Как очищать воду от железа?
Железо – очень распространенный в природе химический элемент. Оно в больших количествах содержится в различных породах и не удивительно, что грунтовые воды довольно часто загрязнены именно им.
При санитарных нормах 0,3 мг/литр, содержание железа в воде из артезианских скважин, пробуренных на дачных участках, часто колеблется в пределах 0,5- 20 мг/л
И что особенно прискорбно, очистить такую воду от железа совсем не просто. В этой статье мы поговорим о том, насколько опасно для здоровья человека пить воду с повышенным содержанием железа, какими способами эту воду можно очистить и стоит ли этим заниматься.
Как определить концентрацию железа в воде
Конечно, лучше всего взять пробу воды из того источника, которым вы пользуетесь, и отнести его в соответствующую лабораторию. За исследование воды придется заплатить какие-то деньги, но зато вы будете обладать точной информацией, которая позволит выбрать правильную стратегию очистки.
Налет железа на дне электрочайника
Но можно также определить приблизительное содержание железа по ряду косвенных признаков.
Первое, что изменяется при повышении концентрации железа выше нормы 0,3 мг/л, это вкус воды. У нее появляется металлический привкус. А когда концентрация железа превышает 1 мг/л. вода приобретает выраженный достаточно неприятный металлический вкус, который ощущается даже в таких напитках как чай и кофе.
Если речь идет о воде, текущей из крана, то дополнительными признаками повышенного содержания железа станут ржавые потеки на раковине или унитазе. Бурый налет на внутренних поверхностях чайника и кастрюль. Обесцвечивание цветного белья при стирке.
Что касается прозрачности самой воды, то тут могут быть варианты, в зависимости от того, в каком виде содержится в ней железо.
Формы железа в воде
Железо может содержаться в воде в нескольких формах. Но для нас будут важными следующие:
1. Двухвалентное железо – оно растворимо в воде. Поэтому, вода, имеющая повышенное содержание двухвалентного железа, прозрачна и бесцветна. Но если вы нальете ее в открытую емкость и дадите постоять некоторое время, на дно выпадет бурый осадок.
2. Трехвалентное железо – не растворимо в воде. При его повышенной концентрации вода имеет желтоватый цвет. А при отстое выпадает бурый осадок.
3. Органические соединения железа – соединения железа с органическими молекулами. Чаще всего, вода, содержащая такие соединения, имеет желтую окраску, но при отстаивании не образует осадка.
Стоит сказать еще об одной форме железа – так называемое «бактериальное железо». Вода, содержащая бактериальное железо, часто имеет специфическую радужную пленку на поверхности и образовывает желеобразные отложения в водопроводной системе.
Если вы наблюдаете в своей воде признаки присутствия одной из перечисленных форм железа, сразу возникает вопрос, на сколько постоянное потребление такой воды опасно для здоровья?
Сколько железа нужно организму
Железо – элемент жизненно необходимый для нормального функционирования организма. Особенно его много в крови. – 4-5 грамм. Но, попадая в организм, железо очень медленно выводится наружу, в основном через стенки кишечника 6-10 мг в сутки.
Исходя из этого, определена дневная норма железа для мужчин – 6-10 мг/сутки. Для женщин (учитывая дополнительные кровопотери) – 15-18 мг/сутки
Вроде бы, мы имеем возможность рассчитать оптимальную концентрацию железа в воде. Ведь известно, что человек в день выпивает в среднем 2 литра жидкости. Но проблема состоит в том, что железо в организм поступает не только из воды, но также из пищи. Причем, из пищи оно поступает в гораздо больших количествах. Особенно богаты железом мясо, печень, рыба, яблоки, фасоль и бобовые.
Попробуем тогда рассмотреть проблему с другой стороны.
Предельно допустимая концентрация железа
Если вы зададитесь вопросом, откуда взялась санитарная норма содержания железа в воде – 0,3 мг/л, то с удивлением узнаете, что установлена она не по медицинским, а по вкусовым критериям.
ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) не устанавливает какой-то определенной величины концентрации железа в воде, так как считает, что на сегодняшний день нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека.
По данным ВОЗ известно также, что переносимый суточный уровень потребления (ПСП) железа, равен 0.8 мг/кг массы тела человека.
При массе тела в среднем 75 кг, получается около 60 мг железа в день. Поскольку известно, что в среднем человек получает из воды примерно 10% железа (остальное из пищи), а в день потребляет 2 литра воды, мы можем высчитать безопасную концентрацию.
Считается, что она равна 2-3 мг/л.
То есть ежедневное потребление воды с содержанием железа от 2 до 3 мг/литр, по мнению ВОЗ, не приводит к каким бы то ни было последствиям для здоровья.
Хочу обратить внимание, что это очень большая концентрация. Вода с таким количеством железа будет очень неприятна на вкус.
Стоит ли очищать воду от железа
Если ваша вода содержит железа меньше 3 мг/л то очищать ее имеет смысл только для улучшения вкуса. Никакого вредного влияния на здоровье она оказывать не может.
Если содержание железа выше этого значения, то тогда можно подумать и о своем здоровье. Пусть достоверной информации о вреде повышенного содержания железа не имеется, но совершенно точно известно, что пользы от этого никакой.
Напомню, что общие принципы выбора фильтра для очистки водопроводной воды были нами рассмотрены в статье «Как выбрать фильтр для воды»
Методы очистки воды от железа
Методы очистки воды от железа во многом зависят от того, в какой форме железо содержится в вашей воде.
Чаще всего мирные граждане имеют дело с двухвалентным железом. Вода бесцветна и прозрачна, но имеет металлический привкус.
В этом случае вам помогут два метода.
Картридж Fe 10 SL
Многие фильтры имеют ионообменный картридж. в котором используются ионообменные смолы. Но в данном случае нас интересует конкретно смола, которая замещает железо на натрий.
Такие «картриджи обезжелезивания» выпускают все фирмы-изготовители бытовых фильтров. В зависимости от конструкции и применяемых смол «картриджи обезжелезивания» могут эффективно работать до концентрации железа в воде 5 мг/л
Например, «картридж Fe 10″SL» или Fe 20″BB у фирмы Гейзер.
Существуют картриджи, работающие и на других принципах, например, «картридж БА» для фильтров фирмы Гейзер. Это специализированный картридж для эффективного удаления избыточного растворенного железа (до 5 мг/л) методом щелочного высаждения. В качестве фильтрующей среды используется природный материал кальцит.
2. Обратный осмос.
Фильтр обратного осмоса
Фильтры обратного осмоса эффективны для удаления любых примесей, включая двухвалентное железо. Они намного лучше очищают воду, чем ионообменные смолы. Поскольку ионы двухвалентного железа значительно больше пор обратноосмотических мембран, мембраны хорошо их задерживают.
Мембрана при этом не забивается, поскольку все примеси, которые фильтр задержал, сливаются в канализацию. Системы обратного осмоса хорошо очищают воду с содержанием железа до 10-20 мг/л.
Проблемы у ионообменных картриджей и фильтров обратного осмоса начинают возникать тогда, когда в воде кроме двухвалентного присутствует еще и трехвалентное железо. Если его не много, это пол беды. Фильтры справляются с этой задачей.
Но когда концентрация трехвалентного железа велика, поры ионообменного фильтра и мембраны обратного осмоса начинают забиваться. Фильтры теряют эффективность.
С другой стороны, очищать воду от нерастворимого трехвалентного железа ( в простонародии — ржавчина) даже проще. Значительная его часть задерживается механическими фильтрами очистки.
Таким образом, самую большую проблему представляет очистка воды, содержащей высокие концентрации как двухвалентного, так и трехвалентного железа.
Советы Кулибиных
Поскольку растворенное в воде двухвалентное железо, контактируя с кислородом воздуха, превращается в трехвалентное с выпадением осадка, многие умельцы создали самодельные конструкции очистителей.
Обычно они включают в себя большие открытые резервуары с водой, в которых вода хранится в течение некоторого времени. Иногда для интенсификации процесса окисления через воду продувается воздух. Например, с помощью аквариумного компрессора.
Двухвалентное железо соединяется с кислородом воздуха и выпадает в осадок. Теперь воду можно забирать для питьевых нужд. Когда толщина осадка становится слишком большой, бак вычищают.
Тот же самый процесс можно повторить в обычном ведре. Наберите в ведро воды и оставьте его на сутки. Потом аккуратно слейте воду, не взбаламучивая осадка.
После такой процедуры количество железа в воде в несколько раз уменьшится.
Как быть, что делать?
Подведем итог всему сказанному.
Если у вас содержание железа в воде не превышает 3 мг/л. вы можете спокойно продолжать пить эту воду, не опасаясь за свое здоровье. При желании, для улучшения вкусовых характеристик воды вы можете использовать фильтр любой фирмы с картриджем обезжелезивания.
Если содержание железа в воде находится в промежутке 3-10 мг/л, есть смысл поставить фильтр с картриджем обезжелезивания. Он вернет содержание железа в безопасный интервал.
Если содержание железа в воде находится в промежутке 10-20 мг/л и это железо в основном двухвалентное, то вам поможет фильтр обратного осмоса или специальный засыпной фильтр безреагентной очистки воды от железа и марганца, например, «Сапфир-Br».
При содержании железа выше 20 мг/л простых решений не бывает. Тут либо нужно заказывать дорогую специальную систему очистки, либо мудрить с предварительным отстаиванием воды.
О пользе железа и вреде чрезмерного содержания его в воде
Роль железа в организме человека трудно недооценить: железо способствует кроветворению и необходимо для нормальной работы ферментной системы организма, это незаменимое вещество в гемаглобине и миоглобине, оно входит в состав клеток и ферментов.
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).
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.
СанПин устанавливает требования к водоснабжению, где предельно допустимая концентрация железа в воде не доолжно превышать 0,3 мг на куб. Дм (литр).
Всемирная Организация Здравоохранения 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 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 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.
В случае недостатка железа наблюдаются такие симптомы:
- — сухость кожи
- — усталость
- — повышенная чувствительность к холоду
- — ломкость ногтей
- — ухудшение мозговой активности
- — анемия
- — пищеварительные расстройства
- — головокружения
- — депрессии
- — выпадение и поседение волос
- — воспалительный процесс в полости рта
- — нервные расстройства
- — ожирение
- — снижение функции щитовидной железы
Учитывая эти положительные свойства железа, организм человека запрограммирован на накопление данного микроэлемента в селезенке и печени. Если возникает его дефицит – эти органы просто направляют железо в нуждающуюся зону. К сожалению, именно свойства организма накапливать данный микроэлемент и может принести человеку значительный вред. Если в воде, которую он употребляет, содержится излишек железа, оно будет все равно накапливаться в печени, почках, селезенке и поджелудочной железе. Этот процесс невозможно остановить, так как у организма нет «точки насыщения». В итоге возникает переизбыток железа, создающий дополнительную нагрузку на все органы и вызывающий в них необратимые патологические процессы.
Вред чрезмерного потребления железа в пищу
По различным причинам уже природные источники воды содержат значительное количество растворенного железа. Это железо в двухвалентной форме, не окисленное даже не сказывается на цвете воды, пока не постоит какое-то время на воздухе.
Для человека наиболее опасен Fe3 – трехвалентное железо (ржавчина) -это тяжелый металл, который может накапливаться в организме и обладает канцерогенным действием со всеми вытекающими раковыми последствиями.
Мало кто знает, что в присутствии кислорода железо проявляется канцерогенные свойства. Дело в том, что именно гидроокисные свободные радикалы являются причиной мутации ДНК и последующего развития раковых клеток. Как только механизм образования злокачественной опухоли запускается, поврежденные клетки начинают искать железо для подпитки. Люди с высоким ферритиновым уровнем (содержанием железа в крови) более подвержены таким онкологическим заболеваниям, как рак легких, толстой кишки, мочевого пузыря и пищевода.
С точки зрения здоровья, существуют противоречивые мнения относительно содержания железа в воде. Одни утверждают, что содержание железа в воде не несет опасности здоровью, хотя и признают, связанные с ним, ухудшения органолептических показателей, прежде всего неприятный побочный вкус чернил. Если содержание железа более 0,1 mg/l, в воде появляется планктон. Сухость и зуд во рту также вызваны железом. При содержании железа 1-1,5 mg/l возникает мутность воды, желтый цвет и коричневый осадок. Наличие в воде меди, кобальта и марганца, молибдена и других тяжелых металлов увеличивает впитывание железа.
Чрезмерное содержание железа может вызвать аллергическую реакцию, а также у некоторых людей может быть причиной болезни сердца и диабета. При продолжительном употреблении воды, которая содержит более 0,2 мг/л железа, может увеличится риск инфаркта, а также это может повредить репродуктивные функции. Некоторые авторы утверждают, что только употребление воды, которая содержит больше 3 мг/л железа, может быть причиной инфаркта, а также аллергических реакций и проблем с печенью. Уже наши предки знали, что разницей между лекарством и ядом является количество употребляемого вещества.
Растворенное в воде железо повышенной концентрации хорошо знакомо по чувству «стянутости» и сухости кожи после купания. Кроме того, один из основных элементов земной коры нередко становится причиной развития дерматитов, аллергических реакций, заболеваний печени и почек.
Суточная норма одного из самых распространенных элементов земной коры содержится в мясе, помидорах, гречневой крупе. Ежедневно организм тратит 1-2 мг. Железа на поддержание жизнедеятельности. Избыток элемента откладывается «в запас». Считается, что превышение пдк железа в воде способствует увеличению риска инфарктов и повреждения тканей при инсультах.
Порог токсичности железа для человека составляет в среднем 200 мг/сутки. Летальная доза для человека в зависимости от возраста, веса и пола составляет 3-35 г.
Наши контакты
Причины появления и вред железа в воде
Железо (ferrum) – природный элемент, содержащийся в определенном количестве в любой воде. Оказывается в ней этот металл прежде всего в результате распада и выветривания железосодержащих пород. Другие причины появления данного элемента в воде – поступление его в стоки с промышленных производств и свалок, износ и ржавление чугунных и стальных водопроводных труб, использование в очистных сооружениях фильтров, содержащих железо.
Потребители артезианской воды должны знать, что в ней присутствие химических соединений железа еще значительнее, чем в жидкости, поступающей из крана в городской квартире. Это объясняется тем, что вокруг артезианского водоема всегда залегает железосодержащая порода.
Используя фотометр. можно с помощью современных методов химического анализа определить количество железа в воде и почве. Эффективно устанавливает содержание органических элементов и металлов в различных растворах спектрофотометр В 1200 .
Чем опасна повышенная концентрация железа в воде
Переизбыток этого вещества очевиден, если белье после стирки слегка желтеет. Когда вы видите ржавый налет, коричневые пятна на унитазе, раковине или ванне, масляную пленку на поверхности воды, слизь на трубах и их коррозию, это свидетельствует о размножении и деятельности так называемых железобактерий, образующих трехвалентные соединения ferrum. Данные микроорганизмы весьма опасны для здоровья человека, также они наносят вред санитарной и бытовой технике.
Необходимо знать, что постоянное употребление воды с повышенным содержанием железа наносит ощутимый ущерб здоровью. Организм человека при переизбытке данного элемента теряет другие весьма нужные ему химические вещества (например, кальций, медь и цинк), в результате чего развиваются различные недуги.
Перенасыщение организма человека чрезмерным количеством железа иногда вызывает такие реакции:
- появляются аллергические высыпания и неприятные ощущения на кожном покрове, дерматит, особенно часто – у маленьких детей;
- изменяются величина печени и морфологический состав крови;
- человеку трудно сосредоточиться, у него ослабляется память, ухудшается работа мозга;
- появляется сердечная аритмия;
- портятся зубы;
- кожа и слизистые оболочки приобретают легкий желтый оттенок;
- человек теряет массу тела, испытывает слабость, бледнеет;
- возникают проблемы с щитовидной железой, почками, частые воспаления и расстройства желудка.
Кроме того, повышенное содержание в крови железа повышает вероятность заболеть раком легких, толстой и тонкой кишок, мочевого пузыря, желудка и пищевода, а также пострадать от инфаркта и инсульта. Переизбыток железа в организме способствует развитию сахарного диабета, нервных расстройств, патологий суставов (в том числе артрита), заболеваний желчного пузыря. Поэтому для обезжелезивания воды необходимо использовать современные фильтры и системы очистки.
Источники: http://v-mishakov.ru/zelezo.html, http://aquatherm.by/info/ferum-health/203022, http://ecoview.ru/chasto_zadavaemye_voprosy/zhelezo_v_vode_prichiny_vred/
