Железо в воде


Испытательный центр МГУ

Железо является характерным элементом природных вод зоны избыточного увлажнения. На территории этой природной зоны расположены города Центральной части России, Сибири и Дальнего Востока. В подземных водах Москвы и Московской области содержание железа превышает значение ПДК практически повсеместно.

Железо – один из самых распространенных элементов в при­роде. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом. Известно свыше 300 минералов, содержащих соединения железа. Среди них – магнит­ный железняк альфа FеО(ОН), бурый железняк Fе3О4*Н2О, гематит (красный железняк) и другие. Главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и сельскохозяйственными стоками.

Воздействие на организм

Железо является жизненно важным микро­элементом для животных и растений, то есть элементом, необходимым для жизнедеятельности живых организмов в малых количествах. В организме человека железо входит в состав важнейших в биологическом отношении органических соединений – гемоглобина крови и ряда ферментов. Около 70% железа, содержащегося в организме человека, входит в состав гемоглобина. Основным физиологическим назначением железа является участие в процессе кроветворения.

Железо в воде

В природных водах вода может содержать железо в разных формах. Чаще всего встречается двух- и трех- валентное железо. Чистая, прозрачная вода, изливающаяся из скважины, постояв некоторое время на воздухе, буквально на глазах начинает мутнеть, приобретая характерную рыжевато-бурую окраску. Это происходит потому, что соединения двухвалентного железа, вступив в контакт с кислородом воздуха, окисляются и переходят в нерастворимую форму трехвалентного железа - осадок, называемый ржавчиной. Содержание железа в воде выше 1-2 мг Fe /дм3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования даже в технических целях. ПДК железа составляет 0,3 мг Fe /дм3 (лимитирующий показатель вредности – органолептический).

Ржавчина очень часто встречается в водопроводной воде. Одна из основных причин - устаревшие системы водоснабжения. Пройдя очистку на муниципальных водопроводных очистных сооружениях, вода обычно содержит небольшое количество железа, укладывающиеся в медицинские нормы, но проходя до конечного потребителя через многие километры труб распределительной водопроводной сети, она подвергается вторичному загрязнению, растворяя продукты коррозии стальных труб.

В результате на выходе мы вновь имеем «железистую» воду с желтоватым оттенком. Насыщенная соединениями железа вода имеет не только неприятный вид. Она портит запорную арматуру, оставляет ржавые подтеки на керамических поверхностях сантехники. Кроме того, медиками доказано, что вода с повышенным содержанием железа (свыше 0,3 мг/л) приводит к заболеваниям печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма, а также служит причиной появления аллергических реакций.

Повышенное содержание железа в воде создает благоприятные условия для развития железобактерий, особенно в подогретой воде. Эти микроорганизмы образуют ветвящиеся колонии, которые осложняют работу гидротехнических сооружений. Продукты жизнедеятельности железобактерий являются канцерогенами. Железообрастания внутри труб – идеальная среда для развития кишечной палочки, гнилостных бактерий, различных других микроорганизмов. Все это ухудшает химические и бактериологические показатели воды.

Очистка воды от железа

В природных водах может присутствовать двухвалентное (за­кисное) или трехвалентное (окисное) железо. Наиболее часто в воде подземных источников железо встречается в виде бикарбона­та закиси железа Fe(HCO3)2, то есть двууглекислого железа. Из подземных вод двухвалентное железо может быть устране­но при помощи аэрации воды. Надо отметить, что двууглекислое железо в воде частично гидролизуется, теряя углекислоту. Гидрат закиси железа Fe(OH)2, соединяясь с кислородом, превращается в коллоидную гидроокись железа Fe(OH)3, которая при коагулировании переходит в окись железа Fe2O33h3O, выпадающую в виде бурых хлопьев. Поэтому после аэрации нужно пропускать воду через контактные резервуары и фильтры.

Если в воде содержится сернокислое железо FeSO4, то при аэра­ции такой воды ее обезжелезивание не достигается, так как при гидролизе растворенной соли железа образуется угольная кисло­та, понижающая рН воды до величины, меньшей 6,8, при которой гидролиз почти прекращается. Поэтому из воды СО2 удаляется путем ее предварительного известкования, после которого необходимы отстаивание и фильтрова­ние воды.

Чтобы установить наиболее экономичный для данной воды спо­соб обезжелезивания, надо произвести пробное удаление железа. Обезжелезивание воды для хозяйственно-питьевых нужд произ­водят при содержании в исходной воде железа в количестве более 0,3 мг/л, при этом специальные установки предусматриваются только в тех случаях, когда железо не может быть удалено попут­но при обработке воды на других очистных сооружениях.

Для того, чтобы решить, какой именно способ обезжелезнивания воды необходим именно вам, нужно понять, в каких формах железо представлено в вашей воде. Для этого рекомендуется обратиться к специалистам-аналитикам, а также профессионалам водоподготовки. Все эти вопросы находятся в компетенции лаборатории MSU LAB.

www.msulab.ru

Стоит ли очищать воду от железа

Железо может по-разному вести себя в воде, в зависимости от валентного состояния либо включения в иные соединения. Вот основные виды взаимодействий, на которые стоит обратить внимание:

  1. Трёхвалентное железо придает воде желтоватый оттенок, поскольку оно в воде не растворяется. При длительном отстое оседает на дно в виде бурого осадка.
  2. Соединения железа с молекулами органики, как правило, окрашивают воду, в составе которой находятся, в желтый цвет, однако образование осадка не происходит даже при длительном отстаивании.
  3. Двухвалентное железо в воде растворяется очень хорошо. Поэтому жидкость с повышенным его содержанием является бесцветной и прозрачной. Однако если налить её в ёмкость и оставить отстаиваться, то через некоторое время на дне можно будет заметить осадок серовато-коричневого цвета.
  4. На присутствие в воде бактериального железа указывают наличие специфической радужной плёнки на её поверхности и образование отложений в водопроводной системе в виде желе.

Выявив какой-нибудь из вышеприведенных признаков содержания железа в домашней водопроводной воде, многих интересует, не опасно ли регулярное употребление такой воды для здоровья.

Потребности организма в железе

Железо – жизненно важный элемент, который необходим для нормальной работы организма человека. Большое его количество содержится в крови – около 4-5 г. Находясь в теле, наружу оно выводится достаточно медленно и в основном посредством стенок кишечника (около 5-12 мг за сутки). Поэтому дневной нормой потребления железа для представителей сильного пола является 7-9 мг/сутки. Для женщин этот показатель является немного выше, поскольку учитываются их естественные кровопотери, и составляет 14-17 мг/сутки.

Оптимальная концентрация железа в воде может быть рассчитана исходя из того, что человек в течение дня употребляет около двух литров жидкости. Однако железо в организм попадает не только с водой, но и с пищей. Причём в некоторых продуктах, например, таких как печень, яблоки, мясо, бобовые и других, его содержится намного больше. Поэтому такой расчет рекомендуется делать индивидуально.

Возможная опасность

Определить высокую концентрацию железа в воде можно по отлично знакомому ощущению сухости и стянутости кожи после приёма душа или ванны. Помимо этого, повышенное содержание железа нередко является причиной развития различных заболеваний, к которым относятся нарушения нормальной работы печени и почек, аллергии, дерматиты.

Читайте также:  Способы фильтрации воды

Тема влияния на организм железа в воде достаточно давно изучается специалистами. Каждые сутки для поддержки жизнедеятельности организм расходует 1-2 мг железа. Его избыток постепенно накапливается, что в конечном итоге может привести к негативным последствиям. Считается, что чрезмерное количество в воде железа увеличивает риск развития гипертонии и инфарктов.

Кроме этого, железо проявляет канцерогенные свойства при взаимодействии с кислородом, ведь мутация ДНК и образование раковых клеток происходит с участием свободных гидроксильных радикалов. При формировании раковой опухоли её клетки для своего питания используют железо. Люди, чей ферритиновый уровень очень высок, больше других подвержены раку толстой кишки, лёгких, пищевода и мочевого пузыря.

Вода с повышенным содержанием железа обычно встречается в регионах, источник водоснабжения которых – артезианская скважина. Хозяевам частных домов приходится устанавливать фильтры для обезжелезивания, которые хорошо защищают от негативного воздействия этого важного химического элемента при его высокой концентрации.

Очистка воды

Людей, которые выбрали для себя здоровый способ жизни, настораживает, когда в воде много железа. Что делать в таких случаях и как её очистить? Существуют разные методы фильтрации, каждый из них зависит от формы железа, которое содержится в питьевой воде. Наиболее распространенный вариант – присутствие двухвалентного железа.

Ионный обмен

Если вы желаете применить ионообменный способ очистки, используйте фильтры с содержанием смол, полученных путем синтеза полимеров. Оптимальным считается вариант, когда железо, присутствующее в воде, заменяется натрием. На сегодняшний день большое количество производителей выпускают подобные фильтры.

Обратный осмос

Удаление из воды двухвалентного железа также возможно с применением способа обратного осмоса. Фильтры, работающие по такому принципу, признаны более эффективными, чем предыдущие. Суть технологии – в размере обратноосмотических мембран, которые являются более мелкими, нежели ионы железа, поэтому и не пропускают их во время фильтрации в очищенную воду.

При этом засорение мембраны исключено, поскольку устройством предусмотрено, что все задержанные частицы перенаправляются в канализационную систему.

Очищение воды от трёхвалентной формы железа более простой в реализации. Для этого можно использовать обычные фильтры для удаления механических примесей.

Читайте также:  Система очистки воды обратного осмоса

Большое содержание железа в воде: Видео

vseowode.ru

Железо в воде

Наличие железа в воде – это практически обязательное условие проточной воды.

    Причины присутствия железосодержащих соединений в воде:

  • Железо содержится в грунте из растворения горных пород. При взаимодействии с водой, образуются железосодержащие соединения, которые остаются в воде виде взвесей или растворенными.
  • Железо попадает в питьевую воду через сточные воды промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
  • Железо накапливается в воде, проходя через подверженные коррозии, водопроводные трубы или очистительные железосодержащие реагенты.

Различные способы попадания металла в воду обуславливают и то, что железосодержащие соединения имеют совершенно разную природу, отличается их растворимость, взаимодействие с организмом человека и способы очистки.

Элементарное железо (Fe0) – это нерастворимый в воде элемент. Быстро преобразуется в трехвалентное железо благодаря воде и кислороду. Процесс окисления называется ржавлением.

    Железо, содержащееся в воде в форме ионов:

  • Двухвалентное железо (Fe+2) – это железо, которое находится в воде в растворенном состоянии. Сложный вид загрязнения, так как изначально не заметен глазу. Вода с содержанием двухвалентного железа прозрачная, но при отстаивании воды на воздухе, образуется осадок красно-бурого цвета – процесс перехода в трехвалентное железо.
  • Трехвалентное железо (Fe+3) – это гидроксид железа, который находится в состоянии взвеси. Вода с содержанием такого железа уже имеет различные оттенки рыже-бурых цветов. При отстаивании появляется осадок насыщенного цвета.

    Железо, содержащееся в воде в связанных формах:

  • Органическое железо – это наиболее сложное в удаление железо, которое встречается в различных формах и, как правило, растворимо. Оно образовывается вследствие соединения с органическими веществами, например, с танинами или гумусовой кислотой. Такое железо в большей степени усваивается организмом человека.
  • Бактериальное железо образовывается посредством некоторых видов бактерий, которые в процессе своей жизнедеятельности, а точнее метаболических процессов, преобразуют двухвалентное железо в трехвалентное и удерживают в желеобразной оболочке вокруг себя. Такое железо иногда образовывает пленку на поверхности.

Коллоидное железо.Получило свое название из-за очень маленьких размеров своих частиц - не более 0,1 мкм. Встречается редко, находится в состоянии суспензии и очень сложно удаляется из воды из-за своих малых размеров.

В реальности же в воде встречается сразу несколько видов железа, все они разные и поэтому нет универсального способа удаления этого металла из питьевой воды.

    Как определить, что в воде содержится железо:

  • Использовать химический анализ воды. Наиболее эффективный способ.
  • Вода изначально обладает желтыми, рыжими или даже бурыми оттенками. Это показатель присутствия трехвалентного железа.
  • Ржавый налет на сантехнике: у основания кранов, ванна с желтоватыми подтеками.
  • При стирке цветные ткани быстро обесцвечиваются.
  • Ощутимый металлический привкус у воды.
  • При отстаивании воды появляется красно-бурый осадок.

В вопросах вреда железа, источники расходятся. В детстве мы нередко слышали, что нужно кушать яблоки и печень чаще, ведь там есть много железа так полезного для нашего организма. Так почему же нам нужно очищать воду от такого нужного микроэлемента, но при этом употреблять его с продуктами питания. Начнем с того, что в теле взрослого человека находится около 4г. железа. Этот элемент является необходимым для организации кровеносной системы. Так благодаря железу образовывается гемоглобин, который доставляет кислород из легких в ткани. Железо, связываясь с белком образует миоглобин сохраняющий кислород в мышечной ткани. Также без железа невозможно усвоение витаминов группы В. Необходимая польза железа очевидна – она выражается в здоровом росте человека, укреплении мышечной ткани и сопротивляемости иммунитета болезням. В случае, если организм получает металла выше нормы, то начинает накапливать его в печени и почках, что может вызвать сбои работы в органах. Но на самом деле, такая ситуация скорее исключительная, если вы получаете железо только с продуктами питания, ведь организм может усвоить максимум 10% элемента.

В воде же в реальности иногда содержание железа может настолько превышать норму, что со временем накопленного в организме металла будет достаточно, чтобы вывести работу печени или почек из строя. По нормам, содержание железа в воде не должно превышать 0,3 мг/л.

Кроме того, железистая вода – это еще и эстетическая проблема. Ржавые разводы покрывают сантехнику и от них практически невозможно избавиться, белая одежда приобретает желтый оттенок, а цветная быстро выцветает. Пища, приготовленная на воде с высоким уровнем железа, имеет неприятный металлический привкус, а также может изменять цвет и свое качество. Некоторые промышленные процессы невозможны в воде с высоким содержанием железа, например, крашение тканей.

Такое разнообразие проблем, связанных с содержанием железа в воде, убеждает в мысли, что фильтрация воды от примесей железосодержащих соединений необходима. Для этого используют специальные природные и синтетические материалы, которые засыпают в картриджи и промышленные фильтры очистки воды.

Очищая воду от железа, вы оберегаете свое здоровье и здоровье своих близких!

ecotrend.shop.by

Железо в воде. Чем опасно большое содержание железа в воде? | УкрХимАнализ

(3 голосов, оценка: 5,00 из 5)

18 октября 2017 / 5506 просмотров

Многим знакома ситуация, когда вы открываете водопроводный кран, а оттуда вместо прозрачной воды течёт неаппетитное «нечто» ржаво-коричневого цвета. Присутствие ржавчины в водопроводе, конечно, не смертельно, только вот использовать такую воду для питья, приготовления пищи и даже стирки вам вряд ли захочется. Есть ли пути решения проблемы и чем опасно повышенное содержание железа в воде? Попробуем разобраться.

Большое содержание железа в воде – откуда?

Распознать воду с повышенным содержанием железа несложно. Она имеет характерный ржавый цвет и неприятный металлический привкус (если вы решитесь её попробовать). При высыхании на ткани или поверхности раковины такая вода оставит бурые разводы. В чём же причина высокого содержания железа в воде? В первую очередь, причина кроется в источниках водоснабжения. Так, вода из скважины, уже может содержать повышенную концентрацию железа, если им богата данная местность.

Как сообщают специалисты лаборатории «УкрХимАнализ», в среднем превышение концентрации железа фиксируется в третей части всех проанализированных проб. В то же время, в разных регионах ситуация сильно отличается. Например, по результатам мониторинга 2014 года, самое большое превышение содержания железа зафиксировано во Львове. Самые низкие показатели – в Харькове. Киев, Полтава, Одесса, Николаев, Черкассы – здесь содержание железа в воде не превышает установленных норм или ниже их.

Но зачастую причина высокого содержания железа в воде – не природные особенности, а изношенные трубы.  Порой это просто банальная ржавчина, накопившаяся за годы эксплуатации. Но есть и ещё один фактор – так называемые железистые бактерии. Ими буквально «обрастают» старые трубы, а продукты их жизнедеятельности попадают в воду, загрязняя её.

Как появляется высокое содержание железа в воде, мы выяснили, но действительно ли эта проблема настолько серьёзна.

Чем опасно содержание железа в воде?

Норма содержания железа в воде (согласно ДСанПіН 2.2.4-171.10) – не более 0,2 мг/дм3. Насколько опасно превышение нормы, и что будет, если постоянно употреблять такую воду? Всемирная организация Здравоохранения считает, что безопасной суточной нормой железа для человека является 0,8 мг на килограмм веса. То есть для «передозировки» нужно выпить очень много воды с высоким содержанием железа. Правда, высокое содержание железа в воде придаёт ей характерный неприятный привкус, не вызывающий желания её пить.

Но металлический привкус далеко не самая большая проблема, утверждают специалисты. Само по себе железо не нанесёт вреда организму, однако оно имеет свойство накапливаться в печени. А это уже приводит к нарушению работы этого органа со всеми вытекающими неприятными последствиями.

Большое содержание железа в воде негативно отражается на состоянии сантехники и бытовой техники. Трёхвалентное железо, образующееся при окислении (а проще говоря – ржавчина), оседает на трубах, кранах, деталях стиральных и посудомоечных машин. Всё это приводит к сокращению их срока службы и частым поломкам.

В этом случае самый рациональный вариант потратится на систему обезжелезивания воды. Ведь установка специального фильтра обойдётся дешевле, чем замена бытовой техники, не говоря уже о вреде для здоровья.

Определение содержания железа в воде: только чистая вода

Для того, чтобы точно убедится, насколько безопасна вода из вашего водопровода, необходимо сделать анализ содержания железа в воде. С этим успешно справятся специалисты лаборатории «УкрХимАнализ». Забор пробы можно сделать самостоятельно и принести или прислать в лабораторию. Вы можете выбрать один из трёх пактов «Базовый», «Расширенный» или «Максимальный». Все они помогут определить содержание железа в воде. Если показатели превышают норму, то специалисты лаборатории дадут соответствующие рекомендации. В случае высокого содержание железа в воде устанавливается специальная система обезжелезивания.

Обезжелезивание воды может происходить и централизовано, путём постройки станций обезжелезивания воды в регионе, где показатели превышают нормы. Но, к сожалению, всё упирается в средства местных бюджетов, которых, как всегда, не хватает. Поэтому проще решить проблему локально – в вашей собственной квартире и пить чистую воду.

У Вас есть вопросы или Вам нужна консультация?

Заполните форму и получите бесплатную консультацию!

himanaliz.ua


Смотрите также