Содержание железа в воде – распространенное явление. В большинстве своем оно приносит пользу организму, но не стоит безоглядно пользоваться водой, содержащей данную примесь.
Поведение железа в воде зависит от валентности и взаимодействий с другими соединениями.
Железо в воде может быть в нескольких видах:
- Трехвалентное – не растворяется, придает воде желтый оттенок и оседает в виде бурого осадка;
- Соединенное с молекулами органики – придает воде желтый цвет и не выпадает в осадок;
- Двухвалентное – хорошо растворяется и не окрашивает воду;
- Бактериальное – образует радужную пленку и желеобразные отложение в водопроводе.
Источники железа в воде
Возникновение железа в питьевой воде обусловлено коррозией водопроводных труб и очистных сооружений, которые фильтруют воду перед подачей в дома и квартиры.
Появление железа в воде из скважины связано с процессами растворения горных пород, а также с подземными стоками промышленных предприятий и сельскохозяйственных производств.
Влияние железа в воде на здоровье человека и коммуникации
Для нормального функционирования организма человеку нужно употреблять в сутки 1-2 мг железа, но накопленный избыток негативно отражается на здоровье и угрожает жизни.
Чрезмерное содержание данной примеси в воде вызывает коррозию металлов и сокращает срок эксплуатации водопроводной системы.
Норма железа в воде
ПДК железа в воде составляет 0,3 мг на литр. Данное значение установлено санитарными нормами. В связи тем, что влияние железа на организм не до конца изучено, а потребление элемента в сутки зависит от массы тела человека, ВОЗ не устанавливает определенных границ.
Методы определения железа в воде
Самым надежным способом определения содержания железа в воде будет лабораторный анализ.
К первичным признакам избытка железа относятся:
- Ржавый налет на дне металлической посуды;
- «Металлический» привкус воды;
- Ржавые потеки на сантехнике;
- Обесцвечивание белья после стирки.
Условия отбора пробы
Чтобы анализ воды на железо показал точный результат, необходимо правильно собрать исследуемый материал. Для начала необходимо слить воду в течении 10 минут и хорошо промыть тару в исходной воде без моющих средств. Затем набрать воду тонкой струей под самую крышку, выдавить воздух, плотно закрыть емкость и доставить в пункт приема проб.
Как избавиться от железа в воде
Что делать, если в воде много железа? Правильнее всего будет установить фильтр. Очистка в воде железа с помощью фильтра происходит двумя способами:
Реагентным:
- Ионный обмен – гранулированные ионные смолы заменяют железо натрием, используется для технологических целей;
- Использование сильных окислителей – с помощью гипохлорида натрия или марганцовки; требует тщательной дозировки; дорогостоящий метод, больше подходит для технологических целей;
Безреагентным:
- Аэрация – создание интенсивного воздухообмена искусственным путем, в результате чего вода насыщается кислородом, который окисляет железо;
- Осмос – самая эффективная система очистки от двухвалентного железа.
В лаборатории «ИОН» вы сможете провести анализ вашей воды, узнать все о ее состоянии и получить рекомендации по улучшению качества. Мы работаем более 20-ти лет, используя современное оборудование и качественные материалы. Наши сотрудники – профессионалы своего дела. Лаборатория проводит исследование питьевой, талой, морской, технологической, водоемной и других видов вод. Мы сотрудничаем с крупнейшими разработчиками аналитического оборудования и постоянно ищем новые методы диагностики веществ и материалов. Мы осуществляем пробы с материалов Москвы и московской области.
Источник: ion-lab.ru
Железо в воде: польза или вред?
В природе существует несколько форм железа, так привычно воспринимающиеся нами, как материал для гвоздей и молотков. Различают железо разной валентности: Fe0, Fe+2, Fe+3 и сложные химические соединения, в состав которых входит железо. Железо в воде, очень кратко – не токсично, но не приятно. И вот почему.
Элементарное железо (Fe0) – металлическое железо, то самое, из которого делают гвозди, конечно, не растворяется в воде. Вода и кислород атмосферного воздуха способствуют окислению до трехвалентного железа, образуя нерастворимый в воде оксид Fe2O3, называемый обычно «ржавчина».
В норме, железо в воде может присутствовать в растворенной форме (Fe+2) Эта форма чаще всего встречается в воде из скважин, поскольку под землей нет контакта с кислородом. На поверхности прозрачная вода вступает в контакт с атмосферой и кислородом, приобретает сначала молочный оттенок, который достаточно быстро окрашивается в красно-коричневый оттенок. Это кислород окисляет ионы двухвалентного растворенного железа, преобразуя их в ионы трехвалентного нерастворимого железа.
Трехвалентное железо (Fe+3). Гидроксид железа Fe(OH)3 не растворяется в воде, кроме случаев, когда низок рН среды. В случае, когда вода из-под крана идет ржавая и образуется осадок при отстаивании, в ней уже присутствует нерастворимое трехвалентное железо.
Органические формы железа встречается в воде в двух основных формах и в составе различных сложных органических комплексов. Норма содержания железа в воде может присутствовать в виде растворимых органических соединений или в виде коллоидных структур. Удалить органическое железо достаточно трудно.
Различают два вида органического железа, присутствующего в воде:
- Бактериальное железо. Ряд бактерий используют энергию реакции окисления растворенного железа в своем гомеостазе. При этом происходит реакция окисления двухвалентного железа в трехвалентное, которое остается рядом с бактериями в виде слизи. Конечно при попадании в стакан, такое трудно обнаружить невооружённым глазом.
- Коллоидное железо. Очень маленькие, менее 1 микрон частицы железа, в которые входят также танины и лигнины, называют коллоидами. Эти частицы имеют высокий поверхностный заряд, который заставляет частицы отталкиваться друг от друга как магниты, отталкивающиеся одноименно заряженными сторонами. Коллоиды или частички железа в норме присутствуют в воде в виде суспензии, окрашивают её в коричневый, желтоватый, красноватый цвета и не образуют осадка. Накапливается коллоидное железо внутри и на поверхности труб в виде суспензии.
Пользы от присутствия железа в воде технической или тем более питьевой нет никакой. Норма содержания железа в питьевой воде всего 0,3 мг. на один литр.
Железо в воде вредит сантехническому оборудованию, бытовой технике. Оно значительно ухудшает органолептические показатели воды, железистая вода имеет неприятные цвет, запах и вкус.
Превышение нормы железа в воде может вызвать аллергические реакции, а органическое железо может привести к язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Также некоторые специалисты считают, что при определенных иммунных нарушениях, повешенное содержание железа является катализирующим фактором возникновения и прогрессирования ряда заболеваний эндокринной системы.
Источник: geizer.com
Стандарты содержания железа в воде для питья
В нормативных таблицах СанПиН норма содержания железа в питьевой воде суммарно в предельных концентрациях не должна превышать 0,30 мг/л. По постановлению главсанврача на определённой территории и для конкретной системы водоснабжения этот норматив может быть поднят до единицы (Fe=1).
Содержание статьи
Международные требования ВОЗ, и нормативы американского Агентства USEPA устанавливают те же величины в 0,30 мг/л, а ЕС-директива – более строгий норматив в 0,20 мг/л. Часто это объясняется тем, что избыток железа может значительно навредить здоровью, сопровождаясь повышением риском инфарктов и заболеваний печени при длительном превышении установленных норм. Однако основной источник поступление этого металла в человеческий организм не вода.
Свойства железа в воде и влияние на организм
Развитые страны применительно к своим типичным рационам ведут статистику, согласно которой поступление железа в организм оценивается в пределах 15-22 мг в сутки. Основные источники поступления по отношению к распространённости в исследованных рационах:
- крупы со средним значением Fe = 0,02950 мг/г,
- мясные продукты со средним значением 0,02620 мг/г.
Есть данные, что при кипячении уровень содержания данного металла в продуктах снижается. Однако он может достигать более высоких концентраций при приготовлении в железной посуде или при контролируемом обогащении им продуктов.
Сравнивая эти диетологические показатели с нормой, можно отметить, что они даже немного завышены, поскольку минимальная суточная потребность Fe в разных оценках указывается в пределах 7-14 мг с выходом за эти пределы, например, в периоды беременности, когда суточная потребность женщин часто превышает 15 мг/сутки. В целом среднесуточная норма оценивается в 10 мг.
Нормально работающая система организма участвует в регулировании усвояемости данного металла, всасывая из поступающей с рационом порции в среднем 10%. Из них:
- 60-70% идёт на выработку гемоглобина,
- 5% в процессе выработки миоглобина утилизируется,
- 25-35% сохраняется в печени, селезёнке, костном мозге.
Переизбыток железа характеризуется поражением тканей (состояние гематохроматоза), однако это редко происходит при стандартном традиционном рационе. Более значительную опасность в этом смысле представляет приготовление «кислой» пищи в железной посуде или передозировка в таблетках.
Присутствие Fe в воде и проблемы для водопроводных систем
В поверхностных водах чаще отмечается присутствие Fe III – железа в трехвалентном состоянии, которое называют коллоидным. При хорошей аэрации концентрация редко достигает высоких значений. (Аэрация – один из методов удаления растворённого железа наряду окислительным обезжелезиванием, мембранным, электромагнитным и др. методами). В подземных водах и резервуарах при отсутствии карбонатов и сульфидов часто происходит накопление Fe II – двухвалентного до концентраций порядка 1 мг/л и более.
Даже при соблюдении содержания железа в воде в норме и установленных характеристик рН соли двухвалентного Fe становятся нестабильны, выпадая в осадок ржавого цвета в виде гидроксида Fe. (Особенно часто это происходит в распределительных системах).
- меняется окраска воды в сторону красно-коричневого оттенка; гидропоток подкрашивается сам и даёт характерный цвет белью и арматуре,
- ухудшается вкус,
- развиваются т.н. «железобактерии» – микроорганизмы, развивающиеся при окислении двухвалентного Fe в трехвалентное, при этом процесс сопровождается возникновением илистых отложений на стенках трубопроводов,
- в некоторых отраслях (например, в текстильной промышленности) происходит отбраковка продукции даже при небольшом превышении отраслевой нормы,
- возникает засорение трубопроводов с постепенным снижением тока воды.
Ток воды в квартирах в целях экономии хозяева иногда замедляют и сознательно. Однако чаще всего это делается с помощью специальных экономителей, которые при объективном уменьшении водорасхода не снижают степени комфорта при повседневном использовании воды, а даже расширяют возможности (см. http://water-save.com/ ).
Железо в воде из скважины
На даче или в загородном доме для подачи воды обычно используется скважина или колодец. Жидкость поступает из подземных рек и содержит самые разные примеси, от песка и глины до тяжелых металлов и газов. Наиболее распространенная проблема — избыточное железо в воде из скважины. Большое содержание этого металла негативно сказывается на здоровье человека, состоянии труб и нагревательных приборов. Высокое содержание железа корректируется путем установки фильтров.
Норма железа в воде из скважин
Согласно нормам, утвержденным СанПин, безопасная и комфортная концентрация железа — 0,3 мг/л. В случае превышения этого значения вода желтеет, приобретает характерный запах и привкус.
Почему в воде из скважины много железа
Подземные реки, из которых берется вода в скважине, текут среди земли, горных пород, залежей металлов и всевозможных веществ. В связи с этим скважинные воды могут содержать практически всю таблицу Менделеева. Что интересно, на соседних участках из скважин, пробуренных на расстоянии нескольких метров, может быть совершенно разный состав воды. Это объясняется разным залеганием по глубине и разными течениями, в которые “попала” скважина.
Почему вода из скважины пахнет железом
Подземные реки характерны отсутствием доступа кислорода, вследствие чего скважинные воды часто прозрачны, но содержат растворенное железо. Если вода желтеет после отстаивания на воздухе, это означает наличие растворенного, или двухвалентного железа.
Какой может быть вред
В случае превышения норм СанПин в воде, организм человека также начинает получать избыточное железо — в питьевой воде, через кожу, поливаемые такой водой фрукты и овощи с огорода. Нужную нам норму — 15-22 мг этого металла, человек ежедневно получает из пищи — мяса, круп, овощей. Все сверх этого наш организм не может вывести естественным путем и начинает болеть. Распространенные симптомы переизбытка железа в воде:
- болезни внутренних органов — почек, печени, сердца,
- нарушения внимания и памяти,
- аллергические реакции и сухость кожи.
Сантехника и бытовая техника также “не любит” лишнее железо и покрывается ржавым налетом, сокращающим в итоге сроки эксплуатации.
Двухвалентное железо
Железо встречается в воде в двух формах: двухвалентной и трехвалентной. Первая характерна полным растворением в воде. Железо в таком виде никак не проявляет свой цвет до отстаивания на открытом воздухе. Реакция с кислородом заставит его окислиться и выпасть в ржавый осадок. Кроме этого, растворенное железо можно определить по металлическому привкусу и запаху прозрачной на вид воды.
Трехвалентное железо
Вторая форма — окисленная, это знакомая нам ржавчина, придающая воде рыжий цвет, тот самый осадок, в который выпадает двухвалентная форма по мере окисления.
Пленка на воде из скважины
Еще один признак железа — если из скважины поступает вода с пленкой. Обычно вода покрывается пленкой после отстоя и реакции с кислородом. Часть металла окисляется и оседает на дне емкости, а на поверхности воды образуется пленка с характерным запахом.
Как окислить железо
Для фильтрации окисленного железа существует много фильтров. Но если в воде есть оба вида железа, растворенное нужно сначала окислить, чтобы фильтр мог его задержать.
Способы борьбы с железом в воде:
- Ионообменные смолы фильтруют непосредственно двухвалентную форму железа, но не справятся с ржавчиной. Если в воде содержится железо сразу в обоих видах, такой фильтр не подойдет.
- Обратный осмос справится с двух- и трехвалентным железом, но потребует существенных финансовых и временных вложений. Кроме того, вода, поступающая через него, является дистиллятом, непригодным для употребления внутрь и требует искусственной минерализации.
- Новинка рынка — титановые фильтры TITANOF, не требующие замены картриджа. Титановый порошок спекается по специальной технологии и имеет микропоры, задерживающие ржавчину. Диоксид титана — тонкая пленка, образующаяся на фильтроэлементе при контакте с кислородом, эффективно окисляет двухвалентное железо, катализируя выпадение в осадок. Вода в титановом фильтре не меняет свой минеральный состав, в отличие от обратного осмоса.
Благодаря исключительным свойствам титана, он не изнашивается в процессе фильтрации и потому не требует замены фильтроэлементов. По мере загрязнения картриджа он вынимается и чистится в растворе обычной лимонной кислоты. Процедура регенерации, то есть возвращения фильтра в 100% исходное состояние с момента приобретения, проста и доступна любой домохозяйке.
Титановые фильтры компактны и поместятся как традиционно — на магистраль, так и под мойку в маленькую квартиру.
Как очищать воду от железа?
Опасно ли высокое содержание железа в воде?
| |
Железо – очень распространенный в природе химический элемент. Оно в больших количествах содержится в различных породах и не удивительно, что грунтовые воды довольно часто загрязнены именно им.
При санитарных нормах 0,3 мг/литр, содержание железа в воде из артезианских скважин, пробуренных на дачных участках, часто колеблется в пределах 0,5- 20 мг/л
И что особенно прискорбно, очистить такую воду от железа совсем не просто. В этой статье мы поговорим о том, насколько опасно для здоровья человека пить воду с повышенным содержанием железа, какими способами эту воду можно очистить и стоит ли этим заниматься.
Как определить концентрацию железа в воде
Конечно, лучше всего взять пробу воды из того источника, которым вы пользуетесь, и отнести его в соответствующую лабораторию. За исследование воды придется заплатить какие-то деньги, но зато вы будете обладать точной информацией, которая позволит выбрать правильную стратегию очистки.
| |
| Налет железа на дне электрочайника |
Но можно также определить приблизительное содержание железа по ряду косвенных признаков.
Первое, что изменяется при повышении концентрации железа выше нормы 0,3 мг/л, это вкус воды. У нее появляется металлический привкус. А когда концентрация железа превышает 1 мг/л , вода приобретает выраженный достаточно неприятный металлический вкус, который ощущается даже в таких напитках как чай и кофе.
Если речь идет о воде, текущей из крана, то дополнительными признаками повышенного содержания железа станут ржавые потеки на раковине или унитазе. Бурый налет на внутренних поверхностях чайника и кастрюль. Обесцвечивание цветного белья при стирке.
Что касается прозрачности самой воды, то тут могут быть варианты, в зависимости от того, в каком виде содержится в ней железо.
Формы железа в воде
Железо может содержаться в воде в нескольких формах. Но для нас будут важными следующие:
1. Двухвалентное железо – оно растворимо в воде. Поэтому, вода, имеющая повышенное содержание двухвалентного железа, прозрачна и бесцветна. Но если вы нальете ее в открытую емкость и дадите постоять некоторое время, на дно выпадет бурый осадок.
2. Трехвалентное железо – не растворимо в воде. При его повышенной концентрации вода имеет желтоватый цвет. А при отстое выпадает бурый осадок.
3. Органические соединения железа – соединения железа с органическими молекулами. Чаще всего, вода, содержащая такие соединения, имеет желтую окраску, но при отстаивании не образует осадка.
Стоит сказать еще об одной форме железа – так называемое «бактериальное железо». Вода, содержащая бактериальное железо, часто имеет специфическую радужную пленку на поверхности и образовывает желеобразные отложения в водопроводной системе.
Если вы наблюдаете в своей воде признаки присутствия одной из перечисленных форм железа, сразу возникает вопрос, на сколько постоянное потребление такой воды опасно для здоровья?
Сколько железа нужно организму
Железо – элемент жизненно необходимый для нормального функционирования организма. Особенно его много в крови. – 4-5 грамм. Но, попадая в организм, железо очень медленно выводится наружу, в основном через стенки кишечника 6-10 мг в сутки.
Исходя из этого, определена дневная норма железа для мужчин – 6-10 мг/сутки. Для женщин (учитывая дополнительные кровопотери) – 15-18 мг/сутки
Вроде бы, мы имеем возможность рассчитать оптимальную концентрацию железа в воде. Ведь известно, что человек в день выпивает в среднем 2 литра жидкости. Но проблема состоит в том, что железо в организм поступает не только из воды, но также из пищи. Причем, из пищи оно поступает в гораздо больших количествах. Особенно богаты железом мясо, печень, рыба, яблоки, фасоль и бобовые.
Попробуем тогда рассмотреть проблему с другой стороны.
Предельно допустимая концентрация железа
Если вы зададитесь вопросом, откуда взялась санитарная норма содержания железа в воде – 0,3 мг/л, то с удивлением узнаете, что установлена она не по медицинским, а по вкусовым критериям.
ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) не устанавливает какой-то определенной величины концентрации железа в воде, так как считает, что на сегодняшний день нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека.
По данным ВОЗ известно также, что переносимый суточный уровень потребления (ПСП) железа, равен 0.8 мг/кг массы тела человека.
При массе тела в среднем 75 кг, получается около 60 мг железа в день. Поскольку известно, что в среднем человек получает из воды примерно 10% железа (остальное из пищи), а в день потребляет 2 литра воды, мы можем высчитать безопасную концентрацию.
Считается, что она равна 2-3 мг/л.
То есть ежедневное потребление воды с содержанием железа от 2 до 3 мг/литр, по мнению ВОЗ, не приводит к каким бы то ни было последствиям для здоровья.
Хочу обратить внимание, что это очень большая концентрация. Вода с таким количеством железа будет очень неприятна на вкус.
Стоит ли очищать воду от железа
Если ваша вода содержит железа меньше 3 мг/л то очищать ее имеет смысл только для улучшения вкуса. Никакого вредного влияния на здоровье она оказывать не может.
Если содержание железа выше этого значения, то тогда можно подумать и о своем здоровье. Пусть достоверной информации о вреде повышенного содержания железа не имеется, но совершенно точно известно, что пользы от этого никакой.
Напомню, что общие принципы выбора фильтра для очистки водопроводной воды были нами рассмотрены в статье “Как выбрать фильтр для воды”
Методы очистки воды от железа
Методы очистки воды от железа во многом зависят от того, в какой форме железо содержится в вашей воде.
Чаще всего мирные граждане имеют дело с двухвалентным железом. Вода бесцветна и прозрачна, но имеет металлический привкус.
В этом случае вам помогут два метода.
| |
| Картридж Fe 10 SL |
Многие фильтры имеют ионообменный картридж , в котором используются ионообменные смолы. Но в данном случае нас интересует конкретно смола, которая замещает железо на натрий.
Такие «картриджи обезжелезивания» выпускают все фирмы-изготовители бытовых фильтров. В зависимости от конструкции и применяемых смол «картриджи обезжелезивания» могут эффективно работать до концентрации железа в воде 5 мг/л
Например, «картридж Fe 10″SL» или Fe 20″BB у фирмы Гейзер.
Существуют картриджи, работающие и на других принципах, например, «картридж БА» для фильтров фирмы Гейзер. Это специализированный картридж для эффективного удаления избыточного растворенного железа (до 5 мг/л) методом щелочного высаждения. В качестве фильтрующей среды используется природный материал кальцит.
2. Обратный осмос.
| |
| Фильтр обратного осмоса |
Фильтры обратного осмоса эффективны для удаления любых примесей, включая двухвалентное железо. Они намного лучше очищают воду, чем ионообменные смолы. Поскольку ионы двухвалентного железа значительно больше пор обратноосмотических мембран, мембраны хорошо их задерживают.
Мембрана при этом не забивается, поскольку все примеси, которые фильтр задержал, сливаются в канализацию. Системы обратного осмоса хорошо очищают воду с содержанием железа до 10-20 мг/л.
Проблемы у ионообменных картриджей и фильтров обратного осмоса начинают возникать тогда, когда в воде кроме двухвалентного присутствует еще и трехвалентное железо. Если его не много, это пол беды. Фильтры справляются с этой задачей.
Но когда концентрация трехвалентного железа велика, поры ионообменного фильтра и мембраны обратного осмоса начинают забиваться. Фильтры теряют эффективность.
С другой стороны, очищать воду от нерастворимого трехвалентного железа ( в простонародии – ржавчина) даже проще. Значительная его часть задерживается механическими фильтрами очистки.
Таким образом, самую большую проблему представляет очистка воды, содержащей высокие концентрации как двухвалентного, так и трехвалентного железа.
Советы Кулибиных
Поскольку растворенное в воде двухвалентное железо, контактируя с кислородом воздуха, превращается в трехвалентное с выпадением осадка, многие умельцы создали самодельные конструкции очистителей.
Обычно они включают в себя большие открытые резервуары с водой, в которых вода хранится в течение некоторого времени. Иногда для интенсификации процесса окисления через воду продувается воздух. Например, с помощью аквариумного компрессора.
Двухвалентное железо соединяется с кислородом воздуха и выпадает в осадок. Теперь воду можно забирать для питьевых нужд. Когда толщина осадка становится слишком большой, бак вычищают.
Тот же самый процесс можно повторить в обычном ведре. Наберите в ведро воды и оставьте его на сутки. Потом аккуратно слейте воду, не взбаламучивая осадка.
После такой процедуры количество железа в воде в несколько раз уменьшится.
Как быть, что делать?
Подведем итог всему сказанному.
Если у вас содержание железа в воде не превышает 3 мг/л , вы можете спокойно продолжать пить эту воду, не опасаясь за свое здоровье. При желании, для улучшения вкусовых характеристик воды вы можете использовать фильтр любой фирмы с картриджем обезжелезивания.
Если содержание железа в воде находится в промежутке 3-10 мг/л, есть смысл поставить фильтр с картриджем обезжелезивания. Он вернет содержание железа в безопасный интервал.
Если содержание железа в воде находится в промежутке 10-20 мг/л и это железо в основном двухвалентное, то вам поможет фильтр обратного осмоса или специальный засыпной фильтр безреагентной очистки воды от железа и марганца, например, “Сапфир-Br”.
При содержании железа выше 20 мг/л простых решений не бывает. Тут либо нужно заказывать дорогую специальную систему очистки, либо мудрить с предварительным отстаиванием воды.
Железо в питьевой воде: методы определения, норма содержания Fe
Железо в питьевой воде – это плохо
Железо является неотъемлемой составляющей природной H2O. Связано это с особенностью обогащенной феррумом почвы, через которую ручьи и подземные потоки прокладывают свой путь. Высокая концентрация этого элемента в образцах жидкости – наиболее распространённая проблема, с которой сталкиваются люди, использующие в водоснабжении природные источники. Большинство компаний по предоставлению питья, в том числе и организации вендингового бизнеса, качают воду из скважины, и ее очистка от железа – одна из главных задач для современных фильтрационных систем.
Внешний вид состава с повышенным количеством Fe
Феррум в водных массах может наблюдаться в двух формах:
Двухвалентная – частицы полностью растворяются в Н2О, в результате чего после забора она кажется кристально чистой и прозрачной. Какие-либо примеси в ней незаметны невооруженным глазом. Однако если жидкость набрать в стакан и дать ей настояться, то через некоторый промежуток времени под влиянием кислорода элементы окисляются. На дне образовывается скопление налета бурого оттенка.
Трехвалентная – нерастворима в водных массах. Раствор изначально отличается желтоватым цветом и мутной консистенцией.
Принцип действия любой обезжелезивающей установки основан на реакции двухвалентного металла, который при контакте с воздухом оседает на дно, превращаясь в трех. Оборудование лишь ускоряет этот процесс за счет обогащения кислородом.
Два вида органического железа
Суммарный Fe – это численность всех типов элементов группы, содержащихся во взятом образце. В составе он находится в различных состояниях и при повышении температуры, хлорировании или других реакциях переходит в разные формы, выпадая в осадок. Органические частицы делятся на несколько подвидов.
Бактериальный
Встречается крайне редко. Некоторые бактерии применяют железные микрочастицы в метаболических процессах, создавая тонкую пленку на поверхности жидкости, волокнистой или студенистой фактуры. При этом идет окисление 2-валентного типа, который и оставляет рядом с микроорганизмами слизь. Заметить такое являете невооруженным взглядом крайне сложно.
Коллоидный
Эти микрочастицы, характеризующиеся величиной не более 0,1 мкм, не улавливаются механическими фильтрами и крупноочистными мембранами. Такой металл образует своеобразную суспензию коричневатого, желтого или красного цвета без осадка и встречается достаточно редко. Удаляется он окислением или принудительным переходом в другую форму, а затем посредством специального оборудования.
Характеристики железа в H2O и его взаимодействие с человеческим организмом
При планомерном вдыхании паров воздуха, включающего железосодержащие частицы, возможно появление профзаболеваний. Так, в легких работников шахт при разработках железорудных месторождений может оседать до 45 гр опасного металла. Это приводит к появлению хронических заболеваний дыхательной системы, чреватых патологией пневмосклероза.
Касательно влияния феррума, поступающего в наш организм с едой и питьем, – международные эксперты в области здравоохранения не говорят о какой-либо допустимой величине, так как пагубное воздействие на органы человека не до конца исследовано. При суточном потреблении, составляющем 0,8 мг на один кг веса, общая концентрация 2 мг/л считается безопасной. А это значит, что можно не бояться за свое здоровье, потребляя такой продукт ежедневно.
В российских СМИ часто упоминается информация о пагубном воздействии Fe на системы жизнеобеспечения и различных неприятностях с самочувствием при его количестве выше 0,3 мг/л. В качестве примеров приводятся возникновение аллергических реакций и угнетение репродуктивной функции, сухость, жжение, появление нарушений и патологий.
Если рассмотреть вопрос с другого ракурса, то этот химический элемент принадлежит к числу наиболее значимых, активно участвуя в процессах обмена веществ и кроветворения, регуляции и поддержке иммунитета в целом, переработке токсинов. Организм здорового человека включает 4-5 г этого микроэлемента:
Приблизительно на 70 процентов он часть гемоглобина. Последний вырабатывается костным мозгом и отвечает за транспортировку кислорода от легких.
Оставшееся количество хранится в теле как резерв и располагается в железистых тканях брюшной полости, менее процента содержится в кровяной плазме. Выводится сквозь стенки печеночных долей за сутки от 5 до 11 мг.
Его обмен в человеческом организме напрямую зависит от правильного функционирования такого органа, как печень. При сбоях в ее работе или нехватке железного компонента, возможна патология в виде железодефицита. Недуг характеризуется неестественной бледностью кожных покровов, быстрой утомляемостью, головокружениями, потерей сознания, шумом в ушах, снижением аппетита, сонливостью.
Существует и обратная сторона медали – при сбоях в процессе метаболизма элементы могут накапливаться, что также является серьезным заболеванием и приводит к сердечным недомоганиям, падению артериального давления, ноющим болям в суставах, слабости. Поэтому важно употреблять именно сбалансированную в этом плане жидкость.
Превышение железа в воде и проблемы для водопроводных систем
Его избыточное количество провоцирует возникновение коррозийных процессов в сантехнических приборах и как следствие их частые поломки. Он накапливается внутри водопроводных труб в виде налета и слизи, портит при стирке белье, окрашивая его в неэстетичный бурый оттенок.
Роль железобактерий в биокоррозии металлов окончательно не исследована. Поскольку ими окисляется растворенный феррум, долгие годы считалось, что они не причастны к разращению металлических стенок. Однако в последнее время замечено, что под их скоплениями образуются каверны глубиной до 7 мм.
Специалисты санэпидемиологических станций не рекомендуют употреблять водопроводный ресурс. Обработать его до безопасных параметров без высокотехнологичного оборудования очень сложно. На это способны специализированные компании, такие как «Источник здоровья», распространяющая качественные вендинговые аппараты по продаже питьевой H2O.
Санитарно допустимые нормы присутствия металла
Согласно действующим санитарным правилам, приемлемым является уровень железных частиц в 0,3 мг на 1 литр жидкости. Этот показатель был определен не фармацевтическими исследованиями, а вкусовыми показаниями. Если пересмотреть данные ВОЗ, специалисты вообще не видят надобности в установке каких-либо норм содержания железа в питьевой воде. Ученые провели приблизительные подсчеты того, сколько феррума попадает в человеческий организм при питье и приеме пищи, и вычисли безопасный порог в 3 мг/л. Даже такая концентрация не несет никакой опасности для внутренних органов, хотя при этом органолептические показатели значительно портятся.
Суточная потребность для граждан РФ – 10 мг для сильного пола и до 20 для слабого. При беременности она увеличивается до 35. Продукты с достаточным включением элемента: курица, говядина, грибы, яичные желтки, черника, бобовые, шоколад, морские продукты и некоторые виды рыбы. При этом согласно исследованиям, с пищей употребляется лишь 10 процентов необходимого Fe и 90% поступает через питье.
Что такое обезжелезивание
Это вид очистки, заключающийся в ее освобождении от чрезмерного содержания 2-х или 3-валентного Fe с целью улучшения органолептических свойств. Происходит это посредством современного оборудования – различных фильтрационных систем. Чтобы правильно выбрать технологию и способ, необходимо взять пробы на анализ. Как правило, проблема, когда в воде много железа, – не единственная для истока. Вместе с этим фиксируются чрезмерная концентрация марганца, сероводорода, солей, жесткости, а также наличие бактерий. Часто требуется обеззараживать, дезинфицировать, осветлять, обесцвечивать, устранять мутность и т.д. К тому же, например, при ph ниже 6, процесс обезжелезивания резко замедляется и производительность всех фильтров заметно падает. Именно поэтому важно провести подробное и развернутое изучение образцов. Вода – источник нашего питания и, соответственно, самочувствия всех членов семьи. Экономить на качественном продукте – значит подвергать опасности собственное состояние.
Когда готов общий результат, специалисты предприятий, занимающихся нормализацией параметров системы водоснабжения, помогают подобрать оптимальный способ очистки.
Выбор также формируется на основании других факторов: объемов потребления, особенностей грунта, климата.
Чтобы рассчитать производительность фильтров для вендинговых аппаратов, необходимо замерить суточную и пиковую трату жидкости.
Второе значение определяется в момент водозабора при максимальном числе одновременно открытых точек. Зная мощность системы и частицы, которые нужно исключить – подбирается фильтрационная конструкция.
Признаки содержания
Данные о составе водных масс из централизованного трубопровода публикуются на сайтах соответствующих коммунальных служб. Чтобы определить количество феррума в обрабатываемой скважине, обращают внимание на ряд параметров. Методы определения железа в воде делятся на два типа: визуальный, который можно провести самостоятельно, и лабораторный. Для первого:
При дегустации чувствуется явно выраженный металлический привкус.
На таре, где хранится жидкость (либо после нескольких моек), будет виден ржавый налет.
H2O может изначально показаться чистой, но по истечении пары часов отстаивания появляется бурый осадок (либо мутность проявится уже с первых минут использования).
В быту простая стирка одежды – способ того, как определить железо в воде. Белье становится с рыжеватым оттенком. Цветные вещи заметно обесцвечиваются уже после нескольких загрузок в стиральную машину.
На профессиональном уровне узнать содержание Fe поможет подробная лабораторная экспертиза. За такую услугу придется заплатить, однако вы точно узнаете, насколько безопасен источник из которого осуществляется забор. Для того чтобы подготовиться к исследованию, проводят следующие манипуляции:
Выбор стеклянной или пластмассовой бутыли. Нельзя брать тару из-под соков или напитков, а также металлические варианты.
Промывка ее без моющих и очищающих средств. Затем емкость прополаскивается несколько раз водой для анализа на железо (которая планируется для сдачи).
Если образец набирается из-под промышленных кранов, нужно позволить ему сбежать в течение нескольких минут.
Наливать жидкость следует тонкой струей, чтобы максимально исключить ее взаимодействие с кислородом. По этой же причине бутыль должна быть заполнена до краев и плотно закупорена.
Образцы нужно доставить в специализированную лабораторию на протяжении 2-3 часов, где и определят все требуемые показатели.
В наше время специалистами разработано уже несколько разных направлений осуществления этой задачи:
Окисление с последующим осаждением частиц на дно и их выведением. Один из первых изобретенных методов того, как избавиться от железа в воде, в основе которого лежит взаимодействие жидкости с хлором, кислородом и другими соединениями. Наиболее популярный компонент – Cl, так как, кроме обезжелезивающего действия, он оказывает и эффективную дезинфекцию. Для завершения окислительного и фильтрационного процесса необходим длительный промежуток времени. Реакции ускоряются, если применять специальные коагулянты, на которые требуется предусмотреть дополнительный бюджет. В этом заключается основной недостаток технологии. Кроме того, вторым элементом, часто соседствующим с феррумом, является марганец. Поэтому стоит также подумать о способе очистки от последнего.
Удаление железа из воды осуществляется путем фильтрующих засыпок, на поверхности которых и происходит очищение. Они основываются на диоксиде марганца, побуждающего более быструю оксидацию. Существенным недостатком этого вида считается невозможность бороться с двухвалентным металлом.
Ионный обмен. Характеризуется, как методика умягчения жидкости посредством ионообменных смол. Первоначально в качестве мембран применялись природные мастики, со временем их заменили синтетические, обладающие более мощными поглотительными свойствами. Так можно исключить из Н2О не только металлические соединения, но и марганцевые. Минусом является затруднение работы с трехвалентным Fe и присутствующими органическими частицами. Однако такой способ – один из самых распространённых и эффективных.
В основе мембранной методики лежит удаление солей и микроорганизмов. Обезжелезивание при этом выступает как дополнительная функция. Недостатком считается высокая стоимость установок и частое их засорение.
Очистка питьевой воды от железа может осуществляться электромагнитным методом. Это происходит посредством ультразвука, которым обрабатываются потоки, после чего подается магнитоэлектрический импульс, и процесс завершается путем прохождения раствора через фильтр с кварцевым песком.
Как правило, для обезжелезивания водных масс со скважины применяют комплект, состоящий из нескольких фильтрационных приборов. Например, механического очищения и ионообменного. Комплексный подход не только решает проблему излишнего содержания металла, но и убирает все вредные компоненты, химические соединения и вредоносную микрофлору.
Железо в воде: польза или вред?
В природе существует несколько форм железа, так привычно воспринимающиеся нами, как материал для гвоздей и молотков. Различают железо разной валентности: Fe0, Fe+2, Fe+3 и сложные химические соединения, в состав которых входит железо. Железо в воде, очень кратко – не токсично, но не приятно. И вот почему.
Элементарное железо (Fe0) – металлическое железо, то самое, из которого делают гвозди, конечно, не растворяется в воде. Вода и кислород атмосферного воздуха способствуют окислению до трехвалентного железа, образуя нерастворимый в воде оксид Fe2O3, называемый обычно «ржавчина».
В норме, железо в воде может присутствовать в растворенной форме (Fe+2) Эта форма чаще всего встречается в воде из скважин, поскольку под землей нет контакта с кислородом. На поверхности прозрачная вода вступает в контакт с атмосферой и кислородом, приобретает сначала молочный оттенок, который достаточно быстро окрашивается в красно-коричневый оттенок. Это кислород окисляет ионы двухвалентного растворенного железа, преобразуя их в ионы трехвалентного нерастворимого железа.
Трехвалентное железо (Fe+3). Гидроксид железа Fe(OH)3 не растворяется в воде, кроме случаев, когда низок рН среды. В случае, когда вода из-под крана идет ржавая и образуется осадок при отстаивании, в ней уже присутствует нерастворимое трехвалентное железо.
Органические формы железа встречается в воде в двух основных формах и в составе различных сложных органических комплексов. Норма содержания железа в воде может присутствовать в виде растворимых органических соединений или в виде коллоидных структур. Удалить органическое железо достаточно трудно.
Различают два вида органического железа, присутствующего в воде:
- Бактериальное железо. Ряд бактерий используют энергию реакции окисления растворенного железа в своем гомеостазе. При этом происходит реакция окисления двухвалентного железа в трехвалентное, которое остается рядом с бактериями в виде слизи. Конечно при попадании в стакан, такое трудно обнаружить невооружённым глазом. Коллоидное железо. Очень маленькие, менее 1 микрон частицы железа, в которые входят также танины и лигнины, называют коллоидами. Эти частицы имеют высокий поверхностный заряд, который заставляет частицы отталкиваться друг от друга как магниты, отталкивающиеся одноименно заряженными сторонами. Коллоиды или частички железа в норме присутствуют в воде в виде суспензии, окрашивают её в коричневый, желтоватый, красноватый цвета и не образуют осадка. Накапливается коллоидное железо внутри и на поверхности труб в виде суспензии.
Пользы от присутствия железа в воде технической или тем более питьевой нет никакой. Норма содержания железа в питьевой воде всего 0,3 мг. на один литр.
Железо в воде вредит сантехническому оборудованию, бытовой технике. Оно значительно ухудшает органолептические показатели воды, железистая вода имеет неприятные цвет, запах и вкус.
Превышение нормы железа в воде может вызвать аллергические реакции, а органическое железо может привести к язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Также некоторые специалисты считают, что при определенных иммунных нарушениях, повешенное содержание железа является катализирующим фактором возникновения и прогрессирования ряда заболеваний эндокринной системы.
Источник: sibkif.ru