Повышенное количество железа в воде: как очистить скважину и чем опасно

Вред железа в воде

Существуют определенные нормативы, безопасные для эксплуатации. Избыточность негативно сказывается, а последствия устранить сложно. Если в воде много железа она не только наносит ущерб человеку, но и растениям, дому. Отрицательное влияние заключается в следующем:

• Ускоренная коррозия. Это касается труб, отопления, нагревательных элементов. Начинают зарождаться колиформные бактерии, вызывающие агрессивный рост повреждения металла изнутри, появлению трещин в трубах. Они вызывают утечки, рост плесени. Попадая в питьевую воду, может вызвать интоксикацию
• Боли в суставах, нарушение метаболизма, гемохроматоз. Если не принять мер по очищению, организм перенасыщается, вызывая мутирование клеток. Развитие рака, опухолей мозга и проблем с сердцем — последствия пользования. Вода с повышенным содержанием железа,ф часто развивается сахарный диабет, за счет нагрузки на печень и отсутствие возможности высвобождать глюкозу
• Появление пятен на одежде. При стирке, полоскание не может удалить ржавчину, которая проникает в ткани и окрашивает ее. В итоге — испорченная вещь и ржавый налет на всех элементах внутри стиральной машины.

Отсутствие хлорирования в некоторых районах, еще сильнее усубляют ситуацию.

Опасно ли железо в воде

Для начала разберемся, какую роль играет этот металл в процессах жизнедеятельности человека.

Роль железа в нашем организме

Мы все содержим от 2,5 до 4,5 мг железа. Этот микроэлемент необходим для нормального дыхания. Он входит в состав гемоглобина, транспортирующего кислород к нашим органам и тканям. Железосодержащие соединения участвуют и в других процессах, например:

• синтез ДНК;
• переработка токсинов;
• энергетический обмен;
• поддержка иммунитета;

Если в организме данного вещества не хватает, это сказывается на самочувствии и даже внешнем виде человека. Вот некоторые симптомы недостатка железа:

• Потеря аппетита или странные вкусовые пристрастия (например, желание есть мел, муку, сырые крупы или несъедобные вещества).
• Вялость, сонливость, упадок сил, быстрая утомляемость, в том числе при физических нагрузках. И не удивительно – органы плохо снабжаются кислородом.
• Частые простуды из-за сниженного иммунитета.
• Бледная сухая кожа, ломкие волосы и ногти, трещины в уголках губ.

Болезнь недостатка железа в организме – железодефицитная анемия. Существуют и другие типы анемий, но этот самый распространенный.

Избыток этого минерального вещества возникает реже, чем недостаток, но он не менее опасен. Ведь даже лекарство в большой дозе – яд.

Если металла слишком много, он начинает накапливаться в органах и тканях – печени, почках, поджелудочной, сердце и других отделах организма. Возникают такие симптомы:

• Слабость, быстрая утомляемость.
• Потеря веса, падение кровяного давления.
• Боли в суставах.
• Длительное потребление железа в чрезмерном количестве может привести к развитию сердечной недостаточности, сахарного диабета, цирроза печени.
• Есть предположение, что избыток данного вещества может стать косвенной причиной онкологического заболевания.

Сколько же употреблять железа, чтобы не впасть ни в одну из этих крайностей? Теперь мы плавно подошли к нормам потребления.

Нормы приема железа

Нормативы железа в организме

В России установлены следующие нормы потребления железа в день:

• мужчины – 10 мг;
• женщины репродуктивного возраста – 18 мг (в период беременности и лактации значение еще выше);
• дети – 4-18 мг (в зависимости от возраста).

Основная его часть поступает с пищей. Источники – мясо, печень, яйца, цельнозерновые крупы, бобовые, некоторые виды зелени. Интересно, что шпинат, долгое время числившийся в лидерах по содержанию этого элемента, таковым не является. Неверная информация о его пользе появилась из-за ошибки в исследованиях.

Итак, 90% железа мы «съедаем», и лишь 10% употребляем с водой. Вроде бы немного. Однако именно вода с высоким содержанием этого вещества может стать причиной переизбытка железа в нашем рационе.

Как определить повышение уровня железа в воде

Санитарными нормами РФ максимально возможный уровень содержания железа в воде составляет 0,3 мг/л. Такое его количество способствует нормальному функционированию системы водопровода и отопления.

Если необходимо максимально точно определить уровень железа в воде, то такую информацию сможет дать только лабораторный анализ. Осуществляется он на специальном оборудовании с использованием реагентов. Полученные результаты безошибочно укажут на наличие железа в воде, а также помогут определить количественное его содержание. На основании этих данных уже можно будет подобрать необходимое оборудование для очистки воды.

Определить факт наличия железа в воде можно самостоятельно. Для этого достаточно оставить наполненную водой емкость на ночь. Если ее цвет изменится или появится осадок цвета ржавчины, то это является точным свидетельством наличия железа в воде. Появление осадка обусловлено процессом окисления двухвалентного железа до трехвалентного. Недостатком такого способа является то, что уровень железа в воде определить невозможно.

Откуда в воде берется железо

При залегании грунтовых вод под влиянием разрушения горных пород в почву, высвобождаются соединения железа. Нормальная химическая реакция, которая не наносит ущерб организму. Опасны его соединения, возникающие при повышенной кислотности почв, наличия близкого расположения очистных сооружений, сброса. Бактерии и другие химические элементы преобразуют чистый металл в коллоидные формы, оксиды и появление бактериальной слизи. Проходя через трубы, накапливающие микроорганизмы и отслаивающиеся пласты изнутри, токсичность возрастает. Вред железа в воде без применения фильтрующих обезжелезивателей наносит ущерб человеку, технике, экосистеме.

Потребность человеческого организма в железе

Без железа не сможет существовать ни один организм, в том числе и человеческий. Оно просто необходимо, чтобы он осуществлял все свои функции правильно и качественно. Большое содержание железа наблюдается в крови, около 4-5 г.

Но железо из организма человека выводится довольно медленно, происходит это с помощью кишечника и показатель составляет от 6 до 10 мг в сутки. Именно поэтому суточная норма железа для взрослого мужского населения составляет такое же количество. С женщинами все по-другому. Из-за регулярных кровопотерь, им необходимо большее количество железа – от 15 до 18 мг в сутки.

Если бы мы получали железо только из воды, то рассчитать нужное количество и не беспокоиться за свое здоровье было бы достаточно просто. Но так как, помимо воды, железо содержится еще и в продуктах, то все зависит от питания.

Нормы содержания железа в воде

Всемирная Организация Здравоохранения не установила конкретную цифру, ограничивающую содержание железа в воде. Она объясняет это недостатком данных о влиянии на человека избыточного потребления этого металла.

Однако ВОЗ установила ПСП – переносимый суточный уровень потребления железа. Для человека он составляет 0,8 мг на килограмм веса. Это 2-3 мг железа на литр воды. По мнению ВОЗ, это количество металла в воде не наносит вред человеку.

Но такую воду мы с вами пить не захотим, пусть она и не опасна. И если жидкость содержит не 3 мг/л вещества, а меньше, ее качество все равно оставляет желать лучшего. У нее «железный» привкус, она плохо пахнет. А если в воде более 1 мг/л этого вещества, то вы почувствуете это даже в чае или кофе.

Кроме того, вода с большим содержанием железа плохо влияет на кожу – чувство сухости и стянутости после душа знакомо многим. У чувствительных людей может возникнуть дерматит или аллергия.

«Ржавая» вода портит бытовую технику, провоцируя появление коррозии на стальных деталях.

Именно поэтому в России установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) железа в воде – 0,3 мг/л. Такая вода подходит для питья и других целей. Хотя железо все равно может ощущаться.

Качество водопроводной воды в нашей стране строго регламентировано соответствующими санитарными нормами – СанПиН2.1.4.1074-01. Там, помимо концентрации железа, указаны ПДК других веществ.

На значение в 0,3 мг/л ориентируются и фирмы, выпускающие фильтры для воды.

В каком виде содержится железо в воде

Fe образует свыше 300 различных минералов, среди них: хлориды, сульфиды, нитриды. Соединения, присутствующие в воде, называются солями. Они могут находиться в разных состояниях — быть полностью растворенными в жидкости, или пребывать в нерастворенном окисленном виде (в коллоидном и взвешенном).

В воде может присутствовать:

• Fe (II) — двухвалентное железо Fe(OH)2;
• Fe (III) — трехвалентное Fe(OH)3;
• Fe в свободном виде — взвешенные частички: FeCO3;
• Fe в комплексном виде — растворенные или тонкодисперсные формы FeOH+.

Состав железистых соединений зависит от величины pH, от содержания углекислоты, растворенного кислорода, сероводорода, от наличия микроорганизмов, способных окислять и восстанавливать железо. Независимо от того, в каком виде примеси находятся в воде, она нуждается в очистке от железа до параметров, установленных стандартами.

Санитарные нормы содержания железа в воде

В первую очередь возникает вопрос, кто и каким образом определил норму содержания железа в воде. Речь идет о показателе 0,3 мг на 1 л. Так вот, это значение определялось не медицинскими критериями, а исходя из того, какой вкус у воды. Если обратиться к данным ВОЗ, то она не считает нужным устанавливать какой-то максимум содержания подобного вещества в воде.

Связано это с тем, что у них нет данных о том, что железо отрицательно сказывается на здоровье человека.

Специалистами этой организации проведены расчеты, касающиеся поступления железа в организм человека с водой и пищей. Результатом этих исследований стал вывод, что безопасная концентрация железа в воде составляет от 2 до 3 мг на 1 л. И такое положение абсолютно безопасно для организма человека. Хотя вода, имеющая такой показатель содержания железа, обладает довольно неприятным специфическим вкусом.

Решение проблемы содержания данного вещества в воде

Ну что же подведем предварительные итоги. Если состояние вашей воды говорит о том, что железа в ней меньше, чем 3 мг на 1 л, то, скорее всего, очищение понадобится в силу изменения вкусовых качеств в лучшую сторону. Вреда от употребления такой воды нет.

Если же ситуация более негативная, и содержание железа намного выше приведенного значения, то стоит задуматься о ее безопасности для вашего здоровья. Так как информация о том, что повышенное содержание железа отрицательно сказывается на здоровье человека, отсутствует, нельзя утверждать обратное.

Лучше воспользоваться имеющимися способами очистки воды от железа.

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.

Чем грозит питьевая вода с железом

В организме человека и всех живых организмов присутствует железо. Его допустимая суточная потребность не более 1-2 миллиграммов. С пищей и водой необходимо получать 10-18 мг, так как усваивается не более 10 %. Для женщин и мужчин, для детей и взрослых, для лиц разного возраста нормы железа различаются.

До 70 % Fe входит в состав железосодержащего белка (гемоглобина), который содержится в эритроцитах. Оно участвует в дыхательном и кроветворном процессе — в доставке кислорода и крови к тканям.

Переизбыток железа провоцирует различные заболевания — гемохроматоз, вызывающий нарушение обмена веществ, воспаление поджелудочной, интоксикацию печени. Недостаток вызывает железистую анемию, сердечнососудистые проблемы, болезни дыхательных путей. У людей появляются постоянные головные боли, проблемы с памятью и вниманием, упадок сил, обмороки.

Чем еще грозит большое значение железа в питьевой воде? Высокая концентрация железа в питьевой воде разрушает гидротехническое оборудование — ржавеют детали котлов, машин, трубопроводов. Под действием воды и воздуха растворимая (закисная) форма примесей меняется на нерастворимую (окисную). 3-валентный Fe выпадает в осадок, который, соприкасаясь с поверхностью металлических предметов, образует ржавчину. Коррозийные отложения быстро выводят из строя оборудование, образуют засоры в трубах, ухудшая качество воды. При нагреве феррум-соединения активно реагируют с водяным паром, ускоряя коррозию. Появляются протечки, что очень опасно для отопительной системы — можно обжечься паром и горячей водой.

Недопустимо для технических и промышленных нужд использовать водные растворы, в которых железо превышает нормы. На маслобойнях масло приобретает металлический вкус. На текстильных предприятиях даже при небольшом превышении железа в воде продукция может быть отбракована. Поэтому так важны процессы очистки питьевой и технической воды от железа. От чистоты и качества воды напрямую зависит здоровье, срок службы оборудования и гидротехнических систем.

Признаки большой концентрации железа в воде

Без лабораторных исследований, видна вода, содержащая много железа. Характерными чертами являются:

• Привкус металла у воды, кисловатый запах
• Коричневый оттенок ржавчины
• Бурый осадок, оседающий без кипячения
• Отсутствие прозрачности с помутнением
• Рыжий осадок при кипячении воды
• Появление пятен после стирки одежды

Признаки проявляются при большом увеличении уровня ПДК, небольшие отклонения человеку не заметны. Но, при постоянном употреблении внутрь наносит удар по здоровью. Орошая комнатные растения, огород, происходит угнетение и гибель ростка. При подтекании крана, по направлению струи, появляется ржавый налет с большим количеством бактерий.

Как узнать, что в воде присутствует железо

Информацию о составе водопроводной воды в городе обычно публикуют на сайтах коммунальных служб. Что делать с водой из собственной скважины или колодца?

Визуальный анализ

Вот косвенные признаки, по которым можно предположить избыточную концентрацию железа:

• Неприятный металлический вкус воды. О нем говорилось выше.
• Налет «ржавого» цвета на посуде, в которой готовили или хранили воду.
• Белое белье после стирки приобретает коричневатый или рыжеватый оттенок. Цветное обесцвечивается после нескольких стирок.
• «Ржавые» подтеки на сантехнике и кафеле.
• Вода изначально прозрачная, но после отстаивания появляется осадок. Попробуйте сами провести этот несложный тест.
• Вода без осадка, но мутная, рыжего цвета.

Загрязненная вода бывает и совершенно бесцветной. Чтобы точно узнать, есть ли в воде железо, лучше отдать её в лабораторию на анализ.

Лабораторный анализ

Это платно, но вы получите полную картину состава воды из скважины с железом и другими примесями. Несколько советов о том, как правильно взять пробу:

1. Используйте стеклянную или пластиковую тару. Только не от сладких напитков, а от минералки. Ни в коем случае не металлическую. Объем – до 1,5 л.
2. Тару промойте теплой водой без моющих средств. Стеклянную – обдайте кипятком. Затем два раза прополощите водой, которую понесете на анализ.
3. Если вода из скважины поступает через водопровод, дайте ей стечь несколько минут.
4. Воду на анализ нужно наливать тонкой струйкой, чтобы минимизировать ее контакт с кислородом. Посуду следует наполнять до краев по той же причине.
5. Плотно закройте тару крышкой и в течение 2-3 часов доставьте в лабораторию.

Услугу анализа воды можно заказать в компании КВАНТА+ в городе Тюмень.

Итак, вы установили, что ваша вода загрязнена этим металлом. Чтобы выбрать способ очистки, определим, какое железо содержится воде.

Методы определения железа в воде

Самым надежным способом определения содержания железа в воде будет лабораторный анализ.

К первичным признакам избытка железа относятся:

• Ржавый налет на дне металлической посуды;
• «Металлический» привкус воды;
• Ржавые потеки на сантехнике;
• Обесцвечивание белья после стирки.

Условия отбора пробы

Чтобы анализ воды на железо показал точный результат, необходимо правильно собрать исследуемый материал. Для начала необходимо слить воду в течении 10 минут и хорошо промыть тару в исходной воде без моющих средств. Затем набрать воду тонкой струей под самую крышку, выдавить воздух, плотно закрыть емкость и доставить в пункт приема проб.

Как избавиться от железа в воде

Что делать, если в воде много железа? Правильнее всего будет установить фильтр. Очистка в воде железа с помощью фильтра происходит двумя способами:

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.

Определение общего содержания железа

Самый простой метод определения железа в воде основан на взаимодействии катионов четвертого по распространенности элемента с сульфосалициловой кислотой. Образуемое в щелочной среде соединение ярко-желтого цвета – первый «симптом» коррозии водопроводных труб

Ход эксперимента:

К 25 мл. воды добавляют 1 мл. нашатырного спирта, 1 мл сульфосалициловой кислоты (продается в аптеке) и 1 мл аммиака. Спустя 15 минут можно делать выводы о наличии (или отсутствии) в пробе катионов железа.

Как определить железо в воде с помощью перманганата калия (марганцовки)?

Марганцовка – один из самых «универсальных» домашних индикаторов. Для того чтобы определить наличие железа светло-розовый раствор перманганата калия смешивают с образцами пробы. В случае положительной реакции цвет среды меняется на желтовато-бурый.

При помощи «набора аквариумуста»

Набор аквариумиста состоит из индикатора, среды и реагентов. Для идентификации катионов двухвалентного железа водопроводную воду заливают в пузырек, содержащий раствор и реагенты с помощью шприца. По интенсивности изменения расцветки среды можно делать приблизительные выводы о количестве растворенного элемента.