Sunkieji metalai yra labai pavojingos toksiškos medžiagos. Šiais laikais įvairių tokių medžiagų koncentracijos stebėjimas ypač svarbus pramonės ir miesto teritorijose.

Nors visi žino, kas yra sunkieji metalai, ne visi žino, kurie cheminiai elementai vis dar patenka į šią kategoriją. Kriterijų, pagal kuriuos skirtingi mokslininkai apibrėžia sunkiuosius metalus, yra labai daug: toksiškumas, tankis, atominė masė, biocheminiai ir geocheminiai ciklai, pasiskirstymas gamtoje. Pagal vieną kriterijų, sunkieji metalai yra arsenas (metaloidas) ir bismutas (trapus metalas).

Bendrieji faktai apie sunkiuosius metalus

Yra žinoma daugiau nei 40 elementų, kurie priskiriami sunkiesiems metalams. Jie turi atominė masė daugiau nei 50 a.u. Kaip bebūtų keista, būtent šie elementai yra labai toksiški net ir esant mažam kaupimuisi gyviems organizmams. V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo…Pb, Hg, U, Th… jie visi patenka į šią kategoriją. Net ir esant toksiškumui, daugelis jų yra svarbūs mikroelementai, išskyrus kadmį, gyvsidabrį, šviną ir bismutą, kurių biologinis vaidmuo nenustatytas.

Pagal kitą klasifikaciją (būtent N. Reimersą) sunkieji metalai yra elementai, kurių tankis didesnis nei 8 g / cm 3. Taigi šių elementų bus mažiau: Pb, Zn, Bi, Sn, Cd, Cu, Ni, Co, Sb.

Teoriškai sunkieji metalai gali būti vadinami visa periodine elementų lentele, pradedant vanadžiu, tačiau mokslininkai mums įrodo, kad tai nėra visiškai tiesa. Tokia teorija kyla dėl to, kad ne visi jie gamtoje yra toksiškumo ribose, o sumaištis biologiniuose procesuose daugeliui yra minimali. Štai kodėl daugelis į šią kategoriją įtraukia tik šviną, gyvsidabrį, kadmį ir arseną. Jungtinių Tautų Europos ekonomikos komisija nesutinka su šia nuomone ir mano, kad sunkieji metalai yra cinkas, arsenas, selenas ir stibis. Tas pats N. Reimersas mano, kad iš periodinės lentelės pašalinus retus ir tauriuosius elementus, sunkieji metalai išlieka. Bet tai irgi ne taisyklė, kiti į šią klasę prideda auksą, platiną, sidabrą, volframą, geležį, manganą. Todėl ir sakau, kad vis dar neaišku šia tema...

Jonų pusiausvyros aptarimas įvairių medžiagų tirpale pamatysime, kad tokių dalelių tirpumas yra susijęs su daugeliu faktorių. Pagrindiniai tirpinimo veiksniai yra pH, ligandų buvimas tirpale ir redokso potencialas. Jie dalyvauja šių elementų oksidacijos procesuose iš vienos oksidacijos būsenos į kitą, kai jono tirpumas tirpale yra didesnis.

Priklausomai nuo jonų pobūdžio, tirpale gali vykti įvairūs procesai:

• hidrolizė,
• kompleksavimas su skirtingais ligandais;
• hidrolizinė polimerizacija.

Dėl šių procesų jonai gali nusodinti arba išlikti stabilūs tirpale. Nuo to priklauso tam tikro elemento katalizinės savybės ir jo prieinamumas gyviems organizmams.

Daugelis sunkiųjų metalų sudaro gana stabilius kompleksus su organinėmis medžiagomis. Šie kompleksai yra šių elementų migracijos tvenkiniuose mechanizmo dalis. Beveik visi sunkiųjų metalų chelatai yra stabilūs tirpale. Taip pat dirvožemio rūgščių kompleksai su įvairių metalų (molibdeno, vario, urano, aliuminio, geležies, titano, vanadžio) druskomis gerai tirpsta neutralioje, silpnai šarminėje ir silpnai rūgštinėje aplinkoje. Šis faktas yra labai svarbus, nes tokie kompleksai ištirpę gali judėti dideliais atstumais. Labiausiai atskleista vandens ištekliai- tai mažai mineralizuoti ir paviršiniai vandens telkiniai, kuriuose kiti tokie kompleksai nesusidaro. Norint suprasti veiksnius, reguliuojančius cheminio elemento lygį upėse ir ežeruose, jų cheminį reaktyvumą, biologinį prieinamumą ir toksiškumą, būtina žinoti ne tik bendrą kiekį, bet ir laisvųjų bei susijusios formos metalo.

Dėl sunkiųjų metalų migracijos į metalų kompleksus tirpale gali kilti šios pasekmės:

1. Pirma, cheminio elemento jonų kumuliacija didėja dėl jų perėjimo iš dugno nuosėdų į natūralius tirpalus;
2. Antra, yra galimybė pakeisti gautų kompleksų membranos pralaidumą, priešingai nei įprasti jonai;
3. Be to, sudėtingos formos elemento toksiškumas gali skirtis nuo įprastos joninės formos.

Pavyzdžiui, kadmis, gyvsidabris ir varis chelatinėse formose yra mažiau toksiški nei laisvieji jonai. Štai kodėl nekorektiška kalbėti apie toksiškumą, biologinį prieinamumą, cheminį poveikį reaktyvumas tik pagal bendrą tam tikro elemento kiekį, neatsižvelgiant į laisvųjų ir surištų cheminio elemento formų proporciją.

Iš kur mūsų aplinkoje atsiranda sunkieji metalai? Tokių elementų buvimo priežastys gali būti nuotekos iš įvairių pramonės objektų, susijusių su juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgija, mechanine inžinerija ir galvanizavimu. Kai kurių cheminių medžiagų yra pesticiduose ir trąšose, todėl jos gali būti vietinių tvenkinių taršos šaltinis.

Ir jei įeisite į chemijos paslaptis, tada pagrindinis sunkiųjų metalų tirpių druskų lygio padidėjimo kaltininkas yra rūgštus lietus (rūgštėjimas). Aplinkos rūgštingumo sumažėjimas (pH sumažėjimas) lemia sunkiųjų metalų perėjimą iš blogai tirpių junginių (hidroksidų, karbonatų, sulfatų) į lengviau tirpius (nitratus, hidrosulfatus, nitritus, bikarbonatus, chloridus) dirvožemyje. sprendimas.

Vanadis (V)

Visų pirma reikia pažymėti, kad užteršimas šiuo elementu natūraliomis priemonėmis yra mažai tikėtinas, nes šis elementas yra labai išsklaidytas Žemės pluta. Gamtoje jo randama asfaltuose, bitumenuose, angliuose, geležies rūdose. Nafta yra svarbus taršos šaltinis.

Vanadžio kiekis natūraliuose rezervuaruose

Natūraliuose rezervuaruose yra nereikšmingas vanadžio kiekis:

• upėse - 0,2 - 4,5 µg / l,
• jūrose (vidutiniškai) - 2 μg / l.

Anijoniniai kompleksai (V 10 O 26) 6- ir (V 4 O 12) 4- yra labai svarbūs ištirpusio vanadžio virsmo procesuose. Taip pat labai svarbūs tirpūs vanadžio kompleksai su organinėmis medžiagomis, tokiomis kaip humino rūgštys.

Didžiausia leistina vanadžio koncentracija vandens aplinkai

Didelės vanadžio dozės yra labai kenksmingos žmonėms. Didžiausia leistina koncentracija vandens aplinkai (DLK) yra 0,1 mg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose žuvininkystės ūkio DLK dar mažesnė - 0,001 mg/l.

Bismutas (Bi)

Daugiausia bismutas gali patekti į upes ir ežerus dėl mineralų, kuriuose yra bismuto, išplovimo. Taip pat yra žmogaus sukeltų taršos šaltinių šiuo elementu. Tai gali būti stiklo, kvepalų ir farmacijos gamyklos.

Bismuto kiekis natūraliuose rezervuaruose

• Upėse ir ežeruose yra mažiau nei mikrogramai bismuto viename litre.
• Bet požeminiame vandenyje gali būti net 20 μg/l.
• Jūrose bismutas, kaip taisyklė, neviršija 0,02 µg/l.

Didžiausia leistina bismuto koncentracija vandens aplinkai

Didžiausia leistina bismuto koncentracija vandens aplinkai – 0,1 mg/l.

Geležis (Fe)

Geležis - cheminis elementas nėra retas, jo yra daugelyje mineralų ir uolienų, todėl natūraliuose rezervuaruose šio elemento lygis yra didesnis nei kitų metalų. Tai gali atsirasti dėl oro sąlygų procesų. akmenys, šių uolienų sunaikinimas ir tirpimas. Iš tirpalo sudarydama įvairius kompleksus su organinėmis medžiagomis, geležis gali būti koloidinės, ištirpusios ir suspenduotos būsenos. Neįmanoma nepaminėti antropogeninių geležies taršos šaltinių. Metalurgijos, metalo apdirbimo, dažų ir lako bei tekstilės gamyklų nuotekos kartais nusėda dėl geležies pertekliaus.

Geležies kiekis upėse ir ežeruose priklauso nuo cheminė sudėtis tirpalas, pH ir iš dalies temperatūra. Svertinių geležies junginių formų dydis yra didesnis nei 0,45 μg. Pagrindinės medžiagos, kurios yra šių dalelių dalis, yra suspensijos su sorbuotais geležies junginiais, geležies oksido hidratu ir kitais geležies turinčiais mineralais. Mažesnės dalelės, ty koloidinės geležies formos, laikomos kartu su ištirpusiais geležies junginiais. Ištirpusią geležį sudaro jonai, hidroksokompleksai ir kompleksai. Atsižvelgiant į valentingumą, pastebima, kad Fe (II) migruoja jonine forma, o Fe (III) išlieka ištirpusioje būsenoje, nesant įvairių kompleksų.

Geležies junginių balanse vandeninis tirpalas, labai svarbus ir oksidacijos procesų, tiek cheminių, tiek biocheminių (geležies bakterijų), vaidmuo. Šios bakterijos yra atsakingos už Fe (II) geležies jonų perėjimą į Fe (III) būseną. Geležies junginiai linkę hidrolizuotis ir nusodinti Fe(OH) 3 . Tiek Fe(II), tiek Fe(III) yra linkę susidaryti hidrokso kompleksų – , + , 3+ , 4+ ,+ tipo, priklausomai nuo tirpalo rūgštingumo. Normaliomis sąlygomis upėse ir ežeruose Fe(III) yra susijęs su įvairiomis ištirpusiomis neorganinėmis ir organinėmis medžiagomis. Kai pH didesnis nei 8, Fe(III) virsta Fe(OH) 3 . Koloidinės geležies junginių formos yra mažiausiai ištirtos.

Geležies kiekis natūraliuose vandenyse

Upėse ir ežeruose geležies lygis svyruoja ties n * 0,1 mg/l lygiu, tačiau prie pelkių gali pakilti iki kelių mg/l. Pelkėse geležis koncentruojasi humatų druskų (humino rūgščių druskų) pavidalu.

Požeminiuose rezervuaruose su žemu pH yra rekordinis geležies kiekis – iki kelių šimtų miligramų litre.

Geležis yra svarbus mikroelementas ir nuo jo priklauso daug svarbių biologinių procesų. Tai turi įtakos fitoplanktono vystymosi intensyvumui ir nuo to priklauso vandens telkinių mikrofloros kokybė.

Geležies lygis upėse ir ežeruose yra sezoninis. Didžiausios koncentracijos vandens telkiniuose stebimos žiemą ir vasarą dėl vandens sąstingio, tačiau pavasarį ir rudenį šio elemento lygis pastebimai sumažėja dėl vandens masių maišymosi.

Taigi, didelis deguonies kiekis veda prie geležies oksidacijos iš dvivalenčios formos į trivalentę formą, susidarant geležies hidroksidui, kuris nusėda.

Didžiausia leistina geležies koncentracija vandens aplinkai

Vanduo, kuriame yra daug geležies (daugiau nei 1-2 mg / l), pasižymi prastu skoniu. Jis turi nemalonų sutraukiantį skonį ir netinka pramoniniams tikslams.

Geležies DLK vandens aplinkai yra 0,3 mg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose – 0,1 mg/l žuvininkystės ūkių.

Kadmis (Cd)

Užterštumas kadmiu gali atsirasti dirvožemio išplovimo metu, irstant įvairiems jį kaupiantiems mikroorganizmams, taip pat migruojant iš vario ir polimetalinių rūdų.

Dėl užteršimo šiuo metalu kaltas ir žmogus. Įvairių įmonių, užsiimančių rūdos perdirbimu, galvanine, chemija, metalurgija, nuotekose gali būti daug kadmio junginių.

Natūralūs procesai, mažinantys kadmio junginių kiekį, yra sorbcija, jo suvartojimas mikroorganizmams ir blogai tirpaus kadmio karbonato nusodinimas.

Tirpale kadmis, kaip taisyklė, yra organinių-mineralinių ir mineralinių kompleksų pavidalu. Kadmio pagrindu pagamintos sorbuotos medžiagos yra svarbiausios suspenduotos šio elemento formos. Kadmio migracija gyvuose organizmuose (hidrobionitai) yra labai svarbi.

Kadmio kiekis natūraliuose vandens telkiniuose

Kadmio lygis švariose upėse ir ežeruose svyruoja ties mažesniu nei mikrogramu litru, užterštuose vandenyse šio elemento lygis siekia kelis mikrogramus litre.

Kai kurie tyrinėtojai mano, kad nedidelis kadmis gali būti svarbus normaliam gyvūnų ir žmonių vystymuisi. Padidėjusi kadmio koncentracija yra labai pavojinga gyviems organizmams.

Didžiausia leistina kadmio koncentracija vandens aplinkoje

DLK vandens aplinkai neviršija 1 µg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose DLK žuvininkystės ūkiams yra mažesnis nei 0,5 µg/l.

Kobaltas (Co)

Upės ir ežerai gali būti užterštos kobaltu dėl vario ir kitų rūdų išplovimo, iš dirvožemio nykstančių organizmų (gyvūnų ir augalų) irimo metu bei, žinoma, dėl chemijos, metalurgijos ir metalo apdirbimo įmonių veiklos. .

Pagrindinės kobalto junginių formos yra ištirpusios ir suspenduotos būsenos. Šių dviejų būsenų skirtumai gali atsirasti dėl pH, temperatūros ir tirpalo sudėties pokyčių. Ištirpęs kobaltas randamas organinių kompleksų pavidalu. Upėms ir ežerams būdinga tai, kad kobaltas yra dvivalentis katijonas. Kai tirpale yra daug oksiduojančių medžiagų, kobaltas gali būti oksiduojamas iki trivalenčių katijonų.

Jis randamas augaluose ir gyvūnuose, nes vaidina svarbų vaidmenį jų vystymuisi. Tai vienas iš pagrindinių mikroelementų. Jei dirvožemyje trūksta kobalto, tada jo kiekis augaluose bus mažesnis nei įprastai ir dėl to gali atsirasti gyvūnų sveikatos problemų (yra anemijos rizika). Šis faktas ypač pastebimas taigos miško ne černozemo zonoje. Tai yra vitamino B 12 dalis, reguliuoja azoto medžiagų pasisavinimą, didina chlorofilo ir askorbo rūgšties kiekį. Be jo augalai negali augti reikalinga suma voverė. Kaip ir visi sunkieji metalai, dideliais kiekiais jis gali būti toksiškas.

Kobalto kiekis natūraliuose vandenyse

• Kobalto kiekis upėse svyruoja nuo kelių mikrogramų iki miligramų litre.
• Jūrose vidutinis kadmio lygis yra 0,5 µg/l.

Didžiausia leistina kobalto koncentracija vandens aplinkai

Kobalto MPC vandens aplinkai yra 0,1 mg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose – 0,01 mg/l žuvininkystės ūkiuose.

Manganas (Mn)

Manganas patenka į upes ir ežerus tais pačiais mechanizmais kaip ir geležis. Daugiausia šio elemento išsiskyrimas tirpale vyksta išplovus mineralus ir rūdas, kuriose yra mangano (juodoji ochra, braunatas, piroliusitas, psilomelanas). Mangano taip pat gali atsirasti irstant įvairiems organizmams. Manganu taršoje (kasyklų nuotekos, chemijos pramonė, metalurgija) didžiausią vaidmenį, manau, tenka pramonei.

Asimiliuojamo metalo kiekis tirpale mažėja, kaip ir kitų metalų atveju aerobinėmis sąlygomis. Mn(II) oksiduojasi iki Mn(IV), ko pasekoje nusėda MnO 2 pavidalu. Tokiuose procesuose svarbūs veiksniai yra temperatūra, ištirpusio deguonies kiekis tirpale ir pH. Ištirpusio mangano tirpale gali sumažėti, kai jį sunaudoja dumbliai.

Manganas daugiausia migruoja suspensijų pavidalu, kurios, kaip taisyklė, rodo aplinkinių uolienų sudėtį. Juose jis yra mišinys su kitais metalais hidroksidų pavidalu. Koloidinio ir ištirpusio mangano vyravimas rodo, kad jis yra susijęs su organiniais junginiais, sudarončiais kompleksus. Su sulfatais ir bikarbonatais matomi stabilūs kompleksai. Su chloru manganas rečiau sudaro kompleksus. Skirtingai nuo kitų metalų, jis silpniau išlaikomas kompleksuose. Trivalentis manganas tokius junginius sudaro tik esant agresyviems ligandams. Kitos joninės formos (Mn 4+, Mn 7+) įprastomis sąlygomis upėse ir ežeruose yra mažiau retos arba visai neaptinkamos.

Mangano kiekis natūraliuose vandens telkiniuose

Jūros laikomos skurdžiausiomis mangano kiekiu - 2 μg / l, upėse jo kiekis didesnis - iki 160 μg / l, tačiau požeminiai rezervuarai šį kartą yra čempionai - nuo 100 μg iki kelių mg / l.

Manganui, pavyzdžiui, geležies, būdingi sezoniniai koncentracijos svyravimai.

Nustatyta daug veiksnių, turinčių įtakos laisvojo mangano kiekiui tirpale: upių ir ežerų ryšys su požeminiais rezervuarais, fotosintetinių organizmų buvimas, aerobinės sąlygos, biomasės skilimas (mirę organizmai ir augalai).

Svarbus šio elemento biocheminis vaidmuo, nes jis yra įtrauktas į mikroelementų grupę. Trūkstant mangano, daugelis procesų yra slopinami. Padidina fotosintezės intensyvumą, dalyvauja azoto apykaitoje, apsaugo ląsteles nuo neigiamo Fe (II) poveikio, oksiduodamas jį į trivalentę formą.

Didžiausia leistina mangano koncentracija vandens aplinkai

Mangano MPC rezervuarams yra 0,1 mg/l.

Varis (Cu)

Ne vienas mikroelementas atlieka tokį svarbų vaidmenį gyviems organizmams! Varis yra vienas geidžiamiausių mikroelementų. Tai yra daugelio fermentų dalis. Be jo gyvame organizme beveik niekas neveikia: sutrinka baltymų, vitaminų ir riebalų sintezė. Be jo augalai negali daugintis. Vis dėlto perteklinis vario kiekis sukelia didelį visų rūšių gyvų organizmų apsinuodijimą.

Vario lygis natūraliuose vandenyse

Nors varis turi dvi jonines formas, Cu(II) dažniausiai būna tirpale. Paprastai Cu(I) junginiai sunkiai tirpsta tirpale (Cu 2 S, CuCl, Cu 2 O). Įvairūs vandeniniai variai gali atsirasti esant bet kokiems ligandams.

Šiandien plačiai naudojant varį pramonėje ir Žemdirbystė, šis metalas gali sukelti taršą aplinką. Chemijos, metalurgijos gamyklos, kasyklos gali būti nuotekų, kuriose yra daug vario, šaltiniai. Vamzdynų erozijos procesai taip pat prisideda prie vario užteršimo. Svarbiausi mineralai, kuriuose yra daug vario, yra malachitas, bornitas, chalkopiritas, chalkocitas, azuritas, brontatinas.

Didžiausia leistina vario koncentracija vandens aplinkai

Vario DLK vandens aplinkai laikomas 0,1 mg/l, žuvų tvenkiniuose vario žuvininkystės ūkio MPC sumažinamas iki 0,001 mg/l.

Molibdenas (Mo)

Išplovus mineralus, kuriuose yra daug molibdeno, išsiskiria įvairūs molibdeno junginiai. Aukštą molibdeno kiekį galima pastebėti upėse ir ežeruose, kurie yra netoli sodrinimo gamyklų ir spalvotųjų metalų pramonės. Dėl skirtingų sunkiai tirpių junginių nusodinimo procesų, adsorbcijos skirtingų uolienų paviršiuje, taip pat vandens dumblių ir augalų suvartojimo jo kiekis gali pastebimai sumažėti.

Dažniausiai tirpale molibdenas gali būti MoO 4 2- anijono pavidalu. Yra galimybė, kad yra molibdeno ir organinių kompleksų. Dėl to, kad oksiduojantis molibdenitui susidaro birūs smulkiai dispersiniai junginiai, didėja koloidinio molibdeno lygis.

Molibdeno kiekis natūraliuose rezervuaruose

Molibdeno kiekis upėse svyruoja nuo 2,1 iki 10,6 µg/l. Jūrose ir vandenynuose jo kiekis yra 10 µg/l.

Mažomis koncentracijomis molibdenas padeda normaliam organizmo vystymuisi (tiek augaliniam, tiek gyvūniniam), nes yra įtrauktas į mikroelementų kategoriją. Taip pat jis yra neatskiriama dalisįvairių fermentų, tokių kaip ksantino oksilazė. Trūkstant molibdeno, atsiranda šio fermento trūkumas, todėl gali pasireikšti neigiamas poveikis. Šio elemento perteklius taip pat nėra sveikintinas, nes sutrinka normali medžiagų apykaita.

Didžiausia leistina molibdeno koncentracija vandens aplinkai

Molibdeno MPC paviršiniuose vandens telkiniuose neturi viršyti 0,25 mg/l.

Arsenas (As)

Arsenu užterštos daugiausia vietos, esančios netoli mineralinių kasyklų, kuriose yra daug šio elemento (volframo, vario-kobalto, polimetalo rūdos). Irstant gyviems organizmams gali susidaryti labai mažas arseno kiekis. Dėl vandens organizmų jie gali būti absorbuojami. Intensyvi arseno asimiliacija iš tirpalo stebima spartaus planktono vystymosi laikotarpiu.

Svarbiausiais arseno teršalais laikomi sodrinimo pramonė, pesticidų ir dažų gamybos įmonės, žemės ūkis.

Ežere ir upėse arsenas yra dviejų būsenų: suspenduoto ir ištirpusio. Šių formų proporcijos gali skirtis priklausomai nuo tirpalo pH ir cheminės tirpalo sudėties. Ištirpęs arsenas gali būti trivalentis arba penkiavalentis, įeinantis į anijonines formas.

Arseno kiekis natūraliuose vandenyse

Upėse arseno kiekis paprastai yra labai mažas (µg/l), o jūrose – vidutiniškai 3 µg/l. Kai kuriuose mineraliniuose vandenyse gali būti daug arseno (iki kelių miligramų litre).

Daugumoje arseno gali būti požeminių rezervuarų – iki kelių dešimčių miligramų litre.

Jo junginiai yra labai toksiški visiems gyvūnams ir žmonėms. Dideliais kiekiais sutrinka oksidacijos ir deguonies transportavimo į ląsteles procesai.

Didžiausia leistina arseno koncentracija vandens aplinkai

Arseno MPC vandens aplinkai yra 50 μg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose MPC žuvininkystės ūkiams taip pat yra 50 μg/l.

Nikelis (Ni)

Nikelio kiekį ežeruose ir upėse įtakoja vietinės uolienos. Jei šalia rezervuaro yra nikelio ir geležies-nikelio rūdos telkinių, koncentracija gali būti net didesnė nei įprasta. Nikelis gali patekti į ežerus ir upes, kai suyra augalai ir gyvūnai. Melsvadumbliuose, palyginti su kitais augalų organizmais, yra rekordinis nikelio kiekis. Svarbios nuotekos, kuriose yra daug nikelio, išsiskiria gaminant sintetinį kaučiuką, nikeliavimo procesuose. Nikelis taip pat dideliais kiekiais išsiskiria deginant anglį ir naftą.

Aukštas pH gali sukelti nikelio nusodinimą sulfatų, cianidų, karbonatų arba hidroksidų pavidalu. Gyvi organizmai gali sumažinti judriojo nikelio kiekį jį vartodami. Taip pat svarbūs adsorbcijos procesai uolienų paviršiuje.

Vandenyje nikelio gali būti ištirpusio, koloidinio ir suspenduoto pavidalo (balansas tarp šių būsenų priklauso nuo terpės pH, temperatūros ir vandens sudėties). Geležies hidroksidas, kalcio karbonatas, molis gerai adsorbuoja nikelio turinčius junginius. Ištirpęs nikelis yra kompleksų su fulvo ir humino rūgštimis, taip pat su amino rūgštimis ir cianidais pavidalu. Ni 2+ laikomas stabiliausia jonine forma. Ni 3+ paprastai susidaro esant aukštam pH.

Šeštojo dešimtmečio viduryje nikelis buvo įtrauktas į mikroelementų sąrašą, nes vaidina svarbų vaidmenį įvairiuose procesuose kaip katalizatorius. Mažomis dozėmis jis teigiamai veikia kraujodaros procesus. Didelės dozės vis dar labai pavojingos sveikatai, nes nikelis yra kancerogeninis cheminis elementas ir gali išprovokuoti įvairias kvėpavimo sistemos ligas. Laisvas Ni 2+ yra toksiškesnis nei kompleksų pavidalu (maždaug 2 kartus).

Nikelio lygis natūraliuose vandenyse

Didžiausia leistina nikelio koncentracija vandens aplinkai

Nikelio DLK vandens aplinkai yra 0,1 mg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose MPC žuvininkystės ūkiams yra 0,01 mg/l.

Alavas (Sn)

Natūralūs alavo šaltiniai yra mineralai, kuriuose yra šio elemento (staninas, kasiteritas). Antropogeniniai šaltiniai – tai įvairių organinių dažų gamybos įmonės ir gamyklos bei metalurgijos pramonė, dirbanti su alavo priedu.

Alavas yra mažai toksiškas metalas, todėl valgydami maistą iš konservuoto metalo nerizikuojame savo sveikata.

Ežere ir upėse yra mažiau nei mikrogramai alavo viename litre vandens. Požeminiuose rezervuaruose viename litre gali būti keli mikrogramai alavo.

Didžiausia leistina alavo koncentracija vandens aplinkai

Didžiausia leistina alavo koncentracija vandens aplinkai – 2 mg/l.

Gyvsidabris (Hg)

Daugiausia, pakeltas lygis gyvsidabrio vandenyje matoma tose vietose, kur yra gyvsidabrio nuosėdų. Labiausiai paplitę mineralai yra gyvasis akmuo, cinabaras, metacinabaritas. Gamybos įmonių nuotekos skirtingi vaistai, pesticiduose, dažuose gali būti daug gyvsidabrio. Kitu svarbiu gyvsidabrio taršos šaltiniu laikomos šiluminės elektrinės (kuriose kaip kuras naudoja anglį).

Jo lygis tirpale mažėja daugiausia dėl jūrų gyvūnų ir augalų, kurie kaupia ir net koncentruoja gyvsidabrį! Kartais gyvsidabrio kiekis jūroje pakyla kelis kartus daugiau nei jūros aplinkoje.

Natūraliame vandenyje gyvsidabrio yra dviejų formų: suspenduoto (sorbuotų junginių pavidalu) ir ištirpusio (sudėtingi, mineraliniai gyvsidabrio junginiai). Tam tikrose vandenynų vietose gyvsidabris gali pasirodyti kaip metilo gyvsidabrio kompleksai.

Gyvsidabris ir jo junginiai yra labai toksiški. Didelėse koncentracijose jis neigiamai veikia nervų sistemą, provokuoja pokyčius kraujyje, veikia virškinamojo trakto sekreciją ir motorinę funkciją. Gyvsidabrio perdirbimo produktai bakterijomis yra labai pavojingi. Jie gali sintetinti organinės medžiagos gyvsidabrio pagrindu, kuris yra daug kartų toksiškesnis nei neorganiniai junginiai. Valgant žuvį gyvsidabrio junginiai gali patekti į mūsų organizmą.

Didžiausia leistina gyvsidabrio koncentracija vandens aplinkoje

Gyvsidabrio MPC grynas vanduo- 0,5 µg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose didžiausia leistina koncentracija žuvininkystės ūkiuose yra mažesnė nei 0,1 µg/l.

Švinas (Pb)

Upės ir ežerai švinu gali būti užterštos natūraliu būdu, kai išplaunami švino mineralai (galena, anglysitas, cerusitas), ir antropogeniniu būdu (deginant anglį, naudojant kurą tetraetilšviną, išleidžiant iš rūdos perdirbimo gamyklų, nuotekas iš kasyklos ir metalurgijos gamyklos). Švino junginių nusodinimas ir šių medžiagų adsorbcija įvairių uolienų paviršiuje yra svarbiausi natūralūs būdai sumažinti jo kiekį tirpale. Nuo biologiniai veiksniai, dėl hidrobiontų sumažėja švino kiekis tirpale.

Švinas upėse ir ežeruose yra suspenduoto ir ištirpusio pavidalo (mineraliniai ir organiniai mineraliniai kompleksai). Taip pat švinas yra netirpių medžiagų: sulfatų, karbonatų, sulfidų pavidalu.

Švino kiekis natūraliuose vandenyse

Mes daug girdėjome apie šio sunkiojo metalo toksiškumą. Jis yra labai pavojingas net nedideliais kiekiais ir gali sukelti apsinuodijimą. Švinas į organizmą patenka per kvėpavimo ir virškinimo sistemas. Jo pašalinimas iš organizmo yra labai lėtas, gali kauptis inkstuose, kauluose ir kepenyse.

Didžiausia leistina švino koncentracija vandens aplinkai

Vandens aplinkai švino DLK yra 0,03 mg/l, o žuvininkystės tvenkiniuose – 0,1 mg/l.

Tetraetilo švinas

Jis tarnauja kaip antidetonacinė priemonė variklių degaluose. Taigi transporto priemonės yra pagrindiniai taršos šia medžiaga šaltiniai.

Šis junginys yra labai toksiškas ir gali kauptis organizme.

Didžiausia leistina tetraetilšvino koncentracija vandens aplinkai

Didžiausias leistinas šios medžiagos lygis artėja prie nulio.

Tetraetilšvinas paprastai neleidžiamas vandenų sudėtyje.

Sidabras (AG)

Sidabras daugiausia patenka į upes ir ežerus iš požeminių rezervuarų ir dėl įmonių (fotografijos įmonių, sodrinimo gamyklų) ir kasyklų nuotekų išleidimo. Kitas sidabro šaltinis gali būti algicidinės ir baktericidinės medžiagos.

Tirpale svarbiausi junginiai yra sidabro halogenido druskos.

Sidabro kiekis natūraliuose vandenyse

Švariose upėse ir ežeruose sidabro kiekis yra mažesnis nei mikrogramas litre, jūrose - 0,3 µg / l. Požeminiuose rezervuaruose litre yra iki kelių dešimčių mikrogramų.

Sidabras joninėje formoje (tam tikromis koncentracijomis) turi bakteriostatinį ir baktericidinį poveikį. Kad būtų galima sterilizuoti vandenį sidabru, jo koncentracija turi būti didesnė nei 2 * 10 -11 mol / l. Biologinis vaidmuo sidabras kūne vis dar nėra gerai žinomas.

Didžiausia leistina sidabro koncentracija vandens aplinkai

Didžiausias leistinas sidabro kiekis vandens aplinkoje yra 0,05 mg / l.

Mangano paplitimas gana didelis, jis užima 14 vietą tarp labiausiai paplitusių mineralų. Jo yra daugelyje produktų ir natūraliai vandenyje, nes jis puikiai tirpsta. Ir, kaip ir bet kuris maisto elementas, jis gali būti naudingas arba žalingas. Taigi, vandens išvalymas iš mangano ir jo palaikymas patenkinamos normos yra labai svarbus.

GOST: manganas geriamajame vandenyje

• centralizuotose sistemose - ≤ 0,1 mg/l;
• mangano vandenyje iš šulinių ir kitų atvirų šaltinių - ≤ 0,5 mg/l.

Gamtoje manganas gali sudaryti iki 8 rūšių oksidų, nuo MnO iki Mn5O8, ir yra vario ir geležies rūdos sudedamoji dalis. Oksidų susidarymas priklauso nuo terpės sudėties ir išorinių fizikinių parametrų. Pats stabiliausias oksidas – MnO2, kuris taip pat yra labiausiai paplitęs žemės žarnyne, buvo vadinamas piroliusitu.

Dėl plataus mineralo panaudojimo metalurgijoje ir chemijos gamyba, ypatingas dėmesys skiriamas jo kiekiui pramonės nuotekose. Mangano kiekis nuotekose neturi viršyti 0,01 mg/dm3.

Manganas vandenyje: poveikis organizmui ir vizualinis jo buvimo nustatymas

Kaip žinoma iš medicinos praktikos, net ir toksiška medžiaga nedideliu kiekiu gali turėti teigiamą poveikį organizmui, tačiau viršijus normą sukels nepataisomų pasekmių.

Naudingos mangano funkcijos organizme

Priklausomai nuo amžiaus, leistinos paros dozės skiriasi ir yra:

Mangano galima gauti ir iš vandens, ir iš maisto. Rusijos teritorijoje nėra plotų, kuriuose menkas Mn kiekis, vandenyje yra net mangano perteklius. Mineralo dalyvavimas gyvų organizmų fiziologiniuose procesuose yra nepakeičiamas. Pagrindinės jo funkcijos:

• gliukozės kiekio koregavimas, askorbo rūgšties sintezės skatinimas;
• pažaboti diabeto vystymąsi;
• paramos veikla nervų sistema ir smegenys;
• cholesterolio gamyba ir pagalba kasos veiklai;
• jungiamojo, kremzlinio ir kaulinio audinio susidarymas;
• lipidų apykaitos reguliavimas ir kepenų suriebėjimo prevencija;
• dalyvavimas ląstelių dalijime ir atsinaujinime;
• pažaboti cholesterolio aktyvumą ir užkirsti kelią "apnašų" augimui;
• fermentų aktyvinimas, kad organizmas pasisavintų vitaminus B1, C ir biotiną.

Jis gali būti naudojamas kaip antioksidantas sąveikaujant su Fe ir Cu. Sulaikyti manganą organizme P ir Ca. Valgant maistą, kuriame yra daug angliavandenių, organizme greitai išsenka Mn atsargos. Mangano kiekis vandenyje gali turėti teigiamą ir neigiamą poveikį. Tam tikromis sąlygomis susidaro mangano trūkumas, vandens norma nepadengia jo paros poreikio maitinančioms motinoms ir sportininkams.

Žala dėl mangano pertekliaus vandenyje

Kokį pavojų fiziologinėms funkcijoms kelia vandenyje esantis manganas, jis mažina geležies pasisavinimą ir konkuruoja su variu, o tai anemija ir mieguistumas. Didelė žala daroma ir centrinei nervų sistemai, kuri pasireiškia efektyvumo sumažėjimu ir ankstyvos amnezijos išsivystymu. Sunkusis metalas Mn didelėmis dozėmis gali pažeisti plaučius, kepenis ir širdį, stabdyti žindančių moterų laktaciją.

Sveikata – vienas pagrindinių žmogaus siekių, tačiau kasdienės mangano junginių kuriamos problemos gali labai suerzinti. Vizualus mangano nustatymas geriamas vanduo, atliekama apžiūrint santechnikos įrangą ir indus, kurie ilgą laiką kontaktavo su čiaupo skysčiu.

Dažniausiai mineralas lydi juodąją geležį ir su ja sudaro netirpius junginius. Ant vandentiekio, maisto indų susidaro juodos dangos, elektros prietaisuose greitai kaupiasi apnašos, mažėja vamzdžių pralaidumas. Per didelis užterštumo lygis, matomas jau iš čiaupo traukiant vandenį ir netgi jaučiamas pagal skonį ir kvapą. Tokiais atvejais būtina nedelsiant atlikti vandens analizę, pagrindiniai joje tiriami parametrai turėtų būti manganas ir geležis.

Vandens valymas iš geležies ir mangano

Vandentiekio ar arteziniame vandenyje mineralas yra dvivalenčių teigiamų jonų (Mn2 +) pavidalu, kuris gerai tirpsta skysčiuose. Kad manganas būtų pašalintas iš vandens, jis paverčiamas netirpiomis formomis – trivalelentėmis arba keturiavalenčiomis. Tankios nuosėdos pašalinamos granuliuotomis katalizinėmis terpėmis arba jonų mainų dervomis.

Mangano vandens filtrai ir filtravimo būdai

Demanganizacijoje naudojami metodai:

Aeracija. Jis naudojamas, kai vandenyje yra geležies. Aeruojant geležis oksiduojasi ir virsta hidroksidu. Gautas junginys suriša dvivalentį manganą ir jį nusodina. Kietos priemaišos filtruojamos per kvarcinį smėlį.

katalizinė oksidacija. Tai atliekama naudojant 4-valento mangano hidroksidą.

Reagentai-oksidatoriai. Jis naudoja ozoną, natrio hipochloritą, patį chlorą ir jo dioksidą.

jonų mainai. Jį atlieka dviejų tipų dervos: anijonų mainai (OH–) ir katijonų mainai (H+).

Distiliavimas. Remiantis vandens ir jo priemaišų virimo temperatūros skirtumu. Po procedūros būtina mineralizuoti vandenį.

Atsižvelgiant į mangano tūrio vandenyje analizės rezultatus, parenkamas filtras su specifiniu filtravimo metodu. Arba papildomas vandens apdorojimas atliekamas filtravimo komponentų kompleksu, kuris nuolat mažina skysčių užterštumą.

Vandens tarša manganu - rimta problema ruošiant vandenį naudojimui.

Taršos manganu šaltinis yra giluminio vandens kilimas tektoninių žemės judėjimų metu. Tačiau tai nėra taip įprasta kaip tarša nuotekų iš žemių, kuriose naudojamos mangano turinčios trąšos. Manganas yra sunkusis metalas ir jo koncentracijos padidėjimas gali sukelti rimtų padarinių organizmui. Tuo pačiu metu mangano kiekio padidėjimą vandenyje iš išorės galima nustatyti pagal išvaizdą ir skonį tik labai aukštas lygis jo koncentracija. Tada vanduo tampa drumstas su gelsvu atspalviu ir aitrus.

Organizme manganas skatina kraujodaros funkcijas, reguliuoja lytinių liaukų ir hipofizės veiklą. Tačiau šioms funkcijoms reikalingas mangano kiekis yra labai mažas. Bet koks perteklius sukelia rimtų pasekmių. Dozė, turinti toksinių savybių žmogui, yra lygi 40 mg per dieną. Mirtina dozė dar nenustatyta. Iš esmės šis elementas laikomas mažiausiai toksišku iš visų sunkiųjų metalų, o jo kiekis natūraliomis sąlygomis retai pervertinamas. Paprastai visi apsinuodijimai įvyksta dėl reguliarių technologinių gamybos išmetamų teršalų. Simptomai pasireiškia ne iš karto. Tik po kelerių metų galite pastebėti aiškų klinikinį kratininį mangano kaupimosi organizme padidėjimą.

Didžiausia leistina koncentracija mangano geriamajame vandenyje ir buitiniam naudojimui Rusijoje, Ukrainoje ir kitose NVS šalyse yra 0,1 miligramų vienam litrui vandens. Kai kuriose Europos šalyse reikalavimai sugriežtinti.

Žala žmonių sveikatai

Pirmiausia padidėjęs mangano kiekis sukelia nervų sistemos sutrikimus. Simptomai yra nuovargis, mieguistumas, atminties praradimas. Kūnas negali pasisavinti mangano pertekliaus.

Antra, padidėjęs mangano kiekis vandenyje gali sukelti elementarią alergiją tiek manganui, tiek kitoms komplekso medžiagoms.

Trečia, manganas gali sukelti šlapimo akmenligę, kraujagyslių užsikimšimą, vegetacinės-kraujagyslių sistemos sutrikimus, kepenų ir endokrininių liaukų sutrikimus. Visus šiuos simptomus sukelia sunkiųjų metalų druskų nuosėdos.

Ketvirta, netiesiogiai dėl kraujagyslių sutrikimo, kartu su alergijomis, manganas provokuoja plaučių ir bronchų ligas.

Mangano perteklius yra viena iš padidėjusio kaulų trapumo ir trapumo priežasčių.

Retais atvejais per didelė mangano koncentracija sukelia „mangano beprotybę“. Žmogus elgiasi neadekvačiai, agresyviai, nenuosekliai.

Žala buitinei technikai ir ryšių tinklams

Skirtingai nuo geležies pertekliaus vandenyje, manganas nesukelia tokių rimtų pasekmių technologijoms ir ryšiams.

Jo perteklius išreiškiamas dėmėmis ir rusvomis nuosėdomis ant vandentiekio paviršiaus. Ilgainiui mangano nuosėdos gali užkimšti vamzdžius. Vienintelis skirtumas yra tas, kad mangano užsikimšimą pašalinti daug sunkiau. Kartais manganas gali tapti dažais skalbimo metu ir sugadinti daiktus.

Mangano pašalinimas iš vandens

Mangano kiekis vandenyje nustatomas chemijos laboratorija. Išvaizda, kaip minėta pirmiau, šio veiksnio negalima nustatyti.

Oksidacija naudojama vandens valymui iš mangano. Su jo pagalba manganas iš neaktyvios dvivalentės formos paverčiamas tri- ir keturiavalene forma. Tada šis manganas nusėda kaip nuosėdos, kurias savo ruožtu saugiai pašalina filtras.

Druskų ir mangano jonų išgavimo iš vandens metodai:

1. Aeracija, po kurios atliekamas mechaninis filtravimas;

2. Reagento apdorojimas kalio permanganatu ir po to koaguliacija silpnos rūgštys pavyzdžiui, silicio rūgštis. Jis naudojamas esant didelėms teršalų koncentracijoms.

3. Atvirkštinis osmosas taikomas esant labai didelei mangano koncentracijai šaltinio vandenyje.

4. Filtravimas per sluoksnį, padengtą 4-valenčio mangano hidroksido sluoksniu.

Naudojant vandenį iš šulinio, kartais pastebima tamsių grūdelių išvaizda. Natūralu, kad kyla klausimas, ar tai gali pakenkti sveikatai ir ką daryti šioje situacijoje.

Ką daryti, jei vandenyje atsiranda juodų ar pilkų grūdelių?

Pastebimų grūdelių atsiradimas vandenyje, neįprastas kvapas ir spalvos pasikeitimas yra signalas apie kenksmingų priemaišų buvimą. Todėl visų pirma būtina iki minimumo sumažinti naudojamo vandens kiekį ir atlikti analizę. Galite tai padaryti privačioje laboratorijoje arba sanitarinėje stotyje. Priklausomai nuo analizės tipo, rezultato teks laukti 3-7 dienas.

Juodai pilki grūdeliai vandenyje dažniausiai signalizuoja, kad jame viršytas leistinas mangano kiekis. Geriamame vandenyje šis rodiklis neturi viršyti 0,1 mg / l. Požeminiuose šaltiniuose šis metalas lydi geležį ir savo savybėmis yra panašus į ją.

Kaip manganas veikia žmogaus organizmą

Žmonių sveikatai per didelė mangano koncentracija yra kenksminga. Be juodai pilkų grūdų, padidėjusio mangano kiekio rodiklis yra silpnas geltonas vandens atspalvis ir nemalonus poskonis. Be to, pastarasis pastebimas ir arbatoje ar kavoje, o ne tik neapdorotame vandenyje. Pagrindinis neigiamas vandens, kuriame yra daug kalcio, poveikis yra nervų sistemai. Pagal moksliniai tyrimai, vaikams, kurie nuolat vartojo manganą didelėmis dozėmis, mažėja intelektiniai gebėjimai.

Manganas taip pat turi žalingą poveikį kitiems organams. Pavyzdžiui, šį elementą apdoroja ir kaupia kepenys, o tai turi įtakos jų darbui. Manganas prasiskverbia į kaulus, žarnyną, inkstus, smegenis. Jei neužkirsite kelio mangano vartojimui didelėmis dozėmis, galiausiai tai sukels apsinuodijimą. Pagrindiniai to simptomai yra šie:

• Jėgos praradimas ir apatija;
• Galvos svaigimas ir galvos skausmai;
• Sumažėjęs apetitas;
• Nuolatinė nuotaikos kaita;
• Skausmas ir mėšlungis nugaroje.

Taip pat neigiamai veikia šildymo sistemą ir vandens vamzdžius. Jų paviršiuje susidaro apnašos, dėl kurių vanduo sunkiai nuteka. Laikui bėgant apnašos pradeda pleiskanoti. Būtent jie vandenyje pasirodo grūdų pavidalu.

Ką daryti, jei mangano koncentracija vandenyje padidėja

Dėl žalingo mangano poveikio žmonių sveikatai svarbu atsakingai žiūrėti į vandens valymą. Tinkama įranga parenkama atsižvelgiant į analizės rezultatus. Jų veikimo principas pagrįstas mangano oksidacija. Dėl to jis nusėda, o vėliau mechaniškai pašalinamas.

Valome vandenį iš mangano, filtrai ir kainos Permė

vardas	Galia m3/val	Garantija	Pasirinkimas	Kaina	Akcijos kaina -30%
Minkštiklis WS 0844	0,6	5 metai	Nemokamai	28 670	22 054
Minkštiklis WS 1044	1,1	5 metai	Nemokamai	35 411	27 239
Minkštiklis WS 1054	1,5	5 metai	Nemokamai	39 536	30 412
Minkštiklis WS 12	1,8	5 metai	Nemokamai	46 128	35 483
Minkštiklis WS 13	2,1	5 metai	Nemokamai	51 222	39 401
Minkštiklis WS 14	2,8	5 metai	Nemokamai	67 822	52 171

Atlaikyti privatus namas santechnika dabar nesunku – jei būtų laiko ir finansinių galimybių. Daugelis žmonių naudoja šulinius kaip vandens šaltinį. Na, jei pasiseks, o vanduo šulinyje atitinka sanitarinius ir kitus standartus. O jei ne, ir jame yra kenksmingų cheminių medžiagų? Tas pats manganas randamas vandenyje nėra toks retas. O jei jo koncentracija per didelė, vandenį reikia išvalyti. Šiandien mes kalbėsime apie tai, kaip tai padaryti geriau.

Iš šio straipsnio sužinosite:

Kaip padidėjęs mangano kiekis vandenyje veikia žmogaus organizmą

Kodėl manganas pavojingas vandenyje ir kokie yra jo kiekio standartai

Kaip nustatyti manganą vandenyje

Kokie metodai naudojami vandens valymui iš mangano

Kokie filtrai naudojami vandens valymui iš mangano

Kokį poveikį žmogaus organizmui daro vandenyje esantis manganas

Žmonės manganą naudoti savo reikmėms išmoko labai seniai. Kitas gamtininkas iš senovės Roma Plinijus Vyresnysis rašė apie magnetinės geležies rūdos rūšį, kuri gali būti naudojama stiklui pašviesinti. Galbūt Plinijus būtų nuėjęs toliau savo tyrimuose, tačiau jis mirė per Vezuvijaus išsiveržimą. XVI amžiuje garsus alchemikas Albertas Didysis šį mineralą pavadino magnezija. Ir tik XVIII amžiaus pabaigoje švedų mokslininkas Karlas Schelle nustatė, kad magnezija neturi nieko bendra su magnetine geležies rūda, o yra nežinomo metalo junginys. Pirmąjį metalinį manganą 1774 m. gavo Schelle draugas chemikas Johanas Gottliebas Gannas.

Manganas yra labai dažnas elementas, pagal gausumą planetoje užimantis keturioliktą vietą. Jis yra pažodžiui visur: žemėje, vandenyje, augaluose ir gyvūnuose. Mangano savybės yra tokios, kad jį galima naudoti labai įvairiose gyvenimo srityse – nuo ​​pramonės iki medicinos. Net ir kasdieniame gyvenime mangano naudojimas nėra neįprastas dalykas.

Mangano žmogaus organizme labai mažai, mikroskopinis kiekis, tačiau jo svarbą sunku pervertinti. Pavyzdžiui, be mangano negalėtume pasisavinti vitamino B1, atsakingo už organizmo nervų ir virškinimo sistemų veiklą. Netgi normali širdies veikla priklauso nuo B1, taigi ir nuo mangano. Vartojant jo nepakankamai, padidėja rizika susirgti diabetu. Taip pat šis mikroelementas padeda normaliai vystytis skeleto sistemai.

Negalime apsieiti be tam tikros mangano dozės organizme. Ir šį skaičių jau seniai apskaičiavo medicinos mokslininkai:

Norma per dieną suaugusiam yra iki 5 mg;

Vaikui iki 15 metų - 2 mg;

Vaikui iki metų - 1 mg.

Tačiau, kaip sakė Hipokratas: „Viskas yra vaistas, o viskas yra nuodai – viskas priklauso nuo dozės“. Tas pats su manganu. Didelis šio mikroelemento kiekis organizme žmogui nieko gero neatneš. Jei mangano kiekis viršijamas aštuonis kartus, sutrinka smegenų funkcijos. Pavojingiausias yra sistemingas apsinuodijimas manganu.

Kaip manganas atsiranda natūraliuose vandenyse

Šiandien nėra tiek daug saugaus geriamojo vandens šaltinių. Paprastai bet koks natūralus vanduo turi būti išvalytas, o tai ir daro vandens valymo įrenginiai. Kai kuriose mūsų šalies vietose dirvožemyje ypač gausu mangano druskų, o šiose vietovėse naudojant vandenį iš požeminių šaltinių, iškyla atitinkama problema. Mangano perteklius iš vandens turi būti pašalintas, kad būtų išsaugota žmonių sveikata.

Manganas nėra dažnai randamas gryna forma, tačiau jis yra jo dalis didelis skaičius mineralai. Kai kuriose rūgštinėse ir geležies rūdose taip pat yra mangano. Atrodytų, ką tai turi bendro su vandens šaltiniais, kaip manganas patenka į juos? Yra du pagrindiniai būdai:

Natūralus. Manganą vanduo išplauna iš jo turinčių mineralų. Taip pat labai dideliais kiekiais į vandenį gali patekti iš suirusių vandens gyvūnų ir augalų organizmų (ypač melsvai žalių).

Žmogaus sukurtas. Tai chemijos įmonių ir metalurgijos įmonių atliekos, išleidžiamos į vandens telkinius. Kai kuriose žemės ūkio trąšose taip pat yra mangano, kuris vėliau patenka į vandenį.

Ar dėl to vandenyje yra daug mangano? Daug kas priklauso nuo vietovės ir nuo to, koks vanduo turimas galvoje. Mažiausiai iš visų jūros vandenys- apie du mikrogramus kubiniame decimetre. Upėje - nuo 1 iki 160 mkg. Tačiau absoliutus čempionas čia yra požeminis vanduo. Juose gali būti šimtai ar net tūkstančiai mikrogramų viename kubiniame decimetre. Gana dažnai manganas randamas vandenyje kartu su geležimi, nors jo koncentracija mažesnė.

Mangano kiekis vandenyje nėra pastovus, kinta priklausomai nuo sezono. Žiemą ir vasarą sunkiųjų metalų kiekis vandens telkiniuose yra didesnis dėl stovinčio vandens. Tačiau pavasarį ir rudenį situacija yra visiškai priešinga. Yra ir kitų veiksnių, turinčių įtakos mangano kiekiui geriamajame vandenyje. Pavyzdžiui:

Temperatūra;

deguonies kiekis;

pH ( pH vertė);

Kaip aktyviai vandens organizmai pasisavina arba, atvirkščiai, išskiria manganą;

Ar rezervuarai yra prijungti prie vietinių ežerų ar upių;

Mangano kiekis, patekęs į kanalizaciją ir kt.

Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, mangano kiekis vandenyje neturėtų viršyti 0,05 miligramo litre. Deja, jų laikomasi ne visur. Pavyzdžiui, JAV mangano kiekis kai kur dešimt kartų viršija leistiną normą. Rusijoje nustatyta geriamojo vandens norma yra ne didesnė kaip 0,1 miligramo litre. Tačiau tas pats skaičius aktualus ir buitiniam vandeniui.

Kas kelia grėsmę mangano pertekliui vandenyje

Kai vandenyje per daug mangano, tai kenkia ne tik žmonių sveikatai. Nukenčia ir daug chemikalams atsparesnė buitinė technika ir net vandentiekio sistema.

Mangano įtaka vandentiekio sistemai ir buitinei technikai:

Dėl mangano nuosėdų prastėja vandens vamzdžių pralaidumas, trumpėja jų tarnavimo laikas.

Tas pats pasakytina ir apie šildymo sistemą: mangano nuosėdos vamzdžiuose sumažina šilumos perdavimą.

Vamzdžiai gali visiškai užsikimšti – mangano bakterijų „dėka“. Viskas vyksta taip pat, kaip ir geležies bakterijų veikimo atveju.

Didelis mangano kiekis vandenyje kenkia elektros prietaisams. Masteles virdulyje arba Skalbimo mašina dažnai susidaro tik dėl šios medžiagos.

Jei ant vandentiekio ar buitinių prietaisų atsiranda juodų dėmių, tai gali būti požymis, kad mangano kiekis vandenyje yra per didelis.

Žmogaus sveikata yra daug trapesnė nei buitinė technika. Štai kodėl naudojamas vanduo turi būti atidžiai stebimas. Jei staiga šalia vandens atsiranda šiek tiek gelsvas atspalvis ir jis tampa nemalonaus skonio ne tik savaime, bet net arbatoje ar kavoje, tai yra tikras ženklas, kad mangano koncentracija jame yra neleistinai didelė.

Kas iš tikrųjų yra pavojingas mangano perteklius žmogaus organizme? Visų pirma, neigiamas poveikis nervų sistemai. Vaikams tai ypač pavojinga. Tyrimai parodė, kad didelė mangano koncentracija vaiko organizme gali paveikti jo intelektinius gebėjimus.

Jei metalo koncentracija organizme per didelė, gali pasireikšti bendras apsinuodijimas. Pagrindiniai simptomai tai toks:

Sumažėja žmogaus apetitas;

Galvos skausmas ir galvos svaigimas;

Yra mėšlungis, nugaros skausmai;

Yra nuotaikų kaita;

Pacientas turi bendrą suirimą ir apatiją.

Jei nuolat geriate vandenį, kuriame yra didelė mangano koncentracija, tada:

Gali pablogėti skeleto būklė;

Galima sumažinti raumenų tonusą, net išsivystyti raumenų atrofija;

Neatmetama alergijos atsiradimas;

Gali būti pažeisti inkstai, kepenys, plonoji žarna ir net smegenys;

Yra didelė rizika susirgti vėžiu ir Parkinsono liga.

Kodėl didelis mangano kiekis vandenyje pavojingas žmogaus nervų sistemai

Manganas yra Sunkusis metalas, kuri linkusi palaipsniui kauptis organizme. Nuolat naudojant vandenį, kuriame yra per didelė mangano koncentracija, anksčiau ar vėliau nukentės žmogaus nervų sistema. Čia galite pasirinkti trys ligos etapai:

Pirmajame etape nervų sistemos sutrikimai yra funkcinio pobūdžio. Žmogus greičiau pavargsta, jis periodiškai ar net nuolat nori miego. Silpsta rankos ir kojos, atsiranda vegetacinės distonijos simptomų. Yra padidėjęs prakaitavimas ir seilėtekis. Priešingai, veido raumenys gali susilpnėti, o tai neišvengiamai paveiks veido išraiškas. Taip pat sumažėja raumenų tonusas, jaučiamas rankų ar kojų tirpimas.

Keičiasi ir tokio paciento protinė veikla, nors tai ne visada pastebi pašaliniam stebėtojui. Tai išreiškiama šiais terminais:

Tokio paciento interesų sritis tampa labiau ribota;

Sumažėja ir aktyvumas;

Asociatyvaus mąstymo gebėjimas yra blankus;

Atmintis susilpnėja.

Svarbu, kad pacientas negali tinkamai įvertinti savo būklės. Todėl židininius neurologinius intoksikacijos simptomus gana sunku diagnozuoti net specialistui. Tokiu atveju, jei ligos priežastis nėra laiku nustatyta (būtent didelė mangano koncentracija organizme), galima pradėti ligą. Tada žala gali tapti negrįžtama.

Antroje ligos stadijoje sustiprėja toksinės encefalopatijos simptomai. Būtent:

Žmogus darosi vis apatiškesnis;

Jis vis labiau mieguistas;

Bendras silpnumas progresuoja, darbingumas mažėja;

Mnestinis-intelektinis defektas gilėja;

Yra ekstrapiramidinio nepakankamumo požymių: judesių lėtėjimas, veido mimikos susilpnėjimas, nevalingas raumenų susitraukimas ir kt.

Be to, sutrinka endokrininių liaukų veikla, ryškėja galūnių tirpimo požymiai. Antrasis ligos etapas yra labai pavojingas. Faktas yra tas, kad net ir nustačius ligos priežastį ir nebėra kontakto su manganu, procesas tuo nesibaigia. Be to, dar keletą metų jis tik vystysis. Galiausiai bus galima sustabdyti ligą, tačiau greičiausiai nepavyks pasiekti galutinio pasveikimo.

Paskutinei apsinuodijimo stadijai – mangano parkinsonizmui – būdingi sunkūs motorinių funkcijų sutrikimai. Pacientui:

Tarimas sulaužytas;

Kalba tampa monotoniška, rašysena tampa neaiški;

Veidas panašus į kaukę;

Labai mažas fizinis aktyvumas;

Spastinė-paretinė eisena (žmogus vaikščiodamas per plačiai išskėsto kojas, siūbuoja iš vienos pusės į kitą);

Pėdų parezė – kai einant pėda gali „tempti“ žeme.

Be to, atsiranda nevalingi pernelyg dideli raumenų judesiai – daugiausia kojose. Kartais, priešingai, raumenų tonusas gerokai sumažėja. Keičiasi ir paciento mentalitetas. Manganu apsinuodiję žmonės patiria apatiją arba, atvirkščiai, yra pernelyg patenkinti ir net euforiški. Galimas neprotingas juokas ar verksmas. Dažnai žmogus nesupranta, kad serga, arba mano, kad jo liga nėra rimta. Mnestinis-intelektinis defektas progresuoja. Ligonis blogai nustato laiką, prastėja atmintis, kyla problemų tiek profesinėje, tiek visuomeninėje veikloje.

Pasekmės, kaip matote, yra labai sunkios. Štai kodėl taip svarbu laiku nustatyti ligos priežastį. O jei tai didelė mangano koncentracija vandenyje, reikia nedelsiant imtis veiksmų. Reikėtų atminti: žmogaus organizmas mangano gauna ne tik valgydamas „blogame“ vandenyje virtą maistą. Tokiu atveju net tik valytis dantis ar prausti veidą užterštu vandeniu yra labai pavojinga.

Norėdami išvalyti vandenį iš mangano, naudokite

Kaip nustatyti mangano kiekį vandenyje

Neatsitiktinai manganas vadinamas amžinas palydovas liauka. Jei jūsų naudojamame vandenyje yra geležies, jame yra ir mangano. Bet ne atvirkščiai. Net jei vandenyje nėra geležies, gali būti mangano. Jau kalbėjome apie šio elemento pertekliaus pasekmes žmogaus organizme. Todėl vanduo iš mangano turi būti išvalytas.

Kaip neatlikus specialios cheminės analizės pastebėti, kad vandenyje yra didelė mangano koncentracija? Yra keletas ženklų, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį:

Vanduo tampa drumstas ir tamsus, jei jame yra mangano junginių;

Pastebėkite kvapą. Jei jums tai atrodo neįprasta, tai jau yra nerimą keliantis ženklas;

Jei vanduo paliekamas stovėti, juodos nuosėdos nukris ant indo dugno;

Kai vandenyje daug mangano, tai po ilgo kontakto su juo rankos ir nagai tikrai pajuoduos.

Ir tai dar ne visi ženklai. Jei toks vanduo užvirinamas, ant indų liks juoda danga. Vanduo, kuriame yra daug mangano, turi ne tik keistą kvapą, bet ir nemalonų sutraukiantį skonį. Tamsios dėmės ant vandentiekio, nuosėdos vandens vamzdžiuose ar net visiškas jų užsikimšimas taip pat yra šio elemento „kaltė“. Ar jaučiate, kad butas tapo šaltesnis? Gali būti, kad šildymo sistemos viduje atsirado mangano nuosėdų, kurios apsunkina šilumos perdavimo procesą.

Bent vieno iš šių ženklų buvimas jau yra priežastis gerai pagalvoti. Tokiu atveju būtina nedelsiant apriboti vandens vartojimą, jei jame gali būti mangano. Ir būtinai atlikite analizę susisiekę su sanitarijos punktu arba privačia laboratorija. Rezultatai jums bus pateikti maždaug per 3-7 dienas.

Kaip vanduo valomas iš mangano

Pirmiausia ekspertai atlieka vandens analizę mangano koncentracijai nustatyti ir tik po to pasirenka labiausiai tinkamas būdas jo valymas.

Sausumos uolienose esantis manganas dažniausiai yra druskos pavidalu, kuris gerai tirpsta vandenyje. Todėl, norint išvalyti vandenį iš mangano, būtina įsitikinti, kad šis elementas nustoja tirpti. Čia atsiranda chemija. Dvivalentis manganas oksidacijos būdu paverčiamas tri- arba keturiavalenčiu manganu. Mangano hidroksidai, kurių valentingumas 2 ir 3, beveik netirpsta vandenyje.

Yra keli mangano oksidavimo būdai:

Naudojant stiprius oksiduojančius agentus, kurie padidina terpės redokso potencialą. Esant šiai vertei, vandens pH nereguliuojamas.

Silpni oksidatoriai naudojami kartu didinant vandens pH vertę.

Padidinkite vandens pH vertę, kartu naudodami stiprius oksidatorius.

Dvivalentis manganas paverčiamas keturiavalenčiu mangano hidroksidu ir nusėda ant filtrų. Be to, jis pats virsta katalizatoriumi, kuris ištirpusio deguonies pagalba pagreitina vandenyje likusio dvivalenčio mangano oksidacijos procesą.

Mangano pašalinimo iš vandens metodai

Mangano aeracija

Šis metodas yra labai prieinamas, todėl yra labiausiai paplitęs. Atliekamas rimtas mangano aeravimas, tada filtravimas. Pirmiausia iš vandens vakuume išskiriamas laisvas anglies dioksidas, dėl kurio pH padidėja iki 8,0–8,5 vienetų. Po to ateina filtro eilė. Jis naudojamas kaip granuliuotas užpildas, pavyzdžiui, kvarcinis smėlis.

Tačiau šis metodas tinka ne visais atvejais. Jis nenaudojamas, jei vandens oksidacija permanganatu yra didesnė nei 9,5 mgO2 / l. Norint naudoti šį metodą, vandenyje turi būti geležies, kuri oksiduota virsta geležies hidroksidu. Savo ruožtu jis sugeria dvivalentį manganą ir jį oksiduoja. Kita sąlyga: griežto mangano ir juodosios geležies santykio laikymasis – septyni su vienu. Tačiau paskutinį tašką galima dirbtinai pakoreguoti į vandenį įpilant geležies sulfato.

katalizinė oksidacija

Keverialentis mangano hidroksidas (susidaro ant filtro paviršiaus dozavimo siurbliu) oksiduoja dvivalentį mangano oksidą. Po to gautas trivalentis oksidas ištirpusio deguonies pagalba oksiduojamas iki vandenyje netirpios būsenos.

Demanganavimas kalio permanganatu

Jis gali būti naudojamas tiek požeminiam, tiek išoriniam vandeniui valyti. Kalio permanganatas oksiduoja vandenyje ištirpusį manganą, paversdamas jį oksidu, kuris vandenyje tirpsta daug prasčiau. Mangano oksidas, savo ruožtu, yra geras dvivalenčio mangano tirpinimo katalizatorius. Norint atsikratyti 1 mg pastarojo, reikia 1,92 mg kalio permanganato. Esant tokiam santykiui, bus oksiduota 97 procentai dvivalenčio mangano.

Po to vanduo turi būti filtruojamas naudojant specialų koaguliantą, tada papildomai naudojamas smėlio užpildas. Kartais naudojama ir ultrafiltravimo įranga.

Oksiduojančių reagentų įvedimas

Manganui oksiduoti vandenyje naudojami įvairūs reagentai. Tačiau dažniausiai tai yra chloras, jo dioksidas, natrio hipochloritas ir ozonas. Labai svarbu atsižvelgti į vandens pH lygį. Jei chloro įpilama į vandenį, kurio pH yra ne mažesnis kaip 8,0–8,5, gero efekto teks palaukti apie pusantros valandos. Natrio hipochloritas veikia tuo pačiu metu. Dažnai apdorotą vandenį reikia šarminti. Tai daroma tais atvejais, kai deguonis veikia kaip oksidatorius, o vandens pH nesiekia 7 vienetų.

Skaičiavimai rodo, kad dvivalenčiam manganui paversti keturiavalenčiu, vienam mg mangano reikia paimti 1,3 mg reagento medžiagos. Bet tai yra tik teorija; praktiškai paprastai reikia daug daugiau oksidatoriaus.

Chloro dioksidas arba ozonas, apdorojamas vandeniu, veikia daug greičiau – tik apie ketvirtį valandos. Tiesa, tik jei vandens pH yra 6,5–7,0 vnt. Pagal stechiometrinius skaičiavimus, 1,35 mg chloro dioksido arba 1,45 mg ozono atiteks 1 mg dvivalenčio mangano. Tačiau vėlgi, ozono reikės daugiau nei atliekant teorinius skaičiavimus. Taip atsitinka todėl, kad ozonavimo procese mangano oksidai skaido ozoną.

Apskritai, yra keletas priežasčių, kodėl reikia daugiau reagentų, nei nurodyta skaičiavimuose. Daugelis veiksnių turi įtakos mangano oksidacijos procesui vandenyje. Pavyzdžiui, tai yra vandens pH lygis, organinių medžiagų buvimas jame, naudojamų reagentų trukmė. Daug kas priklauso nuo proceso metu naudojamos įrangos. Praktika rodo, kad kalio permanganato paprastai reikia vartoti 1-6 kartus daugiau, ozono - 1,5-5 kartus, o chloro oksido gali prireikti net 1,5-10 kartų daugiau.

Jonų mainai

Jonų mainai apima vandens vandenilio arba natrio katijonizavimą. Norint efektyviai pašalinti vandenyje ištirpusias mangano druskas, ją reikia apdoroti dviem jonų mainų medžiagos sluoksniais. Tam naudojamos dvi dervos: katijonų mainų derva su H+ vandenilio jonais ir anijonų mainų derva su hidroksilo jonais OH-. Jie naudojami vienu metu ir nuosekliai. Šis dervų mišinys pakeičia vandenyje tirpias druskas hidroksido OH- ir vandenilio H+ jonais. Sujungus šiuos jonus, gaunamos įprasčiausios vandens molekulės be druskos.

Šiuo metu šis vandens pašalinimo iš mangano ir geležies priemaišų būdas yra perspektyviausias. Svarbiausia jame pasirinkti tinkamą jonų mainų dervų derinį.

Distiliavimas

Šis metodas pagrįstas vandens pavertimu garu su vėlesne jo koncentracija. Visi žinome, kad vandens virimo temperatūra yra 100°C. Bet tai nereiškia, kad taip bus ir kitoms medžiagoms. Šis vandens valymo iš mangano metodas pagrįstas virimo taškų skirtumu. Tyras vanduo pirmiausia užverda ir virsta garais. Kiti elementai išgaruoja tik po to, kai didžioji dalis vandens užvirsta. Taip gauname gryną, be priemaišų vandenį. Technologija paprasta ir visiems suprantama, tačiau daug energijos sunaudojanti.

Filtrai vandens valymui iš mangano

Šiuo atveju filtrus pasirinkti nėra taip paprasta. Čia reikia veikti pagal sistemą. Pirmiausia nustatykite vandens, kurį reikia išvalyti iš mangano, sudėtį. Antra, paskirti minimalūs reikalavimai vandens kokybei po jo filtravimo. Trečia, renkantis valymo sistemą, reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:

dėl vandens pH lygio;

Deguonies kiekis vandenyje arba anglies dvideginis;

Ar vandenyje yra amoniako arba vandenilio sulfido;

Taip pat svarbios vandens tiekimo charakteristikos: jo veikimas ir vandens slėgis.

Po to galite pereiti prie filtro medžiagos pasirinkimo vandeniui iš mangano valyti. Yra keletas iš jų, kurie yra populiariausi.

SUPERFEROKSAS

SUPERFEROKS filtravimo medžiaga skirta pašalinti vandenyje ištirpusius geležies ir mangano jonus, taip pat sumažinti vandens drumstumą ir spalvą. Filtravimo terpės pagrindas yra patvari natūrali medžiaga „rožinis smėlis“, kurio paviršiuje yra nusodinta katalizinė plėvelė, kurią sudaro didesni oksidai mangano. SUPERFEROKS veikimas grindžiamas 2 principais: sorbcija (dėl porėtos medžiagos struktūros) ir katalizine oksidacija. Filtruojant vandenį, katalizinėje plėvelėje esantys mangano oksidai pagreitina juodosios geležies oksidacijos procesą į geležies geležį ir susidaro atitinkamas hidroksidas. Dėl medžiagos struktūros poringumo tiek SUPERFEROX grūdelių paviršiuje, tiek jo porų viduje susidaro geležies hidroksidas, todėl padidėja nešvarumų talpa ir pagreitėja vandens geležies šalinimo procesas. Susidaręs geležies hidroksidas gali kataliziškai oksiduoti dvivalentį manganą, sudarydamas praktiškai netirpius hidroksidus Mn(OH)3 ir Mn(OH)4. Išnaudojus filtro išteklius, norint atstatyti filtravimo terpės savybes, reikia regeneruoti įrenginį atvirkštiniu šaltinio arba išvalyto vandens srautu (efektyviau vandens-oro mišiniu).

Ferosoft B

Daugiakomponentė jonų mainų apkrova FeroSoft skirta visapusiškam vandens valymo sistemų problemų sprendimui. Šią apkrovą sudaro kelios skirtingos granuliometrinės sudėties jonų mainų dervos, kurios leidžia efektyviai pašalinti kietumo druskas (Ca2+ ir Mg2+), geležies priemaišas (Fe3+ ir Fe2+), manganą (Mn2+), organiniai junginiai. Atsisiuntimas skirtas išspręsti dažniausiai pasitaikančias problemas geriamas vanduo, labiausiai tinka naudoti kaimo namų ir kotedžų vandens valymo sistemose.

Kur įsigyti filtrus vandens valymui iš mangano

Nepasirengusiam žmogui sunku savarankiškai pasirinkti tinkamą vandens valymo filtrą. Laimei, tam yra specialistų.

Biokit dirba profesionalai, padedantys išsirinkti geriausią variantą. Be to, nėra esminio skirtumo, taip jau yra esama sistema vandens valymas, arba jis dar tik projektavimo stadijoje. Optimalus sprendimas bus pagrįstas pateiktais duomenimis.

„Biokit“ taip pat siūlo platų atvirkštinio osmoso sistemų, vandens filtrų ir kitos įrangos asortimentą, galintį atkurti natūralias vandentiekio vandens savybes.

Mūsų specialistai pasiruošę Jums padėti:

Prijunkite filtravimo sistemą patys;

Išmanyti vandens filtrų pasirinkimo procesą;

Pasiimti atsargines medžiagas;

Trikčių šalinimas arba problemų sprendimas pasitelkiant specialistus montuotojus;

Raskite atsakymus į savo klausimus telefonu.

Patikėkite vandens valymo sistemas iš Biokit – tegul jūsų šeima būna sveika!