Тяжёлые металлы в воде
Тяжёлые металлы в питьевой воде имеют свойство накапливаться в организме. Эта особенность с течением времени вызывает разрушение здоровья. Потому контролировать качественный состав воды, которую вы пьёте – это необходимость.
Откуда в воде берутся тяжёлые металлы?
Тяжёлые металлы в питьевой воде появляются благодаря двум факторам: антропогенным и природным, если точнее, то через:
- Металлургию.
- Машиностроение.
- Выхлопные газы.
- Переработку аккумуляторов и батареек
- Кислотные дожди.
- Извержения вулканов.
Какие тяжёлые металлы проникают через воду в организм?
Тяжёлые металлы имеют высокую биологическую активность, потому без труда внедряются в любой процесс организма, вытесняют полезные вещества и нарушают естественный процесс его работы. Основные металлы в воде:
- Медь. Развивает анемию и разрушает костную систему.
- Цинк. Развивает онкологию.
- Кобальт. Вызывает дефицит витамина В.
- Ртуть. Провоцирует головные боли, нарушает речь и память.
- Кадмий. Разрушает почки и деформирует кости.
Как определить тяжёлые металлы в воде?
Понять, есть ли в вашей питьевой воде тяжёлые металлы можно двумя способами: электрохимическим и спектрометрическим.
Смертельное воздействие тяжёлых металлов на человека
Вариантов воздействия тяжёлых металлов на здоровье человека может быть великое множество. Различают несколько типов влияния:
- Канцерогенное. Вызывает онкологию.
- Тератогенное. Нарушает развитие.
- Мутагенное. Повреждение ДНК.
- Нейротоксичное.
- Эндокринное. Нарушает работу гормонов.
Главный вред тяжёлых металлов состоит в способности накапливаться, но не выводиться из организма. Их скопление приводит как к вышеперечисленным проблемам, так и к мутации.
Как очистить воду от тяжёлых металлов и сделать её безопасной?
Прежде, чем задаться целью удаления металлов из питьевой воды, сдайте пробу жидкости на лабораторный анализ. Исходя из результатов исследования, выбирайте наиболее подходящий способ:
- Сорбентный. Это весьма глубокое очищение на уровне молекул.
- Ионный обмен. Уместен при небольшой концентрации тяжёлых металлов в воде.
- Мембранный фильтр. Обладает высокой эффективностью и характеризуется глубокой очисткой воды по всем показателям, включая тяжёлые металлы.
- Гальваническая очистка. Исключает попадание в водопровод загрязнённой воды, которая использовалась на производстве.
- Магнитная очистка. Магнитное поле притягивает к себе тяжёлые металлы и очищает воду.
- Дистилляция. Комбинация испарения и охлаждения воды также избавит воду от тяжёлых металлов.
Таким образом, тяжёлые металлы в питьевой воде – это большая проблема, которая влечёт за собой не только проблемы со здоровьем, но и летальный исход. Узнать о наличии таких примесей в водопроводной воде – дело первостепенное при оценке её качества. Ведь их накопление в организме может быть долговременным, и, когда об этом станет известно, действовать уже будет поздно. Потому не поленитесь сдать воду на лабораторный анализ, далее определитесь с методом очистки. Эти два простых действия обезопасят вас и ваших близких от риска спектра заболеваний, которые провоцируются тяжёлыми металлами.
Очистка сточных вод от
тяжелых металлов
Тяжелыми металлами принято считать химические элементы с молекулярной массой более 50, обладающих металлическими свойствами. Таких элементов насчитывается более 40, но наиболее токсичными из них являются ртуть, кадмий, свинец, медь, мышьяк, хром, цинк, железо.
В сточных водах тяжелые металлы содержатся в виде ионов или солей, что увеличивает их токсическое действие на природную среду и организм человека. При попадании загрязненных стоков в почву, подземные или поверхностные воды, ионы тяжелых металлов включаются в пищевые цепочки, где происходит их дальнейшее преобразование. В водоемах они имеют способность накапливаться в донных отложениях и, тем самым, являются источниками вторичного загрязнения. Способность аккумулироваться в тканях живых организмов делает их опасными для окружающей среды и здоровья человека.
Ионы тяжелых металлов способны встраиваться в обмен веществ и вызывать расстройства ЦНС, нарушение работы желудочно-кишечного тракта, приводить к тяжелым последствиям в результате поражения жизненно важных органов. Многие из них обладают канцерогенным действием. Необходимо строго контролировать поступление стоков, загрязненных солями тяжелых металлов, в окружающую среду, соблюдать нормативы, которые не должны превышать ПДК.
| Металлы | Предельный показатель вредности | ПДК, мл/л |
| Fe | органолептический, цвет | 0,3 |
| Cd | 0,001 | |
| Co³⁺ | санитарно-токсикологический | 0,1 |
| Si | санитарно-токсикологический | 10,0 |
| Cu | органолептический, привкус | 1,0 |
| Hg | санитарно-токсикологический | 0,0005 |
| Pb | санитарно-токсикологический | 0,03 |
| Ag | санитарно-токсикологический | 0,05 |
| Zn²⁺ | общий | 1,0 |
| Cr³⁺ | санитарно-токсикологический | 0,5 |
| Cr⁶⁺ | санитарно-токсикологический | 0,05 |
Для уменьшения содержания ионов тяжелых металлов в загрязненных стоках применяются методы и технологические схемы, которые разрабатываются в соответствии с особенностями производства.
Тяжелые металлы в воде: проблемы в водопользовании и очистка
Жидкость занимает больший объем в организме человека. Выполнение физиологических функций в человеческом теле, зависит от степени загрязнения воды тяжелыми металлами. Для поддержания обменных процессов в организме, требуется не менее 2 литров жидкости в день. И, на первое место в потреблении питьевых ресурсов, выходит очистка воды от тяжелых металлов.
Компания «СИГНАЛ-ПАК» предлагает качесвенные дозаторы для пищевой промышленности https://www.signal-pack.com/oborudovanie/dozatory-dlya-pishevoy-promishlennosti/, у которых отсутствуют какие-либо вредные вещества в составе.
Определение содержания тяжелых металлов в воде
Понятие «тяжелый металл» относится к сфере охраны природы и здравоохранения. В эту группу относят полуметаллы и металлы, имеющие токсичные свойства и поражающую биологическую активность. Немало металлов входит в перечень необходимого микроэлементного уровня для нормального протекания биологических процессов и функционирования систем живого организма.
Токсичные химические элементы, попадая в организм человека с водой, имеют свойство аккумулироваться. Но, большую опасность представляет их способность к биомагнификации. Когда по пищевой цепочке: загрязненная вода – растения или почва – рыба или животное – человек, тяжелые металлы увеличивают свое вредоносное действие в сотни раз. Понимание, к чему приводит загрязнение воды тяжелыми металлами, подвигло человечество на внимательное отношение к природным ресурсам.
ГОСТ по питьевой воде на содержание тяжелых металлов
Таблица 1. ПДК тяжелых металлов в воде
| Показатели | СанПиН 2.1.4.1074-01 | ВОЗ | ЕС | |||
| Ед. изм. | ПДК | Показ. вред. | Класс опасн. | |||
| Алюминий (Al3+) | мг/л | 0,5 | с.-т | 2 | 0,2 | 0,2 |
| Барий (Ва2+) | мг/л | 0,1 | с.-т | 2 | 0,7 | 0,1 |
| Ванадий (V) | мг/л | 0,1 | с.-т | 3 | 0,1 | – |
| Железо (Fe, суммарно) | мг/л | 0,3(1,0) | орг. | 3 | 0,3 | 0,2 |
| Кадмий (Cd, суммарно) | мг/л | 0,001 | с.-т | 2 | 0,003 | 0,005 |
| Кобальт (Со) | мг/л | 0,1 | с.-т | 2 | – | – |
| Медь (Сu, суммарно) | мг/л | 1 | орг. | 3 | 2,0(1,0) | 2,0 |
| Мышьяк (As, суммарно) | мг/л | 0,05 | с.-т | 2 | 0,01 | 0,01 |
| Ртуть (Hg, суммарно) | мг/л | 0,0005 | с.-т | 1 | 0,001 | 0,001 |
| Свинец (Pb, суммарно) | мг/л | 0,03 | с.-т | 2 | 0,01 | 0,01 |
| Селен (Se, суммарно) | мг/л | 0,01 | с.-т | 2 | 0,01 | 0,01 |
| Серебро (Ag+) | мг/л | 0,05 | – | 2 | – | 0,1 |
| Хром (Cr3+) | мг/л | 0,5 | с.-т | 3 | – | – |
| Хром (Cr6+) | мг/л | 0,05 | с.-т | 3 | 0,05 | 0,05 |
| Цианиды (CN-) | мг/л | 0,035 | с.-т | 2 | 0,07 | 0,05 |
| Цинк (Zn2+) | мг/л | 5 | орг. | 3 | 3,0 | 5,0 |
Примечания:
с.-т – санитарно-токсикологический показатель;
орг. – органолептический показатель;
значения в скобках, могут приниматься в отдельных районах по указанию санитарного врача.
Как видно из таблицы, многие химические элементы находятся в виде различных лиганд, гидролизных или полимеризованных комплексов. Кроме прямого удаления загрязнений, немалое значение придается очистке воды от ионов тяжелых металлов и их соединений. Если присутствует значительное количество ионов тяжелых металлов в воде, увеличивается токсичность элемента из-за проявления кумулятивного эффекта.
Насыщенность токсичными химическими элементами питьевых ресурсов оценивается не только по их общему содержанию, но и по связанным и свободным формам, учитываются и соли тяжелых металлов в воде.
Распознавание нежелательных примесей сложной формы, проводят спектрометрическим или электрохимическим способом. Важное место в точном определении концентрации тяжелых металлов в воде занимает атомно-абсорбционная спектрометрия. Она подразделяется:
- на FAAS – плазменная атомизация;
- на GF AAS – электротермическая атомизация в графитовой ванночке.
Для выделения спектров нескольких металлов одновременно применяют эмиссионную или масс-спектрометрию, с плазмой связанной индукцией. Электрохимический способ распознавания основан на анализе вольт-амперных характеристик. Это сложные лабораторные методы определения уровня загрязнения воды тяжелыми металлами, на фото показаны:
Методы очистки воды от тяжелых металлов
В зависимости от результатов проведенного анализа воды на тяжелые металлы, выбирается метод очистки, иногда их приходится комбинировать. Это может быть:
- использование сорбентов для поглощения
- перевод в нерастворимые соединения через ионный обмен;
- мембранный фильтр воды для тяжелых металлов;
- гальваническая очистка;
- применение магнитного поля;
- дистилляция с последующим конденсированием.
Абсорбенты и мембранные фильтры, самые простые и недорогие способы очистки, и нашли широкое применение в бытовых очистных устройствах. Выпаривание, слишком энергозатратный метод и редко применяется, несмотря на высокий уровень очищения жидкости.
Ионно-обменный метод очистки дает высокие результаты по удалению примесей. Технология реализуется с помощью ионообменных смол, собирающих на своей поверхности ионы тяжелых металлов. Регенерацию смолы проводят кислотой. Металлы в ионной форме могут осаждаться с помощью изменения pH до значения 9,0÷10,5. И затем, отделяют осадок от жидкости.
При высоком насыщении жидкости ионами меди, хорошие результаты дает гальванический процесс. В загрязненную воду опускают электроды с пористой структурой и большой активной поверхностью. При подаче электричества, ионы меди восстанавливают атомарное состояние и осаждаются на электроде.
На водоочистных станциях, куда попадают и городские и производственные стоки, применяют цикличные процессы обработки воды, куда последовательно включают несколько операций.
Источник https://laboratoria.by/stati/tyazholyye-metally-v-vode
Источник https://www.vo-da.ru/articles/ochistka-ot-tyazholyh-metallov/soderjanie-i-normy-pdk
Источник https://oskada.ru/obrabotka-i-ochistka-vody/tyazhelye-metally-v-vode-problemy-v-vodopolzovanii-i-ochistka.html
