Сколько воды в металле

Обновлено: 05.05.2024

То, что грязную и мутную воду пить не стоит, знают даже дети. Однако земля, пыль и даже бактерии в жидкости — это далеко не все опасные элементы, которые в ней встречаются.

В воде могут быть и куда более страшные враги человеческого здоровья — тяжелые металлы.

Что это такое?

Под термином «тяжелые металлы» принято понимать элементы, чья относительная атомная масса превышает 50 единиц, или чья плотность составляет более 8 г/см3. К ним относят около 40 единиц.

С учетом токсичности, стойкости, способности накапливаться во внешней среде и масштабов распространения, особого контроля требует только ¼. Сам термин получил широкое распространение больше не как химический, а как медицинский или природоохранный.

Все химические элементы в малых количествах нужны человеческому организму для нормального роста и функционирования. Но избыток некоторых металлов приводит к развитию патологий, болезням, нервным расстройствам.

Источником опасных веществ сегодня часто становится вода, не прошедшая надлежащую очистку, либо вода из родников, расположенных в местах загрязнения. Даже жидкость из водопровода в жилых домах иногда опасна для питья.

Что такое тяжелые металлы, расскажет видео:

Какие элементы относят к этой группе:

Некоторые химики относят сюда еще алюминий, бериллий, кремний и мышьяк. Железо относят в группу условно, поскольку оно в больших количествах ухудшает цвет и вкус воды, что уже выступает явной преградой для ее употребления.

Все вещества в воду попадают не в чистом виде, а в виде ионов и солей, которые порой еще более токсичны.

Абсолютно чистой воды в природе не существует. В ней в любом случае будут какие-то минимальные остатки минералов, металлов и микроэлементов.

Разработаны предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в воде бытового и хозяйственного назначения, при которых она считается пригодной для питья и использования.

Элемент	Предельный показатель вредности	ПКД мл/л
Cu Медь	Привкус, органолептический	1,0
Fe Железо	Цвет	0,3
Zn²⁺ Цинк	Общий	1,0
Cd Кадмий	—	0,001
Si Кремний	Санитарно-токсикологический	0,05
Hg Ртуть	Санитарно-токсикологический	0,0005
Mo Молибден	Санитарно-токсикологический	0,25
Pb Свинец	Санитарно-токсикологический	0,03
Mn Марганец	Органолептический	0,1
Со Кобальт	Санитарно-токсикологический	0,1
As Мышьяк	Санитарно-токсикологический	0,05
Ве2+ Бериллий	Санитарно-токсикологический	0,0002

Каков вред и опасность для человека?

В воде ионы тяжелых металлов обладают большей биологической активностью, а значит им легче внедриться в организм и влиять на него:

Ионы тяжелых металлов в совокупном воздействии провоцируют рак, подавляют выработку гормонов и даже повреждают структуру ДНК.

Источники

Их делят на естественные и искусственные (вызванные деятельностью человека). К естественным причисляют грунтовые воды, вымывание полиметаллической руды, извержения вулканов, кислотные дожди.

К искусственным или антропогенным относят:

Постепенное увеличение примесей тяжелых металлов в воде происходит при ее испарении. Аналогично при кипячении не все элементы удаляются, поэтому кипячение, как метод очистки воды, в данном случае не актуален.

Методы проверки и выявления содержания примесей

Современные лабораторные исследования водяных проб позволяют выяснить наличие тяжелых металлов в жидкости тремя способами:

Фотометрический анализ. Основан на избирательном поглощении электромагнитного излучения.
Атомно-эмиссионная спектрометрия. Это исследование спектров испускания свободных атомов и ионов вещества.
Флуориметрический или люминесцентный анализ. Предполагает исследование интенсивности излучения, возникающего при выделении избыточной энергии молекулами тестируемого вещества.

Определение тяжелых металлов в воде в домашних условиях, видео-инструкция:

Технологии и способы очистки сточных вод

На водоочистных сооружениях используют несколько способов. На их выбор влияет степень загрязнения и концентрация тех или иных элементов в жидкости:

Ионный обмен. Это обмен между ионами в растворе и ионами на поверхности твердой фазы — ионита (смолы). Плюс — очистка от Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd и цианидов. Недостаток способа — вторичное загрязнение воды после восстановления.
Нанофильтрация. Прогонка воды через и вдоль микрофильтров из полиамида, керамики, целлюлозы. Подходит для заключительного этапа очистки либо для умеренных загрязнений.
Реагентный. Предполагает химическое превращение высокотоксичных растворов в нетоксичные соединения путем добавления в воду различных концентратов. Концентраты формируются исходя из первичных проб воды. Недостатки метода: часто требуется доочистка, дороговизна реагентов.

Заключение

Тяжелые металлы в воде опасны для человека. Эта проблема — результат многолетнего прогресса. Решить ее можно только путем улучшения экологической обстановки, поскольку даже современные методы очистки воды не позволяют досконально удалить все вредные примеси.

Страшно опасные: тяжелые металлы в воде

Обзор специальной химии для очистки воды в бассейне от железа

Мутная, рыжая вода – признак большого содержания железа. Сам по себе этот металл безвреден, но при его контакте с бактериями и другими химическими элементами он преобразуется в коллоидные формы, окислы с последующим образованием бактериальных слизей.

Токсичность такой воды велика и наносит вред организму человека, технике, природе. Обязательно необходимо обезжелезивать воду специальными средствами и механическими фильтрами.

О химических средствах для бассейна, избавляющих воду от большого содержания в ней железа, расскажем далее.

В каких случаях воду нужно обезжелезивать?

Воду в бассейне в любом случае лучше превентивно обезжелезить. Даже если нет видимых признаков, вода из-под крана, а тем более из скважин, гарантированно будет содержать несколько типов железа.

Вода с железом имеет металлический привкус и вредна для здоровья. Попадая внутрь при купании, она способна ослабить иммунитет, вызвать дефицит меди, нарушить пищеварение и работу эндокринной системы.

Как измерить уровень Fe?

По санитарным нормам железа в воде должно быть не более 0,3 мг/л. Узнать показатель можно только сдав пробы в лабораторию.

Для правильного забора пробы нужно слить воду в кране в течение 10 минут, а затем набрать в чистую тару тонкой струйкой под самое горлышко, выдавить воздух и плотно закрутить крышку.

Точные результаты позволят подобрать правильное оборудование для очистки. Просто факт наличия металла можно установить по осадку и цвету отстоявшейся воды, ржавым потекам на сантехнике и трубах.

Средства для обезжелезивания

Убрать железо из воды обычными фильтрами не получится. Необходимо сначала провести коагуляцию металла с помощью специальных растворов, а затем выпавший осадок отфильтровать фильтрами грубой очистки, например, песочным. Для окисления железа применяют средства на основе гипохлорита натрия, пероксида, озона.

С гипохлоритом натрия

Для полной очистки и дезинфекции воды примеряют растворы с гипохлоритом натрия. Они дешевые, качественно очищают от микробов, не наносят вред людям, не повышают жесткость воды. Это безопасная альтернатива хлорированию.

Гипохлорит натрия разрушает соединения железа, окисляет его до выпадения металла в осадок в виде хлопьев, которые затем легко удалить при помощи фильтрации.

AquaDoctor CL-14

Реализуется в канистрах по 30 л. Раствор используют для регулярной очистки бассейнов. Его можно вливать в автоматические станции дозирования химии, а также в ручном режиме. В составе хлорноватистая кислота и гипохлорит натрия. Дозировка – 30 г на кубический метр воды. Цена за канистру – 1600 руб.

Жидкий хлор от Неохимакс Доранг

В составе коагулянта чистый гипохлорит натрия и стабилизатор. Расход на 10 кубов воды – 100-150 мл раствора. Очистку проводить 1 раз в сутки. Выпускается средство в 20 л канистрах. Цена – 1200 руб.

AquaDoctor SMe StopMetal

Данный препарат состоит из органических кислот, которые способны разрушать продукты жизнедеятельности бактерий, удалять пятна, налеты, отложения, взвеси, осадки, образующиеся после использования химических очистителей. АкваДоктор применяют также как профилактическое средство против образования в бассейне ржавчины.

Препарат эффективен в воде любой кислотности и жесткости, безопасен для бассейнов всех типов, в том числе из винила и полиэстера. Средство растворяется полностью, повышает качество фильтрации и абсолютно безвредно для людей. Цена около 1000 руб. за 1 л.

На основе кислорода

Очищение воды кислородом называется аэрацией. Кислород окисляет железо, которое содержится в воде в разных формах, и осаждает его на дно в виде ржавчины. Затем осадок фильтруется любым удобным способом.

Активный кислород известен как пероксид или перекись водорода. Данным методом можно обеззаразить воду и полностью удалить хлор. Пероксид водорода бывает жидким, в порошке, гранулах или таблетках.

Таблетки CTX-100 Oxipool

Вода, обработанная Оксипулом:

не имеет постороннего запаха,
не раздражает слизистые,
не сушит кожу.

Средство эффективно убивает бактерии. Для первичной обработки добавляют 2 таблетки на 10 кубов, для периодической еженедельной – 1 таб. Цена 1 кг препарата – 1800 руб. Для наилучшего эффекта производитель рекомендует вместе с СТХ-100 использовать СТХ-540.

Жидкий кислород «Акватека»

Активный кислород «Акватека»:

отлично дезинфицирует,
убивает все виды бактерий, грибков,
препятствует размножению водорослей.

Средство не имеет запаха, не вызывает аллергических реакций или раздражения на коже. Его можно применять для воды любой кислотности и жесткости. Расход – 1 л на 10 кубов. Цена 10 л канистры – 1000 руб.

Дозировка может быть изменена в большую сторону в зависимости от качества воды или при наличии в бассейне гидромассажа, противотока, водопада. Содержание активного кислорода в воде должно быть не менее 5 мг на литр.

Как использовать для удаления металла?

На упаковке каждого средства приведены нормы внесения из расчета на определенное количество воды. Например, средство на основе гипохлорита натрия AquaDoctor SMe StopMetal следует применять так:

Определить содержание железа – норма до 0,8 мг/л.
Развести 400 мл раствора в ведре с чистой водой.
Вылить равномерно по всей окружности бассейна.
Запустить фильтрационную систему бассейна.

Дозировка указана на 50 кубов воды. Если показатели металла выше нормы, то дозировку АкваДоктор следует удвоить. Коагулянт используют до шоковой дезинфекции во время первичного наполнения бассейна.

Применение жидкого кислорода «Акватека»:

Средство вливают в бассейн равномерно из расчета 1 л на 10 кубов воды.
Расход коагулянта зависит от температуры воды. Температура 20-25°С – 520 мл в неделю, 28 °С – 800 мл, 30 °С – 900 мл.
Если в бассейне устроено искусственное течение, гидромассаж, то дозировка может быть увеличена.
Выпавший осадок нужно осторожно собрать пылесосом.

Следует соблюдать правила безопасности, чтобы не получить ожоги – не допускать разбрызгивания препарата. Работать в защитной одежде и перчатках. Ни в ком случае не смешивать жидкий кислород с другими коагулянтами.

Альтернативы

Вместо химии можно использовать только механические способы:

Для начальной фильтрации этот способ не годится, так как имеет ряд существенных недостатков: железо образует пленку, которая забивает систему и снижает ее производительность.

Кустарным методом очистить воду в бассейне от железа практически невозможно. Нужны мощные фильтры или даже системы фильтров тонкой очистки – губчатые или из синтепона. Оборудование дорогостоящее, но такая покупка оправдана для временного домашнего бассейна.

Способы очищения воды из скважины от железа, какова его норма, влияние на здоровье

Железо – один из самых распространенных на Земле металлов. Он содержится в земной коре, воде, растениях, участвует в процессах жизнедеятельности животных и человека. Без него нет жизни.

Но иногда оно становится проблемой. Речь идет о воде с повышенным содержанием этого вещества. И если водопроводная вода проходит фильтрацию и попадает к нам в более или менее приемлемом состоянии, то с водой из скважины или колодца все сложнее. В артезианскую воду тяжелый металл попадает из грунта, где может находиться в большом количестве.

Признак высокого содержания железа в воде

Возможно, в вашей воде слишком много железа. Или вы только начали задаваться этим вопросом, и не уверены, соответствует ли вода санитарным нормам. Эта статья расскажет:

как определить, есть ли в воде из скважины железо, и в каком количестве;
вредно ли пить воду с растворенным железом;
существует ли безопасная концентрация этого металла;
и, наконец, как очистить воду от подобных примесей.

Опасно ли железо в воде

Для начала разберемся, какую роль играет этот металл в процессах жизнедеятельности человека.

Роль железа в нашем организме

Мы все содержим от 2,5 до 4,5 мг железа. Этот микроэлемент необходим для нормального дыхания. Он входит в состав гемоглобина, транспортирующего кислород к нашим органам и тканям. Железосодержащие соединения участвуют и в других процессах, например:

синтез ДНК;
переработка токсинов;
энергетический обмен;
поддержка иммунитета;

Если в организме данного вещества не хватает, это сказывается на самочувствии и даже внешнем виде человека. Вот некоторые симптомы недостатка железа:

Потеря аппетита или странные вкусовые пристрастия (например, желание есть мел, муку, сырые крупы или несъедобные вещества).
Вялость, сонливость, упадок сил, быстрая утомляемость, в том числе при физических нагрузках. И не удивительно – органы плохо снабжаются кислородом.
Частые простуды из-за сниженного иммунитета.
Бледная сухая кожа, ломкие волосы и ногти, трещины в уголках губ.

Болезнь недостатка железа в организме – железодефицитная анемия. Существуют и другие типы анемий, но этот самый распространенный.

Избыток этого минерального вещества возникает реже, чем недостаток, но он не менее опасен. Ведь даже лекарство в большой дозе – яд.

Если металла слишком много, он начинает накапливаться в органах и тканях – печени, почках, поджелудочной, сердце и других отделах организма. Возникают такие симптомы:

Слабость, быстрая утомляемость.
Потеря веса, падение кровяного давления.
Боли в суставах.
Длительное потребление железа в чрезмерном количестве может привести к развитию сердечной недостаточности, сахарного диабета, цирроза печени.
Есть предположение, что избыток данного вещества может стать косвенной причиной онкологического заболевания.

Сколько же употреблять железа, чтобы не впасть ни в одну из этих крайностей? Теперь мы плавно подошли к нормам потребления.

Нормы приема железа

Нормативы железа в организме

В России установлены следующие нормы потребления железа в день:

мужчины – 10 мг;
женщины репродуктивного возраста – 18 мг (в период беременности и лактации значение еще выше);
дети – 4-18 мг (в зависимости от возраста).

Основная его часть поступает с пищей. Источники – мясо, печень, яйца, цельнозерновые крупы, бобовые, некоторые виды зелени. Интересно, что шпинат, долгое время числившийся в лидерах по содержанию этого элемента, таковым не является. Неверная информация о его пользе появилась из-за ошибки в исследованиях.

Итак, 90% железа мы «съедаем», и лишь 10% употребляем с водой. Вроде бы немного. Однако именно вода с высоким содержанием этого вещества может стать причиной переизбытка железа в нашем рационе.

Нормы содержания железа в воде

Всемирная Организация Здравоохранения не установила конкретную цифру, ограничивающую содержание железа в воде. Она объясняет это недостатком данных о влиянии на человека избыточного потребления этого металла.

Однако ВОЗ установила ПСП – переносимый суточный уровень потребления железа. Для человека он составляет 0,8 мг на килограмм веса. Это 2-3 мг железа на литр воды. По мнению ВОЗ, это количество металла в воде не наносит вред человеку.

Но такую воду мы с вами пить не захотим, пусть она и не опасна. И если жидкость содержит не 3 мг/л вещества, а меньше, ее качество все равно оставляет желать лучшего. У нее «железный» привкус, она плохо пахнет. А если в воде более 1 мг/л этого вещества, то вы почувствуете это даже в чае или кофе.

Кроме того, вода с большим содержанием железа плохо влияет на кожу – чувство сухости и стянутости после душа знакомо многим. У чувствительных людей может возникнуть дерматит или аллергия.

«Ржавая» вода портит бытовую технику, провоцируя появление коррозии на стальных деталях.

Именно поэтому в России установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) железа в воде – 0,3 мг/л. Такая вода подходит для питья и других целей. Хотя железо все равно может ощущаться.

Качество водопроводной воды в нашей стране строго регламентировано соответствующими санитарными нормами – СанПиН2.1.4.1074-01. Там, помимо концентрации железа, указаны ПДК других веществ.

На значение в 0,3 мг/л ориентируются и фирмы, выпускающие фильтры для воды.

Далее расскажем, как удалить железо из воды своими руками. Но сначала убедимся, что проблема именно в этом металле.

Как узнать, что в воде присутствует железо

Информацию о составе водопроводной воды в городе обычно публикуют на сайтах коммунальных служб. Что делать с водой из собственной скважины или колодца?

Визуальный анализ

Вот косвенные признаки, по которым можно предположить избыточную концентрацию железа:

Неприятный металлический вкус воды. О нем говорилось выше.
Налет «ржавого» цвета на посуде, в которой готовили или хранили воду.
Белое белье после стирки приобретает коричневатый или рыжеватый оттенок. Цветное обесцвечивается после нескольких стирок.
«Ржавые» подтеки на сантехнике и кафеле.
Вода изначально прозрачная, но после отстаивания появляется осадок. Попробуйте сами провести этот несложный тест.
Вода без осадка, но мутная, рыжего цвета.

Загрязненная вода бывает и совершенно бесцветной. Чтобы точно узнать, есть ли в воде железо, лучше отдать её в лабораторию на анализ.

Лабораторный анализ

Это платно, но вы получите полную картину состава воды из скважины с железом и другими примесями. Несколько советов о том, как правильно взять пробу:

Используйте стеклянную или пластиковую тару. Только не от сладких напитков, а от минералки. Ни в коем случае не металлическую. Объем – до 1,5 л.
Тару промойте теплой водой без моющих средств. Стеклянную – обдайте кипятком. Затем два раза прополощите водой, которую понесете на анализ.
Если вода из скважины поступает через водопровод, дайте ей стечь несколько минут.
Воду на анализ нужно наливать тонкой струйкой, чтобы минимизировать ее контакт с кислородом. Посуду следует наполнять до краев по той же причине.
Плотно закройте тару крышкой и в течение 2-3 часов доставьте в лабораторию.

Итак, вы установили, что ваша вода загрязнена этим металлом. Чтобы выбрать способ очистки, определим, какое железо содержится воде.

Формы железа в воде

Наиболее популярные формы железа которые можно отличить визуально

Данный элемент, находясь в воде, принимает разные формы:

Двухвалентное – Fe(II). Растворено в воде, поэтому его не видно. Если оставить жидкость на воздухе, то железо при контакте с кислородом окисляется и переходит в трехвалентную форму.
Трехвалентное – Fe(III). Нерастворимо в воде, поэтому выпадет в осадок. Частицы рыжеватого цвета заметны невооруженным глазом, распознать их просто. Они крупные, поэтому их легче всего отфильтровать.
Коллоидное железо. Частицы очень малого диаметра. Вода с таким типом загрязнения мутная, но не образует осадка.
Органическое железо. В воде содержится металл в соединении с органическими веществами. Может окрашивать воду.
Бактериальное железо. Образовано бактериями, которые используют это вещество для своей жизнедеятельности. Имеет вид студенистого осадка или радужной пленки на поверхности воды. Встречается нечасто.

Как правило, вода из скважины несет в себе несколько типов загрязнений.

Железо в воде из скважины: способы очистки

Из всех видов железа проще всего удалить из воды его трехвалентную форму Fe(III). Частицы большего размера задерживаются простым механическим фильтром. Другие формы железа нужно перевести в Fe(III), затем отфильтровать.

В масштабах населенного пункта этот процесс проводят с добавлением окислителей – хлора, извести, перманганата калия и других. Какие еще есть варианты водоподготовки, расскажем ниже.

Своими руками

Конечно, кустарной очисткой не добиться такого же качества жидкости, как после заводских фильтров. Но несколько улучшить ее свойства можно. Самодельные очистители могут быть временной мерой, когда вода под рукой нет качественной воды, а она необходима. Существуют разные способы удаления железа:

Отстаивание воды в течение, как минимум, нескольких часов. Затем ее нужно аккуратно перелить в чистую посуду, оставив на дне осадок. Не очень удобный метод, особенно если вода нужна в большом количестве.
Можно ускорить процесс, если организовать аэрацию – интенсивное взаимодействие воздуха и воды. Как вариант – воспользоваться аквариумным компрессором.

Некоторые хозяева скважин организуют целые установки. Суть такова – грязная вода выливается из приспособления типа пульверизатора или лейки и попадает в резервуар, где отстаивается до появления осадка. При разбрызгивании она контактирует с кислородом и процесс окисления Fe(II) до Fe(III) проходит интенсивнее. Правда, этот способ подходит для железистой воды с концентрацией металла 5 мг/л и выше.

Замораживание. Нужно дождаться, когда застынет большая часть жидкости, и остальное слить. Лед размораживают и используют.
Фильтрование углем. Можно соорудить домашний фильтр из угля, завернутого в чистую ткань. Он избавляет жидкость от крупных металлических частиц.

Заводские фильтры

Чтобы очистить воду из скважины от железа, стоит все-таки купить фильтр в магазине. Это дороже. Зато менее хлопотно, и результат куда лучше.

Справится с подобной задачей помогут фильтры разных типов:

Аэрационная установка. Как работает аэрация, описано выше. Здесь тот же принцип, но в заводском исполнении. Применяют, чаще для того, чтобы снизить количество металла в очень железистой воде. Жидкость требует дальнейшего очищения.
Фильтр механической очистки – удаляет крупные частицы. Он справляется только с трехвалентным нерастворимым железом. Обычно его устанавливают в дополнение к очистителям других типов.
Засыпной фильтр . Это резервуар, внутрь которого засыпан специальный состав. Он окисляет железо, находящееся в жидкости. Примесь выпадает в осадок и задерживается очистителем.
Ионообменный фильтр . Наполнитель – специальная смола. Принцип действия таков: ионы нежелательного элемента в воде замещаются на ионы нейтрального вещества (обычно натрия) посредством химической реакции.
Обратноосмотический фильтр . Представляет собой мембрану с микроскопическими отверстиями. Через них проходят только молекулы воды, а все вредные примеси задерживаются. Железо не исключение. Вся грязь, что осталась на мембране, смывается в канализацию. Это фильтр с наивысшей степенью очистки. Правда, и цена у него немаленькая.

Как правило, для очищения воды из скважины устанавливают комплект из нескольких фильтров. Например, механического и ионообменного. Или перед основным фильтром устанавливают аэрационную установку (при очень высокой концентрации железа). Комплексная очистка не только решит проблему обезжелезивания, но и удалит из воды другие примеси, химические вещества и бактерии.

Конечно, установка нескольких фильтров дороже, чем одного. Но это может сэкономить деньги в перспективе. Если в воде содержатся крупные частицы, например трехвалентное железо, то придется часто менять картриджи ионообменного фильтра или обратного осмоса. А они недешевые. Избежать этого можно, установив дополнительный фильтр механической очистки. Его стоимость которого намного ниже.

Система по очистке воды в квартире

Если вода из скважины на вашем участке содержит много железа – это как минимум неприятно. Как максимум – опасно, ведь оно может навредить здоровью. К счастью, проблема решаема. Наслаждаться чистой водой вам поможет хороший фильтр.

Каков вред тяжелых металлов в воде?

Периодическая система Д. И. Менделеева – один из наглядных способов показать многообразие формирующих мироздание «кирпичиков», каждый из которых нужен для поддержания гармоничного равновесия общей конструкции. Любой из химических элементов независимо от степени распространенности в природе – необходим, даже если его роль до конца не ясна современным ученым.

Присутствие так называемых тяжелых металлов в питьевой воде, воздухе, пище, природных или искусственно созданных материалах – столь же значимо для живых существ, как дождь, солнце, кислород и твердь под ногами. Каждый элемент группы в строго определенных количествах важен для нормального функционирования организма человека, участвуя в химических реакциях, микробиологических процессах, входя в состав ферментов, гормонов и других веществ. Только при превышении пороговых значений полезные микроэлементы становятся токсичными и причисляются к обширной категории опасных для здоровья ксенобиотиков – нарушающих течение естественных биологических процессов веществ.

Какие металлы называют тяжелыми

Наиболее общее определение относит к данной группе элементы таблицы Менделеева с металлическими свойствами и большим молекулярным весом. Более четкий критерий – относительная атомная масса выше 50, согласно которому в перечень входят все металлы, начиная с ванадия. Другой пороговый показатель – плотность, равная или превышающая удельный вес железа (7,8 г/см 3 ).

Каждый из методов классификации обладает своими недостатками, исключая из рассматриваемой категории очевидные (олово, марганец) или предлагая сомнительных (мышьяк, висмут) представителей. В водоочистке, которая призвана минимизировать воздействие вредных примесей, используют не строго химический или физический аспект определения, но более – медицинский, токсикологический и природоохранный. Это также связано с общностью методов очистки воды от тяжелых металлов и причисленных к ним элементов.

Причины и пути попадания в водозаборы

Ксенобиотики подстерегают людей повсюду: в воздухе, почве, пище, косметических средствах. Но именно вода, будучи универсальным растворителем, содержит наиболее полный перечень потенциально опасных веществ. Идеально чистых источников попросту не бывает, а регулярный контакт с ней при питье, гигиенических процедурах, приготовлении пищи делает этот путь наиболее вероятным для получения критических доз токсичных элементов.

Путей загрязнения воды тяжелыми металлами два. Естественным образом это происходит при растворении входящих в состав горных пород минералов пластовыми водами, а также путем переноса талыми или дождевыми потоками частиц подверженной естественной эрозии почвы. Часть вредных примесей попадает в поверхностные и подземные источники из запыленного воздуха с дождем или снегом.

Второй фактор загрязнения связан с деятельностью человека. Его значимость резко возросла с увеличением горнодобычи, ростом промышленного производства, интенсификацией сельскохозяйственной деятельности.

Основными загрязнителями выступают:

добыча и переработка нефтепродуктов;
горнодобывающие предприятия;
тепловые электростанции;
металлургические комбинаты;
гальванические и электротехнические предприятия;
заводы по производству пластмасс, красок, композитных материалов;
комбинаты по выпуску сельхозудобрений;
полигоны захоронения бытовых и промышленных отходов.

Недостаточная очистка сточных вод, а также смыв с сельхозугодий делает поверхностные водоемы самыми проблематичными для использования. Но при нарушении естественных водоупорных горизонтов загрязнения могут достичь и скважинных водозаборов.

Вред тяжелых металлов для человека

Одна из опасностей ксенобиотиков – плохая выводимость из организма. Накапливаясь со временем в жизненно важных органах или тканях, токсичные элементы вызывают серьезные расстройства отдельных функций или всего организма в целом. Известно, что они негативно влияют не только на физиологию, но также на эмоционально-психологическое состояние. Болезни, вызываемые превышением допустимых концентраций тяжелых металлов, достаточно серьезны.

Ртуть – провоцирует общее отравление организма, которое выражается ухудшением памяти, слуха, нарушением координации. При воздействии паров концентрируется в мозге. Накапливаясь в почках, нарушает работу этих органов.
Свинец – воздействует на нервную систему, вызывая головные боли, ослабление внимания и головокружения. Особенно остро проявляется у детей, ведет к замедлению умственного развития. Негативно влияет на сердечно-сосудистую систему, работу ЖКТ.
Медь – вызывает язвенную болезнь, гастрит, нарушения работы почек, печени, ЦНС, снижает иммунный ответ организма.
Кадмий – приводит к заболеваниям костной системы, сопровождаемых ломкостью, искривлением и хрупкостью костей. Будучи канцерогеном, приводит к раку прямой кишки и легких.
Кобальт – при чрезмерных концентрациях вызывает заболевание щитовидной железы, приводит к сердечной недостаточности и бронхиальной астме.
Никель – чреват аллергическими реакциями, повышенной возбудимостью нервной системы.
Цинк – снижает иммунитет, способен вызвать бесплодие, также является канцерогеном.

Повышенное содержание тяжелых металлов особенно негативно влияет на детей, приводя к задержке умственного и физического развития. Вероятность заболеваний велика при длительном употреблении загрязненной ксенобиотиками воды.

Допустимое содержание в питьевой воде

Предельные величины присутствия опасных примесей жестко регламентировано нормативными документами. Действующим СанПиН 2.1.4.1074-01 установлены следующие ПДК тяжелых металлов в воде (мг/л):

Барий – 0,1;
Бериллий – 0,0002;
Ванадий – 0,1;
Ртуть – 0,0005;
Висмут – 0,1;
Кадмий – 0,001;
Кобальт – 0,1;
Молибден – 0,25;
Медь – 1,0;
Мышьяк – 0,05;
Никель – 0,1;
Свинец – 0,03;
Стронций – 7,0;
Хром – 0,5;
Цинк – 5,0.

При централизованном водообеспечении контроль всех этих параметров излишен, за исключением некоторых регионов, где отмечаются превышения по ряду показателей. В случае автономного водоснабжения из поверхностных или подземных источников, которые чаще всего загрязняются содержащими тяжелые металлы соединениями, обязательно проведение расширенного химанализа в сертифицированной лаборатории. Визуально даже проба с аномально высокими концентрациями ксенобиотиков может выглядеть кристально чистой. Для определения же технологии и состава системы автономной водоочистки необходимы точные характеристики исходной воды.

Методы очистки воды от тяжелых металлов

Удаление из жидкости присутствующих в форме солей или сложных органических веществ загрязнений выполняется несколькими способами. Ионный обмен эффективен для удаления тяжелых ионов, которые замещаются другими, входящими в состав специальных обменных смол, но избирателен. Подбор ионообменных материалов при проектировании систем водоочистки выполняется индивидуально на основании результатов химанализа, процесс нацелен на удаление определенных загрязняющих компонентов. Методы безнапорной и напорной аэрации – окисления кислородом воздуха – разработаны для удаления железа и марганца.

Широкий спектр действия характерен для обратноосмотических установок, фильтрующих из воды любые примеси, чей размер превышает величину ячейки мембраны. Способ универсален, но стоимость очистки выше. Реже используется еще более затратная технология электродиализа, при которой на противоположно заряженных мембранах раздельно осаждаются положительные и отрицательные ионы.

Достойная альтернатива традиционным методам – применение ПГС-полимеров, выполняющих механическую, сорбционную и ионообменную фильтрацию одновременно. Компанией «Гейзер» разработан уникальный материал «Арагон», который используется в бытовых фильтрах для воды. Он выполняет комплексную очистку, устраняя загрязнение воды тяжелыми металлами, радионуклидами, избыточными солями жесткости и органикой.

К технологиям широкого спектра относится и фильтроматериал «Каталон». Это – ионообменный волокнистый материал, он обеспечивает удаление до 90–97% тяжелых металлов при сохранении естественного минерального состава воды.

«Каталон» обладает не только не только хелатными свойствами (выборочное удаление катионов тяжелых металлов), но и амфолитными. Благодаря этому материал очищает воду не только от катионов: меди, кадмия, свинца, но и анионов: органические примесей, хлорорганические соединений, железобактерий и коллоидного железа. Технология используется в бытовых системах водоподготовки, в том числе в сменных картриджах фильтров-кувшинов.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Читайте также: