Чем полезно железо которое есть в воде

В разделе: Вода
2018-06-1818.06.2018

Введение

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 Fe2O33H2O, 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.

Человек примерно на 75-78% состоит из воды. Данная жидкость для нас является жизненно важной, поэтому её необходимо своевременно восполнять. Это становится всё сложнее, так как чистой воды вокруг с каждым днём становится меньше и меньше. Поступление же в организм загрязненной воды приводит к оседанию во внутренних органах вредных химических соединений и к последующим серьезным заболеваниям. Кроме этого, грязная водопроводная вода наносит вред и сантехническим приборам, существенно сокращая срок их эксплуатации.

Железо в воде — основная проблема многих регионов

Одной из основных проблем централизованного водоснабжения является почти повсеместная повышенная концентрация в воде тяжелых металлов, главным из которых является железо. Это, в первую очередь, связано с широкой распространенностью данного химического элемента в различных почвах. Особенно высокой насыщенностью отличается минерал железняк (красный/бурый/магнитный). Например, вода артезианских скважин, расположенных около месторождений железной руды, содержит этого металла в десятки раз больше предельно допустимого норматива для питьевой воды. Из-за этого, регионы с артезианским водоснабжением зачастую вынуждены решать непростую и дорогостоящую проблему снижения содержания железа в питьевой воде.

Откуда берется железо в воде и какое оно бывает

Как же железо попадает в систему водоснабжения? Известно два главных способа: коррозия и просачивание.
Отрицательное совместное воздействие воды и кислорода на водопроводные трубы из стали или чугуна приводит к появлению ржавчины. Металл коррозирует, от него отслаиваются небольшие частички и более крупные куски, которые и попадают в водный поток, текущий к квартирным смесителям.

Проникая через различные породы и почвы в виде осадков или талого снега, вода захватывает по пути и водорастворимое железо. Особенно это заметно в районах расположения вулканов, где вода становится полиметаллической. Также вносят свой негативный «вклад» в ухудшение качества воды и стоки промышленных предприятий и свалок. Даже на очистных сооружениях вода обогащается железом, проходя через металлические фильтры.

Существует несколько форм, в которых железо содержится в воде. Самые важные следующие:

• растворимое в воде (двухвалентное). Оно не окрашивает воду, которая остается бесцветной и прозрачной, хотя и приобретает металлический запах и вкус. Если такая вода долго находится в открытой емкости, то на дне появляется осадок.
• не растворимое (трехвалентное или окисленное). Придает воде характерный цвет от светло-желтого до бурого и хлопьями выпадает в осадок.
• органические соединения железа и углеродсодержащих веществ. Вода имеет желтоватый цвет, но осадок после отстаивания не появляется.
• бактериальное. Образуется в результате жизнедеятельности особых бактерий, которые создают на стенках внутри водопроводных труб желеобразную массу. Обнаруживается по характерной радужной пленке на поверхности.

Как определить, что в воде много железа

Зачастую определение превышения содержания железа в воде осуществляется гражданами самостоятельно — органолептическим способом. Это несложно, особенно если вода на вид непрозрачна, имеет специфический неприятный привкус или образует осадок. На посуде, в ванной и на унитазе появляется ржавый налет. Конечно, более надежным методом считается лабораторный анализ. Это не бесплатно и не очень быстро, но гарантирует определение точного содержания. Для этого, рекомендуется при взятии аналитической пробы придерживаться определенных правил водозабора, главным из которых является использование стеклянной емкости.

Железо в воде: вред или польза

Медики подтверждают, что избыток железа в воде негативно влияет на человеческий организм. Излишне полученный металл не только не усваивается, но и полностью не выводится из пищеварительной системы. Происходит его накопление во внутренних органах, которое постепенно перерастает в различные заболевания. К 50 годам у человека появляются нервные патологии, затрудняется работа мозга, хуже работают суставы, может развиться сахарный диабет и появляются другие многочисленные болезни.

Чем опасно железо в воде для организма человека

О вреде железа в оде твердят не первый год. Уже в древности люди знали, что лекарством или ядом вещество становится в зависимости от количества его употребления. Так и здесь — разовое употребление железистой питьевой воды не принесет вреда здоровью, но длительное использование такой жидкости приведет к серьезным неприятностям. Ещё одной причиной нездоровья является вытеснение железом других важных для организма веществ: цинка, меди, кальция и др.

Среди научно доказанных последствий употребления воды с чрезмерно высоким содержанием железа отмечают:

• увеличение печени и ухудшение состава крови;
• проблемы с сердечным ритмом, повышенный риск инфаркта миокарда и инсульта;
• расстройства пищеварительной системы и нарушения в работе щитовидной железы;
• развитие дерматитов и аллергии;
• высокую подверженность онкологическим заболеваниям пищевода, желудка, толстой кишки и мочевого пузыря;
• большую утомляемость и частую слабость, а также рассеянность и плохую память.

Чем еще опасно содержание железа в воде

В чем же еще вред воды с железом, кроме различных заболеваний? Повышенное количество металла в воде не просто обеспечит ржавые разводы на ванне и на посуде. Фильтры на входе в квартиру быстро забиваются отложениями ржавчины. Железистая вода вызывает коррозию сантехники и нагревательных элементов в бойлерах и стиральных машинах. В конечном итоге, оборудование, работающее в таких экстремальных условиях, выходит из строя гораздо раньше установленного срока службы.

Как очистить воду от железа

Среди самых распространенных методов очистки воды от железа выделяют следующие:

1. Системы аэрации. Через емкость/резервуар пропускается воздух, кислород которого окисляет железо, выпадающее в осадок. Помогают от высокой концентрации трехвалентного железа.
2. Фильтры обезжелезивание. На них непосредственно и происходит очистка воды от уже окисленного на аэраторе железа. Вред повышенного содержания железа в воде очевиден, поэтому требуется максимально эффективная система водоподготовки.
3. Реагентные фильтры тонкой очистки. Необходима постоянная замена картриджей.
4. Фильтры обратного осмоса. Дорогостоящий вариант, требующий минерализации очищенной воды и большого расхода электроэнергии. Преимуществом является отсутствие химических реакций.
5. Многокомпонентные ионообменные смолы. Очищают от растворенного (двухвалентного) железа, которое превращается в твердый остаток, задерживаемый фильтром.
6. Народные способы. Домашние мастера предлагают заморозку, фильтрацию через уголь/кремний или шунгит. Эти методы пользуются популярностью из-за своей простоты, но не отличаются эффективностью. Некоторые люди просто не догадываются, чем вредна вода, в которой много железа.

Вода с железом вредно

Вода, насыщенная железом, вредит не только сантехнике, а также стиральной и посудомоечной машинам, она ещё пагубно отражается на здоровье водопользователей, т.е. обычных граждан, проживающих городах и поселках. При имеющихся тревожных признаках, необходимо определить содержание в водопроводной воде металла (лучше при помощи лабораторного анализа) и предпринять меры по очищению воды от вредных примесей. Железистая вода, очищенная от повышенного содержания данного минерала, может приносить пользу, а не вред.