Бытовые фильтры для очистки воды

Описание.   

Железо (лат. Ferrum) — химический элемент VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Блестящий серебристо-белый пластичный металл, плотностью 7,874 г/см3, tплав. = 1535 oС. 

 
Железо — один из семи металлов, известных человечеству с глубокой древности. О происхождении названия см. книгу проф. Химического факультета МГУ Н.А. Фигуровского «Открытие элементов и происхождение их названий». 

 
По распространенности в литосфере железо находится на 4-м месте среди всех элементов и на 2-м месте после алюминия среди металлов. Его кларк (процентное содержание по массе) в земной коре составляет 4,65 %. Железо входит в состав более 300-х минералов, но промышленное значение имеют только руды с содержанием не менее 16% железа: магнетит (магнитный железняк) — Fe3O4 (72,4% Fe), гематит (железный блеск или красный железняк) — Fe2O3 (70% Fe), бурые железняки (гётит, лимонит и т.п.) с содержанием железа до 66,1% Fe, но чаще 30-55%. 


 
Железо давно и повсеместно применяется в технике, причем не столько в силу своего широкого распространения в природе, сколько в силу своих свойств: оно пластично, легко поддается горячей и холодной ковке, штамповке и волочению. Однако чистое железо обладает низкой прочностью и химической стойкостью (на воздухе в присутствии влаги окисляется, покрываясь нерастворимой рыхлой ржавчиной бурого цвета). В силу этого в чистом виде железо практически не применяется. То, что мы в быту привыкли называть «железом» и «железными» изделиями на самом деле изготовлено из чугуна и стали — сплавов железа с углеродом, иногда с добавлением других так называемых легирующих элементов, придающих этим сплавам особые свойства.

Фильтры для  удаления из воды железа

Каталитическое окисление,    Ионный обмен,    Мембранные методы.

Источники.   

Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы химического выветривания и растворения горных пород.
лезо реагирует с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами, образуя сложный комплекс соединений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии (см. «Типы железа»). Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие применения на муниципальных станциях очистки воды железосодержащих коагулянтов, либо из-за коррозии «черных» (изготовленных из чугуна или стали) водопроводных труб. 

 
Содержание железа в поверхностных пресных водах составляет десятые доли миллиграмма. Основной его формой в поверхностных водах являются комплексные соединения трехвалентных ионов железа с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом с солями гуминовых кислот — гуматами. Поэтому повышенное содержание железа наблюдается в болотных водах (единицы миллиграммов), где концентрация гумусовых веществ достаточно велика. При рН = 8.0 основной формой железа в воде является гидрат оксида железа Fe(OH)3, находящийся во взвешенной коллоидной форме. Наибольшие же концентрации железа (до нескольких десятков миллиграмм в 1 дм3) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН и с низким содержанием растворенного кислорода, а в районах залегания сульфатных руд и зонах молодого вулканизма концентрации железа могут достигать даже сотен миллиграммов в 1 литре воды.
подземных водах железо присутствует в основном в растворенном двухвалентном виде. Трехвалентное железо при определенных условиях также может присутствовать в воде в растворенном виде как в форме неорганических солей (например, сульфатов), так и в составе растворимых органических комплексов.

Влияние на качество воды

Содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0.3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения. По органолептическим признакам (См. раздел «Органолептические показатели качества воды») предел содержания железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0.3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0.2 мг/л). Здесь необходимо подчеркнуть, что это ограничение именно по органолептическим соображениям. По показаниям вредности для здоровья такой параметр не установлен (см. ниже).


Пути поступления в организм

Основной путь поступления железа в организм человека — с пищей. По оценкам ВОЗ доля воды в общем объеме естественного поступления железа в организм среднестатистического человека не превышает 10%. У людей определенных профессий (шахтеров, занятых на разработках железных руд и в меньшей степени у сварщиков) возможно попадание соединений железа с пылью при дыхании, что может вызывать профессиональные заболевания. 

 
Из продуктов питания наиболее богаты железом печень, мясо и почки животных, яичный желток, рыба, а также сушеные белые грибы, бобовые (горох, фасоль, соя), гречка, зелень шпината и петрушки, айва, чернослив, абрикосы, другие овощи и фрукты. 

 
При этом надо отметить, что железо — трудно усваиваемый элемент и с точки зрения его поступления в организм усвояемость железа становится даже более важным показателем, чем его абсолютное содержание в том или ином продукте. Так, из продуктов животного происхождения, где железо содержится в так называемой гемовой (дословно — «относящийся к крови») форме, усваивается от 10% (рыба) до 20-30% (телятина) железа. Из продуктов же растительного происхождения (где железо в содержится в негемовой двухвалентной форме) этот показатель ниже — от 1% (рис, шпинат) до 6% (соевые бобы). Железо же в трехвалентной форме практически не усваивается. Таким образом, средняя усвояемость железа из продуктов питания составляет около 10% (порядка 6% у мужчин и 14% — у женщин). 


 
Всасыванию железа способствует витамин С — аскорбиновая кислота (восстанавливающая нерастворимое трехвалентное железо до растворимого двухвалентного), витамины группы В, микроэлементы медь и кобальт. 

 
Препятствуют усвоению железа высокое содержание в пище (и, можно предполагать, воде) кальция и фосфатов, с которыми железо образует нерастворимые соединения; фосфатин и фитин, содержащиеся в зерновых продуктах (например, в хлебе и дрожжевом тесте); чай (железо образует трудно растворимые комплексы с дубильными веществами); избыток жиров; молоко и т.п.

Потенциальная опасность для здоровья

Как уже упоминалось выше, при систематическом вдыхании воздуха, содержащего железосодержащую пыль (например, оксид железа), возможно возникновение профессиональных заболеваний. Так, в легких шахтеров, занятых на разработках красного железняка, может накапливаться до 45 грамм железа. Это приводит к возникновению такого профессионального заболевания из разряда пневмокониозов (от греческих pneumon — легкие и konia — пыль — хронических профессиональных заболеваний легких, обусловленных длительным вдыханием производственной пыли) как сидероз (от греческого sideros — железо), чреватого развитием пневмосклероза


 
Что же касается вредного воздействия железа при его поступлении в организм с пищей и водой, то Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины по показания здоровья, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека. При уровне установленного ВОЗ переносимого суточного потребления (ПСП) железа, равном 0.8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде составляет 2 мг/л. Это означает, что употребляя ежедневно на протяжении всей жизни такую воду, можно не опасаться за последствия для здоровья (другое дело, что вода с 2 мг/л железа будет иметь весьма «неаппетитный» вид). 

 
В российской прессе регулярно проскакивают упоминания о вредном воздействии железа на организм, причем в концентрациях уже выше 0.3 мг/л. В качестве последствий упоминаются неприятности со здоровьем, начиная от аллергических реакций (см., например, статью «Ржавая вода. Проблемы и решения»), что, кстати, вполне не исключено — аллергия может быть на что угодно, до «увеличения риска инфарктов и негативного влияния на репродуктивную функцию организма… сухости и зуда» (см. там же в «Дайджесте» статью «Вода столичная…»). Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии. Учитывая однако, что железо очень трудно усваиваемый элемент, особенно в неорганической форме (в которой оно в основном и содержится в воде), представляется, что «перебрать» его достаточно трудно. Так что, гораздо более близкой к истине нам кажется точка зрения ВОЗ.


Физиологическое значение

Железо относится к числу эссенциальных (жизненно важных) для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов. 

 
Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, которое входит в состав важнейшего дыхательного пигмента гемоглобина (55-70% от общего содержания), вырабатываемого костным мозгом и ответственного за перенос кислорода от легких к тканям, белка миоглобина (10-25%), необходимого для накопления кислорода в мышечной ткани, а также в состав различных дыхательных ферментов (около 1% общего содержания), например, цитохромов, катализирующих процесс дыхания в клетках и тканях. Кроме того, 20-25% железа храниться в организме как резерв, сосредоточенный в печени и селезенки в виде ферритина — железо-белкового комплекса, служащего «сырьем» для получения всех вышеперечисленным многообразных соединений железа. В плазме крови содержится не более 0.1% от общего содержания железа. 

 
Выделяется железо из организма в основном через стенки толстого кишечника и незначительно через почки. За сутки выводится примерно 6-10 мг железа. Отсюда и суточная потребность человека в железе (речь, конечно идет об усредненных цифрах. У женщин, например, потребность в железе выше, чем у мужчин — 15-18 мг). Однако, учитывая низкую усвояемость железа (см. выше), с пищевым рационом человек должен получать в норме 60-100 мг железа в сутки. 


 
В целом, обмен железа в организме зависит от функционирования печени. При нарушениях в ее работе, а также при бедном железом рационе (например, при искусственном вскармливании детей, особенно чрезвычайно бедными железом коровьим и козьим молоком) возможно развитие железодефицитной анемии или, по-простому говоря, «малокровия». Это заболевание характеризуется бледностью кожи и слизистых, одутловатостью лица и сопровождается общей слабостью, быстрой физической и психической утомляемостью, отдышкой, головокружениями, шумом в ушах.
При нарушении клеточного метаболизма может развиваться и обратное явление — избыточное накопление железа в организме. При этом содержание железа в печени может достигать 20-30 г, а также наблюдаться повышенная его концентрация в поджелудочной железе, почках. миокарде, иногда в щитовидной железе, мышцах и эпителии языка.

www.water.ru

 

 


Железо существует в природе в различных формах: в зависимости от валентности (FeO, Fе²+, Fе³+), а также в виде различных сложных химических соединений.

I. Элементарное железо (FeО). Элементарное или металлическое железо, безусловно, нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода воздуха окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как «ржавление»).

II. Двухвалентное железо (Fе²+). Почти всегда находится в воде в растворенном состоянии, хотя возможны случаи (при определенных редко встречающихся в природной воде уровнях рН), когда гидроксид железа Fe(OH) 2 способен выпадать в осадок.

III. Трехвалентное железо (Fе³+),). Гидроксид железа Fe(OH) 3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид (FeCl3) и сульфат Fe2 (SO4) 3 трехвалентного железа – растворимы и могут образовываться даже в слабо – щелочных водах.

IV. Органическое железо. Органическое железо встречается в воде в разных формах и в составе различных комплексов. Органические соединения железа, как правило, растворимы или имеют коллоидные структуры и очень трудно поддаются удалению.

Различают следующие виды органического железа:

1) Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии.


2) Коллоидное железо. Коллоиды – это нерастворимые частицы очень малого размера (менее 1 микрона), в силу чего они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.

3) Растворимое органическое железо. Также как, например, полифосфаты способны связывать и удерживать в растворе кальций и другие металлы, некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые халатами. Примером такого связывания может служить удерживающая железопорфириновая группа гемоглобина крови или удерживающий магний хлорофилл растений. Так, прекрасным хелатообразующим агентом является гуминовая кислота, играющая важную роль в почвенном ионообмене.

Все вышеперечисленные виды железа «ведут» себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании – надо «винить» трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб.

Необходимо только отметить, что «беда никогда не ходит одна» и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (скорее комплекса методов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой. К сожалению, очень часто достаточно очевидные стандартные методы не работают в, казалось бы, простой ситуации.



biofile.ru

Применение железистых вод

Железистые воды применяют главным образом для питьевого лечения, а также для ванн и орошений.

Для питьевого лечения используют бутылочные железистые минеральные воды — «Дарасун», «Кука», «Полюстровская», «Туршсу» и другие (при розливе железистых минеральных вод с целью сохранения целебных свойств и вкусовых качеств применяют различные методы удержания железа в растворённом состоянии и предупреждения выпадения его в осадок: путём насыщения воды углекислотой, добавления в неё лимоннокислого натрия, аскорбиновой кислоты и другие).

При питье железистых минеральных вод повышается общая резистентность организма к неблагоприятным воздействиям, улучшаются функции органов пищеварения, увеличивается содержание гемоглобина в крови.

Бальнеологическая ценность железистых минеральных вод зависит от концентрации в воде не только ионов железа, но и других металлов (которые усиливают каталитическую активность железа), двуокиси углерода, а также от минерализации воды, её температуры.

При наружном применении целебное действие железистых минеральных вод обусловлено всем комплексом содержащихся в них химических элементов.

Ванны из железистых вод оказывают стимулирующее влияние на кроветворение, а также они применяются при сердечно-сосудистых заболеваниях.

Орошения из железистых вод применяются при гинекологических болезнях.

В России и странах СНГ железистые воды используют для лечения на курортах Марциальные Воды, Гай, Дарасун, Кука, Шиванда и др.

За рубежом известные курорты с источниками железистых минеральных вод — Бад-Лаузик, Бад-Шандау (Германия), Ватра-Дорней (Румыния), Марианске-Лазне (Чехия), Спа (Бельгия), Левико, Ронченьо (Италия), Колорадо-Спрингс (США) и др.

Железистые минеральные воды назначают главным образом при малокровии (анемии), заболеваниях желудочно-кишечного тракта, нарушениях обмена веществ, гинекологических заболеваниях, а также при заболеваниях органов сердечно-сосудистой системы.

Разновидности железистых минеральных вод

Железистые минеральные воды образуются в результате обогащения железом (из горных пород и минералов) вод различного ионного, газового состава и минерализации — главным образом углекислых и сернокислых.

Выделяют две основные разновидности железистых минеральных вод:

Гидрокарбонатные минеральные воды — содержат только ионы закисного железа (Fe2+) с концентрацией их, как правило, не выше 90 мг/л;

Сульфатные минеральные воды («купоросные») — отличаются нередко очень высокой концентрацией (до нескольких г/л) ионов закисного и окисного (Fe3+) железа. В них могут содержаться (иногда в значительных количествах) ионы драгметаллов — магния, алюминия, цинка, никеля, меди, свинца и др.

В некоторых районах (например, на Курильских островах) в связи с явлениями вулканизма железистые минеральные воды являются термальными.

Железо, содержащееся в минеральных водах в повышенном количестве, всасывается лучше, чем при приеме в виде препаратов.

Железистые минеральные воды участвуют в процессе кроветворения.

К железистым водам относятся: марциальные воды (Карелия), полюстровекая (Ленинградская область), келечинская (Закарпатская область), шепетовская (Хмель­ницкая область), славяногорская (Донецкая область).

vseowode.ru

Что такое pH?

pH — это водородный показатель, который характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН. 

pH воды — один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому Всемирная Организация Здравоохранения (далее — ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН.

Что такое минерализация воды?

Минерализация представляет собой количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей.

По данным ВОЗ надежные данные о возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л, однако уже при величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей.

Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой.

Что означает «мягкая» и «жесткая» вода»?

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

"Жесткая вода" — одна из самых распространенных проблем, причем как в загородных домах с автономным водоснабжением, так и в городских квартирах. Степень жесткости измеряется в миллиграмм-эквиваленте на литр (мг-экв/л). По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв/л вода считается "мягкой", от 2 до 4 мг-экв/л — нормальной ( для пищевых целей), от 4 до 6 мг-экв/л — жесткой, а свыше 6 мг-экв/л — очень жесткой.

Для многих целей жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее предпочтительна, чем мягкая. И вот почему: при использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств.

Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют малосимпатичные разводы на посуде и поверхности сантехники; "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда.

При нагревании воды содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на поря-док более строгие требования по жесткости;

Что такое железистая вода?

Разные виды железа "ведут" себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время образуется краснобурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании — надо "винить" трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. 

Необходимо также отметить, что "беда никогда не ходит одна" и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (или комплекса метдов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой. 

Методы удаления железа из воды

Удаление из воды железа — без преувеличения одна из самых сложных задач в водоочистке. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что нам в своей практике неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа в 20-35 мг/л и успешно удалять его.

Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

 1. Окисление (кислородом воздуха или хлором, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением и фильтрацией. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение.

У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков:

Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.

Во-вторых, эти методы окисления слабо помогают в борьбе с органическим железом.

В-третьих, наличие в воде железа часто сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН.

2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в компактных высокопроизводительных системах.

Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления).

Все системы на основе данного типа окисления кроме специфических черт имеют и ряд недостатков:

Во-первых. Они неэффективны в отношении органического железа.

Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 15-20 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

3. Ионный обмен. Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Достоинством ионного обмена является также и то, что он "не боится" верного спутника железа — марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии.

Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу, бывает сильно затруднена.

Объясняется это следующими причинами:

Во-первых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое "забивает" смолу и очень плохо из нее вымывается.

Во-вторых, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа, и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная ёмкость смолы.

В-третьих, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому "зарастанию" смолы органической пленкой, которая служит питательной средой для бактерий.

Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде.

4. Мембранные методы. Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа отнюдь не главное их предназначение. Этим и объясняется тот факт, что применение мембран пока не входит в число стандартных методов борьбы с присутствием в воде железа. Основное назначение мембранных систем — удаление бактерий, простейших и вирусов, подготовка высококачественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой доочистки воды.

Практическое же применение мембран ограничено следующими факторами:

Во-первых, мембраны даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие среды и ионообменные смолы, критичны к "зарастанию" органикой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). То есть мембранные системы применимы либо там, где нет железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами. 

Во-вторых, стоимость. Мембранные системы весьма и весьма недешевы. Их применение рентабельно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).

Что такое окисляемость?

Окисляемость — это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей. 
Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, участвовшего в окислении этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.

Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные — 5-12 мг О2 /дм3. Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2 /дм3.

Как нормируются чувственные показатели качества воды?

К числу органолептических (или чувственных) показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров — вкус и запах — не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.

Запах и привкус

Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается — она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ, вода начинает принимать тот или иной привкус и/или запах.

Основными причинами возникновения привкуса и запаха в воде являются:

  • Гниющие растения. Водоросли и водные растения в процессе гниения могут взывать рыбный, травяной, гнилостный запах воды.
  • Грибки и плесень. Эти микроорганизмы вызывают возникновение плесневого, зем-листого или затхлого запаха и привкуса.
  • Железистые и сернистые бактерии.
  • Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный резкий привкус.
  • Хлорирование воды. Вопреки широко распространенному мнению, сам хлор при правильном использовании не вызывает возникновения сколько-нибудь заметного запаха или привкуса. Появление же такого запаха/привкуса свидетельствует о передозировке при хлорировании. В то же время, хлор способен вступать в химические реакции с различными растворенными в воде веществами, образуя при этом соединения, которые собственно и придают воде хорошо известный многим запах и привкус "хлорки".

Цветность

Цветность определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами и выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Различают "истинный цвет", обусловленный только растворенными веществами, и "кажущийся" цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц.

Цветность природных вод обусловлена в основном присутствием окрашенных органических веществ и соединений железа и некоторых других металлов.

Наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую — в лесостепях и степных зонах.

Мутность

Мутность воды вызвана присутствием веществ органического и неорганического происхождения.

В России мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (едини-цы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина.

Общее микробное число

В связи с тем, что определение патогенных бактерий при биологическом анализе воды представляет собой непростую и трудоемкую задачу, в качестве критерия бактериологической загрязненности используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony Forming Units — CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом.

В основном для выделения бактерий и подсчета общего микробного числа используют метод фильтрации через мембрану.
При этом методе определенное количество воды пропускается через специальную мембрану. В результате, на поверхности мембраны остаются все находящиеся в воде бактерии. После чего мембрану с бактериями помещают на определенное время в специальную питательную среду при температуре 30-37 оС.

Во время этого периода, называемого инкубационным, бактерии получают возможность размножиться и образовать хорошо различимые колонии, которые уже легко поддаются подсчету.

Колиформные бактерии

Термин "Колиформные организмы" (или "колиформные бактерии") относится к классу бактерий, имеющих форму палочек, в основном живущих и размножающихся в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и большинства теплокровных животных (например, домашнего скота и водоплавающих птиц).

В воду попадают, как правило, с фекальными стоками и способны выживать в ней в течение нескольких недель, хотя и лишены способности к размножению.

Согласно рекомендациям ВОЗ, колиформные бактерии не должны обнаруживаться в системах водоснабжения с подготовленной водой.

geizer.com

ЖЕЛЕЗИСТЫЕ ВОДЫ — природные минеральные воды, содержащие железа (Fe++ + Fe+++) не менее 20 мг/л, используемые в лечебнопрофилактических целях. Ж. в. образуются из атмосферных вод, выщелачивающих различные горные породы и минералы, содержащие железо. В зависимости от геологических условий железом могут обогащаться воды весьма различного ионного и газового состава и минерализации, в особенности воды, обладающие кислой реакцией,— углекислые и сернокислые. Общее содержание железа (в основном закисного — Fe++) может достигать в Ж. в. сотен миллиграммов на 1 л, в некоторых группах — нескольких граммов на 1 д.

Выделяют четыре наиболее характерные и распространенные группы Ж. в., различающиеся составом, генезисом, использованием в бальнеологии.

1. Азотные слабоминерализованные (М < 2 г/л) различного ионного состава воды с содержанием железа 20—90 мг/л (воды Полюстровские, курорта Марциальные Воды и др.).

2. Углекислые, слабоминерализованные, преимущественно гидрокарбонатные воды, с минерализацией до 5 г/л и содержанием железа 20— 60 мг/л (воды Баксанские, Дарасунские, Келечинские, Кожановские, Кукинские, Ласточка, Турш-Су, Шмаковские и др.).

3. Азотные сульфатные, кислые, полиметаллические («купоросные») воды, образующиеся в зоне окисления рудных месторождений, иногда с высокой минерализацией (до 100 г/л), в которых железо- содержится в очень больших количествах (до нескольких граммов на 1 л), часто в сочетании с высокими концентрациями ионов алюминия, меди, цинка и других металлов (воды Блявинские, Гайские, Зубийские, Карабашские и др.). В Италии к ним относятся воды курортов Левико и Ронченьо, в ГДР — воды курорта Люсик.

4. Слабоуглекислые (иногда сероводородно-углекислые), сульфатные и сульфатно-хлоридные, слабоминерализованные термальные, сильно кислые («фумарольные») воды, образующиеся в областях современного вулканизма, с очень высоким содержанием ионов железа и алюминия — до 1 г/л и более (воды Кислый Ключ на о. Кунашир и многие минеральные воды Курильских о-вов).

В СССР Ж. в. используют с леч. целями на следующих курортах: Марциальные Воды в Карелии, Дарасун, Кука, Шиванда в Забайкалье, Шмаковка в Приморском крае, Гай в Оренбургской области; в бальнеолечебницах Джусалинская в Казахстане, Кислый Ключ на о. Кунашир, Полюстрово, где имеется завод розлива, Кировакан в Армении, Хмельник в Винницкой области.

Главная бальнеол. ценность Ж. в. заключается в высокой концентрации ионов активного (двухвалентного) железа, степень к-рой неодинакова в различных перечисленных выше группах вод. Единственным компонентом, определяющим леч. значение первой группы Ж. в., является высокое содержание железа. Леч. значение вод второй группы зависит от содержания не только железа, но также и двуокиси углерода; имеет бальнеол. значение и общая минерализация. Особенности леч. действия вод третьей группы обусловлены высокими концентрациями в них ионов железа и других металлов. В Ж. в. четвертой группы действующим началом являются высокие концентрации ионов железа, алюминия, а также сильнокислая реакция (pH < 5) и их естественная термальность. Наличие в Ж. в., кроме ионов железа, также и других металлов способствует усилению каталитических свойств железа. При соприкосновении с воздухом часть железа окисляется и выпадает в осадок. Чтобы сохранить целебные свойства железа и вкусовые качества питьевых Ж. в., разработаны способы предупреждения выпадения железа в виде осадка, т. е. превращения его из закисной формы (Fe++) в окисную (Fe+++). Существуют различные методы удержания железа в растворенном состоянии: быстрое охлаждение воды, добавление безвредных хим. веществ, в частности сегнетовой соли, лимоннокислого натрия, аскорбиновой к-ты. Наиболее эффективным способом считается насыщение Ж. в. двуокисью углерода.

В ряде работ показано, что Ж. в. при приеме их внутрь повышают общую резистентность организма, оказывают благоприятное влияние на моторную и секреторную (в частности, на желчеотделение) функции пищеварительного тракта, способствуют улучшению аппетита, повышению содержания гемоглобина в крови. В эксперименте установлено стимулирующее действие ванн из Ж. в. на кроветворную функцию организма. Ж. в. действуют на организм всем комплексом содержащихся в них хим. ингредиентов. Вопрос о проникновении ионов железа через неповрежденную кожу при приеме ванн пока не решен, однако имеется ряд работ, показывающих возможность проникновения его из искусственного р-ра солей железа [В. В. Солдатов, 1970; Верн (J. Verne), 1935]. При этом установлено, что процесс проникновения зависит от многих причин: pH среды, степени минерализации воды, концентрации ионов железа в ней и других условий.

Методика приема Ж. в. внутрь — по общим правилам питьевого лечения минеральными водами (см. Минеральные воды), методика наружного применения — см. Ванны.

Показания для приема внутрь. Заболевания жел.-киш. тракта и желчного пузыря (хрон, гастрит, язвенная болезнь, энтероколит, холецистит); железодефицитная анемия, а также мочекаменная болезнь и другие заболевания обмена веществ. При всех этих заболеваниях используют слабоминерализованные Ж. в., в основном первой и второй групп.

Показания для наружного применения. В виде ванн используются Ж. в. в основном третьей и четвертой групп. Их назначают при заболеваниях сердечно-сосудистой системы (миокардиодистрофиях различной этиологии, кардиосклерозе с недостаточностью кровообращения не выше I степени, гипертонической болезни I и II степени).

Библиография: Иванов В. В. и Невраев Г. А. Классификация подземных минеральных вод, М., 1964; Иоффе Г. В. и Менделеев И. М. Результаты лечения больных гастро-энтерогенной железодефицитной анемией железистой водой Марциального источника, Сборник науч.-практ. работ врачей Карельск. АССР, в. 6, с. 54, Петрозаводск, 1967; Солдатов В. В. Проникновение солей железа в кожу из аппликаций пелоидов и искусственного раствора, Вопр, курортол., физиотер., № 5, с. 446, 1970; Чeкин В. Я. и Цаль Н. Д. Состав Марциальных (железистых) источников в Карельской АССР и меры по предупреждению выпадения осадка железа в минеральной воде, там же, №3, с. 261, 1967; Шатырко А. С. Опыт применения воды минерального источника кислый ключ на острове Кунашир (Курильские острова), там же, № 3, с. 257, 1961.

бмэ.орг


Categories: Другое

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector