Тяжелые металлы в сточных водах.Продолжение
Медь. Медь является микроэлементом, содержится в организме человека, главным образом, в виде комплексных органических соединений и играет важную роль в процессах кроветворения. В организме человека медь участвует в образовании эритроцитов, высвобождении тканевого железа и развитии скелета, центральной нервной системы и соединительной ткани. Как недостаток, так и избыток меди в организме вызывает его заболевание. Во вредном воздействии избытка меди решающую роль играет реакция катионов Сu2+ с SH-группами ферментов. Изменения содержания меди в сыворотке и коже обуславливают явления депигментации кожи (витилиго). Отравление соединениями меди могут приводить к расстройствам нервной системы, нарушению функций печени и почек и др. Известны случаи группового отравления водой, содержащей от 4 до 60 мг/л меди. Это могло быть связано с эксплуатацией медных водопроводных труб при повышении щелочности воды. ПДК меди в питьевой воде составляет 1,0 мг/л, лимитирующий показатель вредности - органолептический.
Медь и ее соединения широко распространены в окружающей среде, и поэтому их часто обнаруживают в природных водах. Концентрации меди в природных водах обычно составляют десятые доли мг/л, в питьевой воде могут увеличиваться за счет вымывания из материалов труб и арматуры. Свойства меди в воде зависят от значения рН воды, концентрации в ней карбонатов, хлоридов и сульфатов. Медь придает воде неприятный вяжущий привкус в низких концентрациях, что и лимитирует ее содержание в питьевой воде. Это обстоятельство необходимо учитывать в технологии приготовления напитков, а также при выборе источника водоснабжения для производства бутилированной питьевой воды.
Железо. 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. В природных водах железо встречается, как правило, в регионах месторождений. В малых концентрациях железо встречается практически во всех природных водах в поверхностных и подземных источниках. В болотной воде железа много, десятки миллиграммов на литр, вот почему она имеет коричневый «ржавый» оттенок. В сточные воды железо может попадать из травильных и гальванических цехов, участков подготовки металлических поверхностей, цехов крашения тканей и других производств. Концентрация железа в воде тесно связана с содержанием углекислоты - в кислой среде растворимость соединений железа увеличивается, а в щелочной уменьшается. В водной среде оно присутствует чаще всего в форме бикарбоната, закиси, сульфида. В силу гидрохимических закономерностей в подземных водах железо встречается в различных соотношениях с марганцем.
Вода подземных источников, соприкасаясь с железосодержащими горными породами, насыщается солями двухвалентного железа. Данные соединения железа являются самыми «коварными», поскольку они отличаются хорошей растворимостью и не задерживаются на фильтрах. Чистая, прозрачная вода, изливающаяся из скважины, постояв некоторое время на воздухе, буквально на глазах начинает мутнеть, приобретая характерную рыжевато-бурую окраску. Это происходит потому, что соединения двухвалентного железа, вступив в контакт с кислородом воздуха, окисляются и переходят в нерастворимую форму трехвалентного железа - осадок, называемый обычно ржавчиной.
Похожая история происходит и с водопроводной водой. Пройдя очистку на муниципальных водопроводных очистных сооружениях, вода обычно содержит небольшое количество железа, укладывающиеся в медицинские нормы, но проходя до конечного потребителя через многие километры труб распределительной водопроводной сети, она подвергается вторичному загрязнению, растворяя продукты коррозии стальных труб. В результате на выходе мы вновь имеем «железистую» воду с желтоватым оттенком. Насыщенная соединениями железа вода имеет не только неприятный вид.
Она портит запорную арматуру, оставляет ржавые подтеки не керамических поверхностях сантехники. Кроме того, медиками доказано, что вода с повышенным содержанием железа (свыше 0.3 мг/л) приводит к заболеваниям печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма, а также служит причиной появления аллергических реакций. Повышенное содержание железа в воде создает благоприятные условия для развития железобактерий, особенно в подогретой воде. Эти микроорганизмы образуют ветвящиеся колоннии, которые осложняют работу гидротехнических сооружений. Продукты жизнедеятельности железобактерий являются канцерогенами. Железообраста-
ния внутри труб – идеальная среда для развития кишечной палочки, гнилостных бактерий, различных других микроорганизмов. Все это ухудшает химические и бактериологические показатели воды.
Анализ воды на содержание железа ведут по показателю «Железо общее». Железо образует два рода растворимых солей, образующих катионы Fe2+ и Fe3+, однако в растворе железо может находиться и во многих других формах, в частности: - в виде истинных растворов (аквакомплексов) [Fe(H2O)6]2+, содержащих железо (II). На воздухе железо (II) быстро окисляется до железа (III), растворы которого имеют бурую окраску из-за быстрого образования гидроксосоединений (сами растворы Fe2+ и Fe3+ практически бесцветны);
- в виде коллоидных растворов из-за пептизации (распада агрегированных частиц) гидроксида железа под воздействием органических соединений;
- в виде комплексных соединений с органическими и неорганическими лигандами.
К ним относятся карбонилы, ареновые комплексы (с нефтепродуктами и др. углеводородами) , гексацианоферраты [Fe(CN)6 ] 4- и др.
В нерастворимой форме железо может быть представлено в виде различных взвешенных в воде твердых минеральных частиц различного состава. Таким образом, поскольку соединения железа в воде могут существовать в различных формах, как в растворе, так и во взвешенных частицах, точные результаты могут быть получены только при определении суммарного железа во всех его формах, так называемого «общего железа».
Раздельное определение железа (II) и (III), их нерастворимых и растворимых форм, дает менее достоверные результаты относительно загрязнения воды соединениями железа, хотя иногда возникает необходимость определить железо в его индивидуальных формах. Перевод железа в растворимую форму, пригодную для анализа, проводят, добавляя к пробе определенное количество сильной кислоты (азотной, соляной, серной) до рН 1-2. Диапазон определяемых концентраций железа в воде — от 0,1 до 1,5 мг/л. Определение возможно и при концентрации железа более 1,5 мг/л после соответствующего разбавления пробы чистой водой. ПДК общего железа в питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности - органолептический.
Марганец. Содержание марганца в подземных водах, не связанных с месторождениями, достигает 0,7 мг/л, связанных с месторождениями, — до 300 мг/л и выше. В поверхностных водах наблюдаются концентрации марганца до 8 мг/л, чаще всего за счет экзогенного поступления. Биологи относят марганец к эссенциальным микроэлементам, поскольку он входит в состав многих ферментов, гормонов и витаминов, влияющих на процессы роста, размножения, кроветворения и формирование иммунитета. Всасывание марганца, поступающего в организм с питьевой водой, незначительно вследствие гидролиза катионов марганца и образования малорастворимых солей. По данным ВОЗ, содержание марганца в питьевой воде до 0,5 мг/л не приводит к нарушению здоровья человека. Однако присутствие марганца в таких концентрациях может быть неприемлемым для водопотребителей, поскольку вода имеет металлический привкус и окрашивает ткани при стирке. Отечественный норматив содержания марганца в питьевой воде - 0,1 мг/л., показатель вредности - органолептический
Загрузка ...