Металлические вредные примеси в воде
Этот раздел посвящен изучению вопроса о содержащихся вредных металлических примесях в воде, поступающей в наши дома по водопроводу. Речь пойдет о железе, марганце, хроме, ртути, свинце, кальции и магнии.
Железо.
Железо содержится в огромном количестве и в артезианских, и в поверхностных водах. Если питьевая вода содержит слишком большой процент железа, то велика вероятность появления заболеваний печени, снижения репродуктивности организма, увеличения риска инфаркта и аллергических реакций.
Железные вредные примеси в воде также отрицательно воздействуют на бытовую технику и водопроводные трубы из-за развития бактерий и окислительных процессов. Также железо способно накапливаться в теле человека (во внутренних органах и мышцах).
Марганец.
Марганец тоже довольно часто встречается в составе вредных примесей в воде. Он развивает анемию и пагубно воздействует на нервную систему человека.
Хром.
Учеными доказано, что большое содержание хрома в воде способствует быстрому развитию рака в теле человека. Данный элемент крайне опасен своей токсичностью.
Ртуть.
Данный химический элемент и его соединения отрицательно сказываются на белковом обмене в человеческом организме, также ртуть нарушает работу центральной нервной системы. Со временем отказывают почки, печень, возникают заболевания ЖКТ. Так называемая метилртуть – крайне опасная вредная примесь в воде. Она вызывает болезнь Минамата, которая сопровождается такими симптомами, как нарушение слуха, моторики, со временем развивается паралич.
Свинец.
Свинец считается наиболее токсичным металлом, что также позволяет отнести его в группу вредных примесей в воде. Он откладывается в костях человеческого организма, нарушая работу центральной нервной системы и снижая иммунную защиту. Крайне опасен для детей до 6 лет.
Кальций и магний.
Как известно, повышенное содержание кальция и магния делает воду жесткой и непригодной для питья. Кипячение жесткой воды способствует появлению на стенках сосуда накипи. Отслоения накопившейся накипи вызывают сбои в работе бытовых приборов. Американскими учеными было проведено исследование, благодаря которому удалось установить, что слой накипи толщиной полтора миллиметра снижает теплопередачу на 15 %, толщина накипи в три миллиметра – на 25 % и т. д. Кроме того, такие вредные примеси в воде, как кальций и магний, требуют для нагревания жидкости до 25 % больше электроэнергии.
Свыше 90 % нагревательных приборов становятся неисправными при постоянном контакте с жесткой водой. Растворенные в воде кальций и магний пагубно сказываются на качестве стираемого в ней белья, сокращая его «жизнь» на 15–30 %, при этом на 30 % увеличивая количество расходуемого стирального порошка. Если вы применяете во время умывания специальные косметические средства, то их полезные свойства становятся малоэффективными при контакте с жесткой водой.
При длительном умывании жесткой водой сильно страдает кожа человека. Это приводит к закупориванию пор, ослаблению защитных свойств жировой пленки на поверхности кожи, что становится причиной шелушения, раздражения и появления различных высыпаний. Помимо самой кожи, страдают и волосы, что сопровождается такими симптомами, как зуд, перхоть. Сами же волосы становятся сухими и жесткими на ощупь, перестают «слушаться», визуально обретают неухоженный вид.
Такие вредные примеси в воде, как кальций и магний, способны накапливаться в организме, приводя со временем к отложению камней в почках и закупорке сосудов. Ни в коем случае не пейте жесткую воду, если не хотите серьезных проблем со здоровьем.
Читайте материал по теме: Марганец в воде: нормы содержания и методы очистки
Способы очистки
К основным методам водоподготовки относят:
- Реагентный.
- Безреагентный.
Первый тип подразумевает использование специальных окислителей, которые вступают в реакцию с железом. Реагентные конструкции отличаются доступной стоимостью и простотой эксплуатации. Однако они позволяют получить жидкость только для хозяйственных нужд, а не для употребления.
Безреагентная технология требует больших вложений, но обеспечивает комплексную очистку скважинного колодца. Основные затраты связаны с необходимостью обустройства воздушного компрессора и аэрационной колонны. При этом фильтры отличаются большим сроком службы, поэтому их покупка оправдывает себя.
Неметаллические вредные примеси в воде
Среди множества неметаллических веществ в воде могут быть:
фтор;
хлор;
бром;
бор;
йод;
мышьяк.
Рассмотрим каждый из этих химических элементов более подробно.
Фтор
Данный химический элемент играет важную роль в составе человеческого организма. Он содержится в человеке как фторопатит и является составляющей наших костей и зубов. Фторопатит помогает нам усваивать железо и защищать зубную эмаль от поражения кариесом. Однако во всем необходим баланс. Избыток фтора в организме может спровоцировать флюороз, что приводит к появлению темных пятен на зубах, изменению состава костей (деформируя их, подвергается тяжелым изменениям и связочный аппарат). Вредные примеси в воде, такие как фтор и марганец, распознаются по желтоватому окрасу жидкости и ее вяжущему вкусу.
Хлор
Хлор попадает в жидкость благодаря системе дезинфекции, применяемой водоочистительными станциями. Хлорирование помогает сделать воду пригодной для ее использования в бытовых целях. Однако пить такую воду не рекомендуется, поскольку это приведет к снижению иммунной системы организма, может вызвать аллергическую реакцию, бронхиальную астму, болезни сердечно-сосудистой системы, атеросклероз и даже рак. Вредные примеси в воде, которые являются производными хлора, имеют канцерогенные свойства. Если вода в бассейне хлорированная, то ее контакт с зубами может вызвать эрозию эмали и появление темных пятен.
Статьи, рекомендуемые к прочтению:
Бром
Данный элемент довольно часто встречается в природе в составе химических соединений. Также его можно найти в нашем организме: в составе крови, мочи, слюны, даже в мозге и печени. Бром попадает в воду из-за сточных вод предприятий. Жидкость с элементами брома опасна для питья, т. к. может стать причиной нарушения работы нервной системы человека. Кроме того, такая вода может вызвать бромодерму – кожные высыпания.
Бор
Есть несколько путей попадания бора в состав вредных примесей в воде:
из сточных вод промышленности;
из бытовых сточных вод;
из природных подземных вод.
Если употреблять воду, в состав которой входит большое количество бора, можно добиться полного обезвоживания организма. Ко всему прочему, данный химический элемент плотно оседает в человеческом организме и плохо поддается выведению, накапливаясь вместе с потреблением зараженной воды. Со временем процесс может вызвать интоксикацию, что сопровождается такими симптомами, как рвота, расстройство желудка, отсутствие аппетита, шелушения и сыпь на коже.
Йод
Йод может войти в состав вредных примесей в воде:
из сточных вод химических предприятий;
из морских испарений;
из магматических пород.
Этот химический элемент полезен для человеческого организма в определенных количествах. Однако пить воду с повышенным содержанием йода категорически запрещено, т. к. это опасно для здоровья. Употребление такой воды вызывает слабость и головную боль, рвоту и учащенное сердцебиение, а также появляется специфический налет на языке.
Мышьяк
Мышьяк очень токсичен и поэтому опасен для нашего организма. Мышьяковые вредные примеси в воде крайне нежелательны, поскольку употребление такой жидкости разовьет эндемический зоб. Если продолжить пить зараженную мышьяком воду, смерть неизбежна. Этот элемент испаряется во время извержения вулканов, попадая в атмосферу. В составе вредных примесей в воде оказывается благодаря токсичным осадкам и путем вымывания из минеральных источников в природе.
В эту же группу вредных примесей в воде относятся пестициды, удобрения, механические частицы, о которых пойдет речь далее.
Пестициды.
Многие вредные примеси в воде могут стать причиной отравления. Пестициды, помимо этого, вызывают массу аллергических заболеваний и диатез. Потребление воды с пестицидами в больших количествах является причиной хронических заболеваний, пагубно сказывается на развитии детей, вызывая у них аномалии различного характера.
Химические удобрения.
Фосфаты, нитраты, нитриты и полифосфаты – все это и есть химические удобрения. Как правило, появляются в воде во время ее добывания. Если таких вредных примесей в воде, как химические удобрения, не так много, то ее потребление вызовет слабость и сонливость. Однако продолжая употреблять данную жидкость, человек рискует серьезно отравиться, заболеть и даже умереть.
Крупные механические примеси.
Крупные механические примеси в воде – это песок, глина, частички ржавчины, минеральные отложения и прочее. Данные примеси вредят не только человеку, но и различным бытовым приборам и сантехнике.
Читайте материал по теме: Чем опасен хлор в воде и как защитить себя от его влияния
Виды
Для повышения качества питьевой жидкости применяются разные методы очистки. Эффективная фильтрация представляет собой комплекс мероприятий, которые подбираются с учетом ситуации в колодце.
Наибольшей популярностью пользуется механическая технология, устраняющая примеси железа в воде или другие тяжелые частицы. Она предусматривает монтаж мелкой сетки для фильтра скважины, на которой будут задерживаться основные загрязнения.
С помощью окисления можно растворить вредные вещества и окончательно вывести их из гидротехнического сооружения.
Комплексная водоочистка включает в себя глубокую абсорбцию с помощью сорбентов. В их качестве часто используется угольное волокно. После проведения процедуры удается вывести осадочные примеси, неприятный привкус металла или сероводородный запах. Для проведения работ можно задействовать скважинный и щелевой способ.
При критической ситуации в донном колодце приходится полностью откачивать воду с помощью обратной фильтрации
На этапе водоподготовки важно избавиться от максимального количества загрязнений на стенках резервуара и удалить ил вибрационным насосом. Такие мероприятия можно провести своими усилиями, не обращаясь за помощью к специалистам
Источники появления в воде
Водоносный слой загрязняется по ряду причин, одной из которых является сброс промышленных отходов.
Привести к повышению нитратов могут и другие факторы:
- Поблизости сливается бытовая химия.
- Рядом находится яма для отходов, общественный туалет, септик или баня.
- На садовом участке проводится обработка растений с применением концентрированных азотсодержащих удобрений. Садоводы часто используют селитру для роста культур, это вещество содержит вредные соединения.
- Возле гидротехнического сооружения находится место массового захоронения.
Почва насыщается нитратами, после чего химические соединения попадают в водоносные слои, а затем — в колодец.
О пользе чистой воды для нашего организма
- Регулярное питье способствует выведению солей, токсинов и шлаков, которые накапливаются в клетках и засоряют наш организм, нанося ему серьезный вред. Вода, по мнению большинства ученых, стабилизирует работу почек, являющихся естественным фильтром и отвечающих за очищение организма. Другими словами, чем больше воды мы пьем, тем легче почкам выводить вредные вещества. Всего 150-200 мл теплой воды натощак лучше всего очистит слизистые от скопившихся за ночь токсинов и «запустит» работу ЖКТ.
- Выпивая стакан за стаканом чистой воды на протяжении дня, мы не только очищаем наш организм, но и боремся с жировыми отложениями. Доказано, что чем меньше воды содержит организм, тем проще набрать лишний вес. Польза воды для похудения проявляется в том, что это единственный продукт, не содержащий калорий. Правда, если речь идет о бутилированном продукте, то это не всегда так и некоторое количество калорий в нем все-таки может присутствовать. Стакан воды, наполнивший желудок, способен снизить аппетит и притупить чувство голода. А не это ли, в первую очередь, нужно ревниво следящим за своим весом людям?
- Выводя продукты жизнедеятельности, вода необходима для нормального функционирования пищеварительной системы. Снижает она риск развития заболеваний инфекционного характера, а также является естественной смазкой для суставов. Недополучающие необходимое количество жидкости хрящи и суставы становятся более хрупкими и склонными к повреждению. Нередко возникают и болезненные ощущения в суставах, что опять-таки связано с большим скоплением в крови токсинов. Частое питье помогает предотвратить артрит, снизить боли в спине и даже укрепить позвоночник, ведь он на 3/4 состоит из воды.
- Вода – отличный терморегулятор. Не зря после активных занятий спортом или во время сильного жара врачи рекомендуют больше пить. Вода «остужает» разгоряченный организм и нормализует температуру тела. Регулярный прием воды натощак – хорошая профилактика сердечных заболеваний. Кардиологи уверены, человек, употребляющий достаточное количество H2O в день, снижает риск инфаркта до минимума.
- Вода необходима и для здоровья кожи. В результате обезвоживания кожа становится сухой, теряет эластичность и может даже начать шелушиться. Кроме того, концентрация токсинов увеличивается, а их затрудненный вывод через кожу с потом чреват появлением воспалений и раздражения кожи. Вода насыщает наши клетки изнутри, увлажняет кожу и препятствует её быстрому увяданию.
Методы очистки воды от нитратов
Очистка воды от нитратов
Максимально допустимая концентрация данного соединения в воде составляет 45 мг/л. Класс опасности данного загрязнителя – 3, что означает умеренно опасное вещество. Профессионально очистку проводят двумя способами:
- Обратный осмос
- Ионный обмен с помощью нитрат-селективных или иных смол
Обратный осмос считается одним из наиболее эффективных способов очистки воды не только от нитратных, но и других соединений, которые загрязняют воду. По сути, происходит умягчение воды. Ионный обмен достаточно эффективен в борьбе с нитратами и некоторыми другими веществами.
Обзор фотометрических анализаторов
Фотометрами принято называть приборы, предназначенные для измерения каких-либо световых величин. К фотометрам относятся: люксометры, яркомеры и интегрирующие фотометры, измеряющие световой поток. Свойства фотометрических величин зависят от химического состава исследуемой среды, что обуславливает возможность применения этих приборов для анализа вод.
В практике химических исследований применяются самые разные приборы, однако, лидирующие позиции на рынке в XXI веке занимают спектрофотометры. Их принцип действия основан на взаимодействии двух световых потоков: взаимодействующего с исследуемым образцом и падающего на исследуемый объект. Эти два потока сравниваются при различных длинах волн падающего света. Результат сравнения – спектры, которые затем подвергаются тщательному изучению.
Поскольку все химические вещества и соединения оказывают влияние на поведение света, спектр изученной пробы позволяет определять наличие и соотношение присутствующих в образце примесей.
Способы очистки
При обнаружении в питьевой воде нитратных соединений нет необходимости полностью отказываться от эксплуатации колодца. Существуют способы, позволяющие избавиться от вредных примесей, изменить качественные характеристики воды и сделать ее пригодной для питья.
Обратный осмос
Принцип действия обратного осмоса.
Это инновационный метод очистки, позволяющий снизить уровень токсичных солей до нормального показателя. Специальные очистные элементы задерживают вредные соединения на мембранных перегородках.
Данный метод имеет следующие преимущества:
- надежность;
- легкость эксплуатации;
- доступность.
При установке отсутствует необходимость в крупных финансовых затратах и использовании энергетических ресурсов.
Этот метод имеет ряд недостатков:
- Высокая стоимость оборудования. Установка целесообразна при добывании питьевой воды из скважины.
- Перед поступлением на мембрану жидкость требует механической очистки.
- Удаляются не только вредные примеси, но и полезные соли и минералы. Из-за такой очистки вода теряет свою ценность.
Вода перегоняется через полупроницаемую мембрану, принцип фильтрации основан на односторонней диффузии и делении среды на две составляющие:
- Перекрестное течение: жидкость перемещается через мембрану по водопроводу, с другой стороны движется в противоположном направлении и очищает перегородку. Данная схема движения обеспечивается помпой.
- Ограничитель выполняет функцию контроля двустороннего перемещения. Устройство отслеживает количество жидкости после очистки и объем, поступивший в систему канализации.
Беспрерывно поддерживается давление, от которого зависит скорость прохождения через мембранные установки. Фильтрация повторяется циклами до полного очищения воды, которая выводится в специальный бак. Осадок скапливается в сточном резервуаре.
Установки небольших размеров используются в квартирах, стандартные системы монтируются в специальных помещениях.
Использование очистки воды способом обратного осмоса.
Ионный обмен для удаления нитратов
Очищение происходит за счет ионного замещения нитратов на хлорид. Обеспечивается нитрат-селективной смолой, которая поглощает нитратные соединения, при этом не затрагиваются полезные соли и минералы, они остаются в составе воды.
Фильтрующий механизм задерживает токсичные соединения благодаря 2 этапам очистки:
- Через водород-катионитный фильтр, где водород-катионы заменяют катионы.
- В анионитной установке, где анионы заменяются ионами.
Система требует регулярной регенерации смолы, для этого используются реагенты.
- Благодаря автоматизированной системе полностью исключается просачивание нитратных частиц.
- Циклы запускаются, не требуя вмешательства со стороны. Предусмотрен коэффициент запаса.
- При различном уровне солей азотной кислоты используются системы с разным количеством ступеней (от 1 до 3). На каждой ступени предусмотрены катионитный и анионитный фильтры. В механизмах с 1 или 2 ступенями используются разделенные среды, а в трехступенчатой системе возможна изолированная установка оборудования.
Данный метод очистки имеет ряд недостатков: низкий показатель гидрофильности смолы, высокие затраты на ее восстановление и необходимость утилизации при выработке ресурса
Необходимо устанавливать автоматизированную систему, в противном случае важно точно просчитывать время для регенерации, чтобы смола не потеряла фильтрующую способность. В случае ошибки возможен выброс токсичных солей
Принцип работы ионного обмена для удаления нитратов.
Для очистки воды от нитратов используются природные адсорбенты. Цеолит имеет пористое строение, в промежутках кристаллической структуры находятся положительные гидратированные ионы металлов, которые компенсируют заряд молекул воды.
Адсорбент обладает следующими особенностями:
- Поглощает и пропускает через свою структуру химические соединения, выполняя функцию сита.
- Обладает свойствами ионообменника катионного типа, очищает жидкость от тяжелых соединений металлов.
Для удаления токсичных солей материал используется в виде порошков и в составе фильтрующих систем. После отработки подвергается многократной регенерации. Очищающие слои могут состоять из цеолита, угля и шунгита. Умягчающие системы содержат над прослойкой цеолита слои ионообменной смолы и угля.
Данный метод очистки экологичен, сорбент смягчает воду и щадяще действует на полезные для организма минералы.
Как установить и эксплуатировать устройство?
Процесс установки фильтра для воды простой, что позволяет его выполнить своими руками. Особенности монтажа зависят от конструкции устройства.
В квартирах и частных домах
Монтаж системы проводится горизонтально или вертикально. Изначально перекрывается подача воды и монтируется врезка после обмотки всех резьбовых соединений форум-лентой. Врезка подсоединяется под раковиной к линии подачи холодной воды.
На раковину устанавливается кран питьевой воды с применением фиксаторов для труб и крепежных гаек. При отсутствии в мойке отверстия для тонкого кране, его высверливают. Устанавливают накопительный бак, для обмотки резьбы которого применяется тефлоновая лента. Пластиковый кран к баку прикрепляется вручную. включают подачу воды и обследуют систему на протечки. При их наличии рекомендуется подтянуть соединения.
Для скважин и колодцев
Установка фильтров для скважин и колодцев осуществляется на колоне бурильных труб. Если скважину сооружали по роторному способу, то рекомендовано ее предварительно проработать долотом. Фильтр опускается в скважину. При работе насоса исключается возможность попадания твердых частиц в жидкость.
Как влияет на здоровье присутствие в организме нитратов
Токсичные соли поступают в кровь при употреблении воды и принятии ванн (через поры). Нитраты относятся к 3 классу опасных веществ.
Влияние нитратов на здоровье организма.
Негативное воздействие на организм выражается в следующем:
- Химические соединения вступают в контакт с гемоглобином и способствуют его замещению метгемоглобином. Это опасное вещество, не обладающее способностью насыщать клетки кислородом. Его активность приводит к гипоксии тканей. При низких концентрациях (менее 15%) наблюдается быстрая утомляемость, хроническое чувство усталости, при уровне более 60% наступает летальный исход.
- Цепочка химических реакций в организме приводит к снижению уровня гемоглобина и развитию анемии. Ухудшается работа сердца и сосудов, нарушается кровоснабжение головного мозга.
- Вследствие нарушенной транспортировки кислорода возникают головокружения, головные боли, эпизоды потери сознания. Может наблюдаться тошнота.
- При высоких концентрациях соли азотной кислоты вызывают симптомы кишечного отравления, нарушают функции органов пищеварения. Отмечаются эндокринные расстройства, нарушается функция органов мочеполовой системы. Негативное действие затрагивает нервную систему.
Как влияет на здоровье присутствие в организме нитратов
Токсичные соли поступают в кровь при употреблении воды и принятии ванн (через поры). Нитраты относятся к 3 классу опасных веществ.
Влияние нитратов на здоровье организма.
Негативное воздействие на организм выражается в следующем:
- Химические соединения вступают в контакт с гемоглобином и способствуют его замещению метгемоглобином. Это опасное вещество, не обладающее способностью насыщать клетки кислородом. Его активность приводит к гипоксии тканей. При низких концентрациях (менее 15%) наблюдается быстрая утомляемость, хроническое чувство усталости, при уровне более 60% наступает летальный исход.
- Цепочка химических реакций в организме приводит к снижению уровня гемоглобина и развитию анемии. Ухудшается работа сердца и сосудов, нарушается кровоснабжение головного мозга.
- Вследствие нарушенной транспортировки кислорода возникают головокружения, головные боли, эпизоды потери сознания. Может наблюдаться тошнота.
- При высоких концентрациях соли азотной кислоты вызывают симптомы кишечного отравления, нарушают функции органов пищеварения. Отмечаются эндокринные расстройства, нарушается функция органов мочеполовой системы. Негативное действие затрагивает нервную систему.
Особенностью нитратных соединений является способность накапливаться в тканях организма. Это провоцирует развитие онкологических заболеваний, аутоиммунных реакций, разрушение зубной эмали.Большую опасность представляют высокие концентрации солей для детского организма. Нормы содержания химических соединений для детей в 4 раза ниже, чем для взрослых.
Зачем удалять нитрат и нитрит, если эти вещества не так широкораспространены в воде?
Нитраты можно найти в некоторых продуктах, и в низких дозах они не вредны для здоровья. Однако большие дозы или передозировка – это серьезная проблема, особенно у младенцев, которая требует медицинского вмешательства. Для детей младше 6 месяцев даже небольшое количество этих форм азота может стать смертельным. Начинается одышка, кожа становится синей из-за неспособности тела обрабатывать кислород и ребенок может умереть. Например, в США для недопущения подобных проблем, Агентство по защите окружающей среды установило максимально допустимые нормы этих загрязнителей – 10 миллиграммов на 1 литр воды для нитрата и 1 миллиграмм на литр для нитрита.
Нужна ли очистка воды от нитратов
Согласно нормативам ЕС, концентрация нитратов в жидкостях не должна превышать 50 мг/дм³ (45 мг/дм³ по данным СанПиН). Причиной тому – их способность накапливаться в организме и замещать нормальный гемоглобин метгемоглобином. Это потенциально опасное соединение, уменьшающее содержание кислорода в крови, вследствие чего у человека развивается анемия, кислородное голодание и выраженное чувство усталости.
При регулярном употреблении нитратов появляются различные аллергические реакции, заболевания кожи, онкологические новообразования, угнетаются функции щитовидной железы и нервной системы, нарушается обмен веществ. Особый риск такие соединения представляют для детей, поскольку для них опасная концентрация в 4 раза меньше, чем для взрослых. Избежать проблем со здоровьем позволит осуществление профилактических мероприятий по очистке.
