Содержание тяжелых металлов в сточных водах, их вред, нормы ПДК

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