odpowiednich rozporządzeniach. Niestety, konsumenci czasami są niezadowoleni z jakości spożywanej wody, przede wszystkim ze względu na jej smak, barwę czy zapach. Ponadto zaznaczają, że jej skład badany w stacji uzdatniania może być inny niż w kranie. W pracy opisano wyniki rocznych badań zawartości głównych nieorganicznych anionów i kationów w wodach z kranu pobieranych w 29 miejscach na terenie Górnego Śląska oraz, dla porównania, w jednej studni głębinowej.

SŁOWA KLUCZOWE: nieorganiczne jony, woda z kranu

SUMMARY: The quality of consumed water largely determines our health, well-being and comfort of life. The amount of substances determined in it is systematically growing, which is primarily associated with new knowledge about their harmfulness and legislative changes. Research into the quality of water intended for human consumption is carried out by specialized laboratories in accordance with the requirements described in the relevant ordinances. Unfortunately, consumers are sometimes dissatisfied with the quality of water they consume, primarily because of its taste, colour or smell. In addition, they indicate that its composition tested at a water treatment plant may be different than at a tap. The paper describes the results of the annual research on the content of the main inorganic anions and cations in tap water collected at 29 locations in Upper Silesia and, for comparison, from one deep well.

KEYWORDS: inorganic ions, tap water

Jakość wody do spożycia jest regulowana odpowiednimi krajowymi i międzynarodowymi przepisami prawnymi [1]. Otrzymywanie miarodajnych wyników analitycznych jest możliwe przy zastosowaniu określonych procedur postępowania w laboratorium (np. akredytacja) [2] oraz stosowania odpowiednich metod i technik pomiarowych [3], które charakteryzują się odpowiednią selektywnością, precyzją i oznaczalnością [4, 5]. Pomimo troski ustawodawców i producentów wody o zdrowie i satysfakcję konsumentów, ci ostatni nie zawsze są zadowoleni z jakości spożywanej wody, a w mediach toczą się dyskusje na temat bezpieczeństwa wody. Zgodnie z definicją, woda jest zdatna do użycia, jeżeli: jest wolna od mikroorganizmów chorobotwórczych i pasożytów w liczbie stanowiącej potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, wszelkich substancji w stężeniach stanowiących potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego oraz nie wykazuje agresywnych właściwości korozyjnych i spełnia określone wymagania. W związku z powyższym niezwykle ważne jest uzyskiwanie miarodajnych, powtarzalnych wyników we wszystkich laboratoriach wykonujących dane badania oraz podejmowanie różnych działań ze strony wszystkich zainteresowanych. Obecnie w Polsce funkcjonuje około 8 700 zakładów produkujących wodę, z czego ponad 90% z nich to małe wodociągi produkujące do 1000 m³ wody na dobę [6]. Czy wszystkie produkują wodę o odpowiedniej jakości, bezpieczną dla konsumentów [7]? Podstawowymi aktami prawnymi obowiązującymi w Polsce i odnoszącymi się m.in. do kwestii bezpieczeństwa zdrowotnego wody są Ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków [8] oraz Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi [7]. Nie mniej ważna jest jakość wód ujmowanych na takie potrzeby, których parametry są określone w odpowiednich przepisach [10].

Górny Śląsk wciąż jest najbardziej zniszczonym antropogenicznie obszarem w Polsce, na którym żyje kilka milionów ludzi. Ze względu na działalność przemysłową środowisko uległo poważnym przeobrażeniom, ale na szczęście sytuacja ta ulega systematycznej poprawie. Głównym dostawcą wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi na tym terenie jest Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów w Katowicach (GPW S.A.). Bardzo dobrze wyposażone laboratoria oraz doświadczona i kompetentna kadra gwarantują miarodajność uzyskiwanych wyników badań. W literaturze opisano przykłady zastosowań chromatografii jonowej do badań wód pobieranych z kranu, w tym na terenie województw opolskiego i śląskiego [11], ale ich zakres i częstotliwości badań są ograniczone w porównaniu do wyników zawartych w niniejszej pracy. Celem badań było sprawdzenie zawartości głównych nieorganicznych jonów (F^–, Cl^–, NO₂^–, NO₃^–, PO₄^3-, SO₄^2-, Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ca²⁺ i Mg²⁺) w wodach z kranu pobieranych w 29 punktach (mieszkaniach) na terenie województwa śląskiego oraz, dla porównania, w jednej studni, skąd także czerpana jest woda przez jej właścicieli.

Część eksperymentalna

Przedmiotem badań były wody pobierane co kwartał przez cały rok 2019. W tab. 1 podano lokalizacje miejsc pobierania próbek wód do badań.

Dostawcą badanej wody w większości przypadków jest GPW z Katowic. Nie dotyczy to na pewno punktów pomiarowych: 3, 5, 10, 22, 27 i 28. Uwaga ta jest istotna w kontekście opisanych poniżej wyników badań i ich interpretacji.

Zawartość anionów i kationów oznaczano metodą chromatografii jonowej (Thermo Scientific Dionex ICS-1100) wg normy PN-EN ISO 10304-1:2009 (aniony) i PN-EN ISO 14911:2002 (kationy). Warunki rozdzielania podano w tab. 2.

Badania pH i przewodności próbek wykonano według następujących metod:

• pH – metoda potencjometryczna, zgodnie z normą PN-EN ISO 10523:2012, z wykorzystaniem cyfrowego miernika do pomiarów wartości pH inoLab_IDS Multi 9310 firmy WTW wraz z elektrodą pH-metryczną z wbudowanym termometrem – czujnikiem typu IDS SenTix^®940 firmy WTW,
• przewodność – metoda konduktometryczna, zgodnie z normą PN-EN 27888:1999, z wykorzystaniem cyfrowego miernika do pomiarów wartości przewodności elektrycznej właściwej inoLab_IDS Multi 9310 firmy WTW wraz z czujnikiem konduktometrycznym z wbudowanym termometrem – czujnikiem typu TetraCon 925 IDS firmy WTW.

Wyniki badań

Przedmiotem badań były nieorganiczne aniony: F^–, Cl^–, NO₂^–, NO₃^–, PO₄^3-, SO₄^2-, oraz kationy: Li⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ca²⁺ i Mg²⁺. Zawartości jonów NO₂^–, PO₄^3-, Li⁺ i NH₄⁺ we wszystkich analizowanych próbkach były poniżej granic oznaczalności. Wyniki oznaczania nieorganicznych anionów przedstawiono na rys. 1, a na rys. 2 zestawiono wyniki uzyskane dla nieorganicznych kationów.

Fluorki

Na 30 przebadanych próbek wody z kranu w 17 przypadkach w całym okresie pomiarowym zawartości jonów F^– były poniżej granic wykrywalności metody. Najwyższe stężenia 0,25 mg/L stwierdzono w punkcie pomiarowym nr 28. W punktach pomiarowych: 1, 7, 11, 22, 24, 26 i 27 stężenia jonów fluorkowych były w przedziale od około 0,1 mg/L do 0,24 mg/L. Najwyższą zmienność sezonową stwierdzono w punktach pomiarowych nr: 6, 14, 15, 16 oraz 26. Wyższe od granic oznaczalności zawartości jonów F^– w tych punktach stwierdzono w II i IV kwartale 2019 roku. W żadnym punkcie nie stwierdzono przekroczeń zawartości fluorków powyżej wartości dopuszczalnej (1,5 mg/L), a ogólnie wartości te były kilkakrotnie niższe od podanych limitów.

Czytaj także: Uran i inne substancje promieniotwórcze w wodach spożywanych przez ludzi