Mangán sa zvyčajne priraďuje do skupiny ťažkých kovov, táto látka nie je taká rozšírená ako železo, ale je celkom bežná a svojimi vlastnosťami sa podobá železu samotnému. V dôsledku zvýšeného obsahu mangánu vo vode sa usadeniny tohto kovu začínajú hromadiť na vnútorných povrchoch vodovodných potrubí a zariadení na ohrev vody, čo môže následne spôsobiť zablokovanie a zhoršenie procesov prenosu tepla, takže by ste mali myslieť o kvalite. Okrem toho takáto voda zanecháva nezmazateľné stopy na inštalatérskych zariadeniach. Za zmienku tiež stojí, že to nie je všetko zlé, čo môže spôsobiť kvapalina s vysokou koncentráciou mangánu, pretože mangán v pitná voda je jedným z hlavných dôvodov jeho nepríjemnej chuti, navyše použitie takejto tekutiny na uhasenie smädu a varenie negatívne ovplyvňuje stav ľudského tela. Nedávne štúdie ukázali, že pitie vody, ktorá je nadmerne obohatená o mangán, vedie k zníženiu intelektuálnych schopností u detí. Neustále používanie pitnej vody, v ktorej koncentrácia mangánu presahuje 0,1 mg / l, môže vyvolať výskyt závažných ochorení kostrového systému.
BWT riešenia na odstránenie vodného železa:
Treba poznamenať, že dnes je problém vysokého obsahu mangánu v pitnej a vodovodnej vode takmer taký akútny ako problém vody s vysokou koncentráciou železa. Z tohto dôvodu v mnohých moderných štátoch, vrátane Ruská federácia, je jednou z hlavných úloh úpravy vody. Napriek tomu mnohí ľudia inštalujú do svojich domovov a bytov ďalšie filtračné systémy, aby získali optimálne zloženie kvapaliny, ktoré je pre normálnu existenciu všetkých živých organizmov nevyhnutné.
Ak je prekročená povolená koncentrácia mangánu vo vode z vodovodu alebo pitnej vody, kvapalina získa žltkastý odtieň a nepríjemnú sťahujúcu chuť. Pitie takejto vody je nielen nepríjemné pre pachuť, ale aj zdraviu nebezpečné. Áno, vyšší obsah mangán v pitnej vode hrozí chorobami pečene, v ktorých sa tento kov hlavne koncentruje. Okrem toho mangán, konzumovaný s vodou, má schopnosť prenikať do tenkého čreva, kostí, obličiek, žliaz s vnútornou sekréciou a dokonca pôsobiť aj na mozog. Je dôležité vedieť, že v dôsledku neustáleho používania pitnej vody, v ktorej je prekročený obsah tohto chemického prvku, môže začať chronická otrava týmto zdraviu nebezpečným kovom. Otrava je buď neurologická alebo pľúcna. V prípade neurologickej formy otravy sa u pacienta môžu vyskytnúť nasledujúce príznaky:
- Úplná ľahostajnosť k udalostiam odohrávajúcim sa okolo;
- ospalosť;
- Strata chuti do jedla;
- závraty;
- Silné bolesti hlavy.
Ak bola otrava mimoriadne silná, nie je vylúčená strata koordinácie pohybov, kŕče, bolesti chrbta, prudká zmena nálady. Ľudia, ktorí sa otrávia mangánom, môžu náhle prepuknúť v slzy alebo naopak prepuknúť v smiech. K všetkému vyššie uvedenému sa pridáva zvýšený tonus tvárových svalov, ktorý spôsobuje zmenu výrazu tváre pacienta. Takže to mangán v pitnej vode mimoriadne nebezpečné pre zdravie ľudského tela.
Všetko vyššie uvedené umožňuje bez tieňa pochybností vyhlásiť potrebu čistenia pitnej a bežnej vody z vodovodu, ak koncentrácia mangánu prekročí prípustné limity, alebo skôr 0,1 mg / l. Navyše v niektorých krajinách maximálna koncentrácia mangánu nepresahuje 0,05 mg / l - táto látka sa považuje za nebezpečnú. Vo všeobecnosti sú všetky v súčasnosti existujúce metódy a čistenie vody od mangánu redukované na nasledujúci princíp. Spočiatku sa dvojmocný mangán oxiduje (v tejto forme sa z prírodných zdrojov dostáva do vodovodných komunikačných systémov) na troj- a štvormocný mangán. Oxidovaný štvormocný mangán v dôsledku reakcie s určitou látkou vytvára nerozpustnú zrazeninu, ktorá sa odstraňuje mechanickými filtrami. Oxidy, hydroxidy alebo soli kyselín môžu pôsobiť ako nerozpustná zrazenina; typ precipitátu závisí predovšetkým od typu použitého činidla a zvolenej metódy.
V studničnej vode. Spravidla sa nachádza vo vode obsahujúcej železo, ktorej zdrojom sú nádrže, rieka, more, podzemná voda.
Ako sa mangán dostane do vody?
Prírodný mangán sa do povrchových vôd dostáva v procese vylúhovania minerálov vrátane mangánu (manganity, pyrolusity a iné), ako aj v dôsledku rozkladu rastlín a vodných organizmov. Zlúčeniny mangánu vstupujú do vodných útvarov s odpadovými vodami z podnikov chemického priemyslu a hutníckych závodov. Obsah mangánu v riečnych vodách sa pohybuje od 1 do 160 mcg/dm3, v morských vodách - do 2 mcg/dm3, v podzemných vodách - od stoviek až po tisíce mcg/dm3.
V prírodných vodách dochádza k migrácii mangánu v rôznych formách: komplexné zlúčeniny so síranmi a hydrogénuhličitanmi, koloidné, iónové - v povrchové vody dochádza k prechodu na vysokomocné oxidy, vyzrážané, komplexné zlúčeniny s organickými látkami ( organické kyseliny, amíny, humínové látky a aminokyseliny), sorbované zlúčeniny - suspenzie minerálov s obsahom mangánu vyplavované vodami.
Rovnováha a formy obsahu mangánu vo vode sú určené teplotou, obsahom kyslíka, pH, absorpciou, uvoľňovaním vodnými organizmami a podzemným odtokom.
Pre mangán sú charakteristické sezónne výkyvy koncentrácie. Na hladinu voľného mangánu v roztoku vplýva veľa faktorov – prítomnosť fotosyntetických organizmov, prepojenie jazier a riek s nádržami, rozklad biomasy (odumreté rastliny a organizmy), aeróbne podmienky.
Prečo je mangán nebezpečný?
Zvýšené koncentrácie mangánu vo vode sú indikované čiernymi škvrnami a škvrnami na domácich spotrebičoch a inštalatérstve. Mangán je mimoriadne toxický prvok, ktorý má škodlivý vplyv na nervový a obehový systém. Nadbytočný kov môže preniknúť do obličiek, žliaz s vnútornou sekréciou, tenkého čreva, kostí, mozgu a vyvolať narušenie endokrinného systému, pankreasu, ako aj zvýšiť riziko vzniku rakoviny a Parkinsonovej choroby. Klinická manifestácia chronickej otravy mangánom môže mať pľúcnu a neurologickú formu.
Pri vystavení nervový systém Existujú tri štádiá ochorenia:
- Prvý stupeň je charakterizovaný prevahou funkčných porúch nervového systému, ktoré sa prejavujú zvýšenou únavou, ospalosťou, prítomnosťou parestézie a postupným znižovaním sily v končatinách, príznakmi autonómnej dystónie, zvýšeným slinením a potením. Pri objektívnom vyšetrení možno zistiť svalovú hypotenziu, miernu hypomimiu (oslabenie výrazových pohybov tvárových svalov), revitalizáciu šľachových reflexov, periférne autonómne poruchy, distálnu hypestéziu. Zmeny v duševnej aktivite sa považujú za typické pre túto fázu intoxikácie: zúženie okruhu záujmov, zníženie aktivity, nedostatok sťažností, oslabenie asociačných procesov, zníženie pamäti a kritika choroby. Po zmenách v psychike sa spravidla pozorujú fokálne neurologické príznaky intoxikácie, ale vzhľadom na pokles kritiky pacientov voči ich vlastnému stavu sa takéto zmeny často nediagnostikujú včas. Pri pokračujúcom kontakte so zvýšenými koncentráciami mangánu sa môžu zvýšiť príznaky intoxikácie a proces predstavuje riziko, že sa stane nezvratným organickým charakterom.
- Druhé štádium je charakterizované nárastom symptómov toxickej encefalopatie, ako je mnesticko-intelektový defekt, ťažký astenický syndróm, ospalosť, apatia, neurologické príznaky extrapyramídovej nedostatočnosti: bradykinéza, hypomia, svalová dystónia so zvýšeným tonusom jednotlivé svalové skupiny, pro- a retropulzia. Príznaky polyneuritídy, slabosti, parestézie končatín sa zhoršujú. Dochádza aj k inhibícii funkcie nadobličiek, pohlavných žliaz a iných žliaz s vnútornou sekréciou. Ani prerušenie kontaktu s mangánom nezastaví vývoj tohto procesu, ktorý napreduje ešte niekoľko rokov. V tomto štádiu sa vo väčšine prípadov nepozoruje úplné zotavenie zdravia.
- Pre tretí stupeň intoxikácie, takzvaný mangánový parkinsonizmus, sú svedčiace hrubé poruchy pohybovej sféry: dyzartria, maskovanie tváre, monotónna reč, zhoršené písanie, výrazná hypokinéza, spasticko-paretická chôdza, hrubé pro- a retropulzie, paréza chodidiel. Dochádza k zvýšeniu svalového tonusu podľa extrapyramídového typu, v drvivej väčšine prípadov na nohách. Niekedy sa vyskytuje hypotenzia alebo svalová dystónia, polyneuritický typ hypestézie. Charakteristické sú aj rôzne duševné poruchy: pacienti sú spokojní, euforickí alebo apatickí. Môže sa vyskytnúť znížená alebo chýbajúca kritika vlastnej choroby, búrlivé emócie (smiech alebo plač). Vo veľkej miere sa prejavuje mnemotechnicko-intelektový defekt (ťažkosť s určením času, zábudlivosť, zhoršenie sociálnej, vrátane profesionálnej aktivity).
Vzhľadom na možnosť takýchto závažných následkov je dôležité včas zistiť prítomnosť prebytku mangánu vo vode, ktorú človek konzumuje a používa na vodné procedúry, čistenie zubov atď.
Najvyššie prípustné koncentrácie mangánu
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie sú od roku 1998 stanovené normy pre maximálny povolený obsah mangánu vo vode z vodovodu. Toto číslo je 0,05 mg/l. Zatiaľ čo v USA čísla dosahujú 0,5 mg/l. V súlade s ruskými hygienickými normami by úroveň maximálneho povoleného obsahu mangánu v pitnej vode nemala prekročiť 0,1 mg/l.
Nadmerný obsah mangánu znižuje organoleptické vlastnosti vody. Hladiny nad 0,1 mg/l spôsobujú nežiaducu chuť vody a škvrny na sanitárnej keramike. Mangán, ktorý sa hromadí vo vodovodnom potrubí, vyvoláva výskyt čiernej zrazeniny a v dôsledku toho zakalenú vodu.
Metódy eliminácie mangánu
Ak prítomnosť železa vo vode spravidla znamená prítomnosť mangánu, potom samotný mangán môže byť obsiahnutý vo vode aj v neprítomnosti prebytočného železa. Zároveň nemení chuť, farbu a vôňu vody. V niektorých prípadoch, keď sa mangán dostane do kontaktu s niečím, zostanú čierne alebo hnedé stopy, aj keď zostávajú jeho minimálne koncentrácie vo vode (v množstve 0,05 mg / l).
Najvyššia prípustná koncentrácia mangánu sa určuje z hľadiska jeho farbiacich vlastností. V závislosti od iónovej formy sa mangán odstraňuje iónovou výmenou, prevzdušňovaním a následnou filtráciou, katalytickou oxidáciou, reverznou osmózou alebo destiláciou. Mangán rozpustený vo vode oxiduje pomalšie ako železo, preto je ťažké ho z vody odstrániť. Plytké vody a povrchové studne obsahujú koloidné a organické zlúčeniny mangánu. V takýchto vodách sa nachádza nerozpustný hydroxid mangánu, takzvaná "čierna voda".
Na vnútorných stenách tepelne namáhaných prvkov a potrubí sa mangán ukladá ako čierny film, čo značne komplikuje potrebný prenos tepla v technologických procesoch.
Vo vode získanej z podzemné studne a prírodných rezervoároch je mangán v dvojmocnej forme. Je to čiastočne rozpustná forma, ktorá sa vyzráža len pri silnom zahriatí roztoku. Na uskutočnenie čistenia vody z mangánu je potrebné previesť ióny mangánu na tri- alebo štvormocnú formu. Mangán v ňom tvorí kyslé soli, hydroxidy, nerozpustné oxidy (v závislosti od činidla, ktorým sa mangán po oxidácii zráža).
Celkovo procesy čistenia vody spočívajú v oxidácii dvojmocného mangánu na troj-, štvormocný. Potom štvormocný mangán reaguje s kyslíkom alebo inou látkou, s ktorou vzniká nerozpustná zrazenina. A zrazenina je už mechanicky filtrovaná.
Prevzdušňovanie, po ktorom nasleduje filtrácia
Prevzdušňovanie v procese čistenia vody od mangánu sa vykonáva podobne ako bezreagenčné odželezňovanie vody: používa sa vákuová ejekčná aparatúra, pomocou ktorej sa voda nasýti kyslíkom, schopným oxidovať mangán na požadovanú mocnosť a následne sa prefiltruje. pomocou mechanických filtrov (piesok a iné).
Tento spôsob čistenia vody sa považuje za najhospodárnejší. Je však nemožné ho použiť vo všetkých prípadoch, pretože pre oxidáciu mangánu vzdušným kyslíkom musia byť splnené určité podmienky.
Tento spôsob čistenia je relevantný, keď je oxidovateľnosť manganistanu vodnej vody do 9,5 mg/l. Povinná je prítomnosť železnatého železa vo vode. V procese jeho oxidácie vzniká hydroxid železitý, ktorý adsorbuje dvojmocný mangán a katalyticky ho oxiduje. Koncentračný pomer / musí byť aspoň 7/1.
katalytická oxidácia
Katalytické procesy sa aktívne používajú v procese čistenia vody z mangánu. Pomocou dávkovacieho čerpadla sa na povrchu filtračného materiálu vytvorí vrstva hydroxidu štvormocného mangánu, ktorý je schopný oxidovať dvojmocný oxid mangánu na trojmocnú formu. Trojmocná forma oxidu sa oxiduje rozpusteným vzdušným kyslíkom na nerozpustnú formu, ktorá je tiež vystavená vysokým koncentráciám.
Reverzná osmóza
Na odstránenie mangánu z vody sa používajú metódy ako čistenie vody reverznou osmózou a zavádzanie oxidačných činidiel. Táto metóda sa používa, keď je koncentrácia mangánu v zdrojovej vode extrémne vysoká. Ako činidlo sa používajú silné oxidačné činidlá: chlór, jeho oxid, chlórnan sodný a ozón.
Demanganácia manganistanom draselným
Táto metóda je použiteľná pre podzemné aj povrchové vody. Zavedenie manganistanu draselného do vody vyvoláva oxidáciu rozpusteného mangánu s tvorbou mierne rozpustného oxidu mangánu v súlade s nasledujúcou rovnicou:
3 Mn2+ + 2 KMnO4 + 2 H2O = 5 MnO2↓ + 4 H+ (1)
Vyzrážaný oxid mangánu (vo forme vločiek) má vysoko rozvinutý špecifický povrch, približne 300 m2 na 1 g sedimentu. To naznačuje jeho vysoké sorpčné vlastnosti. Táto zrazenina je vynikajúcim katalyzátorom, pretože sa môže demanganizovať pri pH 8,5. Na zbavenie sa 1 mg dvojmocného mangánu je potrebných 1,92 m manganistanu draselného. Tento podiel predpokladá oxidáciu 97 % dvojmocného mangánu.
Ďalším stupňom čistenia vody je zavedenie koagulantu na odstránenie oxidačných produktov a prvkov prítomných vo vode vo forme suspenzie. Voda po koagulácii sa filtruje pomocou pieskového plniva. Okrem toho je možné použiť ultrafiltračné zariadenie.
Zavedenie oxidačných činidiel
Rýchlosť oxidácie mangánu ozónom, chlórnanom sodným, chlórom, oxidom chloričitým závisí od pH. Keď sa pridá chlór alebo chlórnan sodný, kompletný oxidačná reakcia pozorované pri pH od 8,0 do 8,5, v závislosti od trvania interakcie medzi oxidačným činidlom a vodou 60 až 90 minút. Zdrojovú vodu je často potrebné alkalizovať. Táto potreba vzniká, keď sa ako oxidačné činidlo používa kyslík a pH nepresahuje 7.
Teoreticky je potrebné na oxidáciu dvojmocného mangánu na štvormocný použiť 1,3 mg činidla na 1 mg mangánu. V praxi sú dávky zvyčajne vyššie.
Efektívnejšie je použiť oxid chloričitý alebo ozón. V tomto prípade bude oxidácia mangánu trvať 10-15 minút (za predpokladu pH 6,5-7,0). Podľa stechiometrie by mal byť podiel ozónu 1,45 mg (resp. oxidu chloričitého 1,35 mg) na 1 mg dvojmocného mangánu. Je dôležité počítať s tým, že pri ozonizácii sa bude ozón rozkladať oxidmi mangánu, takže jeho podiel by mal byť väčší ako v teoretickom výpočte.
Výmena iónov
Na čistenie vody týmto spôsobom sa vykonáva kationizácia vodíka alebo sodíka. Počas procesu čistenia sa voda upravuje v dvoch vrstvách iónomeničového materiálu, aby sa účinnejšie odstránili všetky rozpustené soli. Súčasne a postupne sa používa katexová živica s vodíkovými iónmi H+, ako aj aniónová výmenná živica s hydroxylovými iónmi OH-. Vzhľadom na to, že všetky vo vode rozpustné soli pozostávajú z aniónov a katiónov, zmes živíc v čistenej vode ich nahrádza hydroxylovými iónmi OH- a vodíkom H+. Nakoniec ako výsledok chemická reakcia kladné a záporné ióny sa spájajú a vytvárajú molekuly vody, to znamená, že prebieha proces odsoľovania vody.
Pri výbere viaczložkovej komplexnej kombinácie iónomeničových živíc, efektívnej a prijateľnej pre kvalitu vody s veľkým limitom parametrov, je táto metóda najsľubnejšia v boji proti mangánu a železu.
Destilácia
Táto metóda zahŕňa odparovanie vody, po ktorom nasleduje koncentrácia pary. Teplota varu molekúl vody je 100 stupňov Celzia. Ostatné látky majú rozdielne teploty varu. V dôsledku tohto rozdielu sa voda extrahuje. Čo vrie pri nižšej teplote, to sa vyparí ako prvé, čo sa vyparí pri vyššej teplote po vyvarení väčšiny vody. Výsledkom je voda bez nečistôt. Táto technológia je však dosť energeticky náročná.
Za obdobie od 25.4.2014 do 8.5.2014 bol v 2 vzorkách pitnej vody (studňa) zistený nadbytok mangánu a železa.
Mangán sa do prírodných vôd dostáva v dôsledku vylúhovania feromangánových rúd a iných pôdnych minerálov. Značné množstvo prichádza v procese rozkladu zvyškov vodných živočíchov a rastlinných organizmov.
Obsah mangánu v pramenitej vode podlieha sezónnym výkyvom.
MPC pre mangán v pitnej vode je 0,1 mg/dm3.
Mangán sa považuje za jeden z najčastejšie sa vyskytujúcich toxických prvkov v pramenitej vode a pri prekročení môže spôsobiť mnohé nežiaduce účinky na zdravie.
Ak sa v pitnej vode prekročí povolená koncentrácia mangánu, kvapalina získa žltkastý odtieň a nepríjemnú sťahujúcu chuť. Pitie takejto vody je nielen nepríjemné pre pachuť, ale aj zdraviu nebezpečné.
Zvýšený obsah mangánu v pitnej vode ohrozuje ochorenia pečene, v ktorých sa tento kov hlavne koncentruje. Okrem toho mangán, konzumovaný s vodou, má schopnosť prenikať do tenkého čreva, kostí, obličiek, vnútorných žliaz a pôsobiť na mozog. V dôsledku neustáleho používania pitnej vody, v ktorej je prekročený obsah tohto chemického prvku, môže začať chronická otrava týmto kovom. Otrava je buď neurologická alebo pľúcna. V prípade neurologickej formy otravy (pri prenikaní mangánu do tubulov nervových buniek je brzdený prechod nervových vzruchov) je pacient úplne ľahostajný k udalostiam okolo neho, ospalosť, nechutenstvo, závraty, a silné bolesti hlavy.
Otrava mangánom je veľmi ťažké diagnostikovať. Príznaky otravy mangánom sú vlastné mnohým chorobám. Obzvlášť nebezpečné je používanie vody s vysokou koncentráciou mangánu tehotnými ženami. Mentálne postihnuté deti sa veľmi často rodia ženám, ktoré počas tehotenstva konzumujú vodu s vysokou koncentráciou mangánu.
Koncentrácia železa vo vode podlieha výrazným sezónnym výkyvom.
MPC železa v pitnej vode je 0,3 mg/dm3.
Prekročenie MPC železa vo vode zvyšuje riziko infarktu, alergických reakcií, ochorení pečene a krvi.
Treba si uvedomiť, že vo všetkých podzemných a povrchových vodných zdrojoch je kvalita vody rozdielna. Okrem toho sa v každom vodnom zdroji, najmä povrchovej vode, časom mení charakter vody. Áno, maximálne organickej hmoty zvyčajne vidieť počas povodní.
S rastúcou urbanizáciou a priemyselná produkcia, chemizácia poľnohospodárstva, antropogénny faktor má stále väčší vplyv na celkovú vodnú ekológiu, t.j. faktor pri využívaní vody človekom.
Preto je v súčasnosti veľká potreba kontrolovať bezpečnosť a kvalitu spotrebovanej vody.
Chemicko-toxikologické štúdie musia vykonávať akreditované laboratóriá.
Vo federálnej štátnej inštitúcii „Centrálne výskumné a výrobné veterinárne rádiologické laboratórium“ na chemickom a toxikologickom oddelení prebieha stanovenie obsahu železa a mangánu vo vode (ale aj radu ďalších prvkov, ako je hliník, striebro, nikel, vápnika, horčíka, chrómu, sodíka, kremíka, kadmia, arzénu, olova, kobaltu, niklu atď.) sa vykonáva atómovou emisnou spektrometriou s indukčne viazanou argónovou plazmou na modernom prístroji Optima 7300DV.
Ťažké kovy sú veľmi nebezpečné toxické látky. V súčasnosti je sledovanie hladín rôznych takýchto látok obzvlášť dôležité v priemyselných a mestských oblastiach.
Hoci každý vie, čo sú ťažké kovy, nie každý vie, ktoré chemické prvky ešte patria do tejto kategórie. Existuje mnoho kritérií, podľa ktorých rôzni vedci definujú ťažké kovy: toxicita, hustota, atómová hmotnosť, biochemické a geochemické cykly, distribúcia v prírode. Podľa jedného kritéria medzi ťažké kovy patrí arzén (metaloid) a bizmut (krehký kov).
Všeobecné fakty o ťažkých kovoch
Je známych viac ako 40 prvkov, ktoré sú klasifikované ako ťažké kovy. Oni majú atómová hmotnosť viac ako 50 a.u. Aj keď sa to môže zdať zvláštne, práve tieto prvky sú vysoko toxické aj pri nízkej kumulácii pre živé organizmy. V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo…Pb, Hg, U, Th… všetky patria do tejto kategórie. Aj napriek ich toxicite sú mnohé z nich dôležité stopové prvky iné ako kadmium, ortuť, olovo a bizmut, pre ktoré nebola nájdená žiadna biologická úloha.
Podľa inej klasifikácie (konkrétne N. Reimers) sú ťažké kovy prvky, ktoré majú hustotu väčšiu ako 8 g / cm3. Teda bude menej týchto prvkov: Pb, Zn, Bi, Sn, Cd, Cu, Ni, Co, Sb.
Teoreticky možno ťažké kovy nazvať celou periodickou sústavou prvkov počnúc vanádom, no výskumníci nám dokazujú, že to nie je celkom pravda. Takáto teória je spôsobená tým, že nie všetky sa v prírode vyskytujú v toxických medziach a zmätok v biologických procesoch je u mnohých minimálny. To je dôvod, prečo mnohé zahŕňajú do tejto kategórie iba olovo, ortuť, kadmium a arzén. Európska hospodárska komisia OSN s týmto názorom nesúhlasí a za ťažké kovy považuje zinok, arzén, selén a antimón. Ten istý N. Reimers sa domnieva, že odstránením vzácnych a ušľachtilých prvkov z periodickej tabuľky zostávajú ťažké kovy. Ale to tiež nie je pravidlo, iní do tejto triedy pridávajú zlato, platinu, striebro, volfrám, železo, mangán. Preto ti hovorím, že v tejto téme stále nie je jasno...
Pri diskusii o rovnováhe iónov rôznych látok v roztoku zistíme, že rozpustnosť takýchto častíc je spojená s mnohými faktormi. Hlavnými faktormi solubilizácie sú pH, prítomnosť ligandov v roztoku a redoxný potenciál. Podieľajú sa na procesoch oxidácie týchto prvkov z jedného oxidačného stavu do druhého, pri ktorých je rozpustnosť iónu v roztoku vyššia.
V závislosti od povahy iónov môžu v roztoku prebiehať rôzne procesy:
- hydrolýza,
- komplexácia s rôznymi ligandami;
- hydrolytická polymerizácia.
Vďaka týmto procesom sa ióny môžu vyzrážať alebo zostať stabilné v roztoku. Od toho závisia katalytické vlastnosti určitého prvku a jeho dostupnosť pre živé organizmy.
Mnohé ťažké kovy tvoria pomerne stabilné komplexy s organickými látkami. Tieto komplexy sú súčasťou mechanizmu migrácie týchto prvkov v rybníkoch. Takmer všetky cheláty ťažkých kovov sú v roztoku stabilné. Tiež komplexy pôdnych kyselín so soľami rôznych kovov (molybdén, meď, urán, hliník, železo, titán, vanád) majú dobrú rozpustnosť v neutrálnom, mierne alkalickom a mierne kyslom prostredí. Táto skutočnosť je veľmi dôležitá, pretože takéto komplexy sa môžu v rozpustenom stave pohybovať na veľké vzdialenosti. Najviac vystavené vodné zdroje- ide o nízko mineralizované a povrchové vodné útvary, kde nedochádza k tvorbe iných takýchto komplexov. Pre pochopenie faktorov, ktoré regulujú hladinu chemického prvku v riekach a jazerách, ich chemickú reaktivitu, biologickú dostupnosť a toxicitu, je potrebné poznať nielen celkový obsah, ale aj podiel voľných resp. súvisiace formy kov.
V dôsledku migrácie ťažkých kovov do kovových komplexov v roztoku môžu nastať tieto následky:
- Po prvé, kumulácia iónov chemického prvku sa zvyšuje v dôsledku ich prechodu zo spodných sedimentov do prírodných roztokov;
- Po druhé, existuje možnosť zmeny membránovej permeability výsledných komplexov, na rozdiel od konvenčných iónov;
- Tiež toxicita prvku v komplexnej forme sa môže líšiť od obvyklej iónovej formy.
Napríklad kadmium, ortuť a meď v chelátových formách majú menšiu toxicitu ako voľné ióny. Preto nie je správne hovoriť o toxicite, biologickej dostupnosti, chemikálii reaktivita len celkovým obsahom určitého prvku, pričom sa nezohľadňuje podiel voľných a viazaných foriem chemického prvku.
Odkiaľ pochádzajú ťažké kovy v našom prostredí? Príčinou prítomnosti takýchto prvkov môžu byť odpadové vody z rôznych priemyselných zariadení zapojených do metalurgie železa a neželezných kovov, strojárstva a galvanizácie. Niektoré chemikálie sa nachádzajú v pesticídoch a hnojivách, a preto môžu byť zdrojom znečistenia pre miestne rybníky.
A ak vstúpite do tajov chémie, potom hlavným vinníkom zvyšovania hladiny rozpustných solí ťažkých kovov sú kyslé dažde (acidifikácia). Zníženie kyslosti prostredia (pokles pH) má za následok prechod ťažkých kovov z ťažko rozpustných zlúčenín (hydroxidy, uhličitany, sírany) na ľahšie rozpustné (dusičnany, hydrosírany, dusitany, hydrogénuhličitany, chloridy) v pôde. Riešenie.
Vanád (V)
V prvom rade treba poznamenať, že kontaminácia týmto prvkom prírodnými prostriedkami je nepravdepodobná, pretože tento prvok je v zemskej kôre veľmi rozptýlený. V prírode sa nachádza v asfaltoch, bitúmenoch, uhlí, železných rudách. Ropa je významným zdrojom znečistenia.
Obsah vanádu v prírodných nádržiach
Prírodné nádrže obsahujú zanedbateľné množstvo vanádu:
- v riekach - 0,2 - 4,5 µg / l,
- v moriach (v priemere) - 2 μg / l.
Aniónové komplexy (V 10 O 26) 6- a (V 4 O 12) 4- sú veľmi dôležité v procesoch prechodu vanádu v rozpustenom stave. Veľmi dôležité sú aj rozpustné komplexy vanádu s organickými látkami, ako sú humínové kyseliny.
Maximálna povolená koncentrácia vanádu pre vodné prostredie
Vanád vo vysokých dávkach je pre človeka veľmi škodlivý. Maximálna prípustná koncentrácia pre vodné prostredie(MPC) je 0,1 mg/l a v rybníkoch sú MPC rybie farmy ešte nižšie – 0,001 mg/l.
bizmut (Bi)
Bizmut sa môže dostať do riek a jazier hlavne v dôsledku procesov vylúhovania minerálov obsahujúcich bizmut. Existujú aj človekom vytvorené zdroje znečistenia týmto prvkom. Môžu to byť továrne na sklo, parfumy a farmaceutické výrobky.
Obsah bizmutu v prírodných nádržiach
- Rieky a jazerá obsahujú menej ako mikrogram bizmutu na liter.
- Ale podzemná voda môže obsahovať aj 20 μg / l.
- V moriach bizmut spravidla nepresahuje 0,02 µg/l.
Maximálna povolená koncentrácia bizmutu pre vodné prostredie
Maximálna povolená koncentrácia bizmutu pre vodné prostredie je 0,1 mg/l.
Železo (Fe)
železo - chemický prvok nie je vzácny, je obsiahnutý v mnohých mineráloch a horninách, a preto v prírodných nádržiach je hladina tohto prvku vyššia ako u iných kovov. Môže k nemu dôjsť v dôsledku procesov zvetrávania hornín, deštrukcie týchto hornín a rozpúšťania. Vytváraním rôznych komplexov s organickými látkami z roztoku môže byť železo v koloidnom, rozpustenom a suspendovanom stave. Nemožno nespomenúť antropogénne zdroje znečistenia železom. Odpadová voda z hutníckych, kovoobrábacích závodov, tovární na výrobu farieb a lakov a textilných závodov niekedy stráca vodný kameň kvôli prebytku železa.
Množstvo železa v riekach a jazerách závisí od chemické zloženie roztoku, pH a čiastočne na teplote. Vážené formy zlúčenín železa majú veľkosť viac ako 0,45 μg. Hlavnými látkami, ktoré sú súčasťou týchto častíc, sú suspenzie so sorbovanými zlúčeninami železa, hydrát oxidu železa a ďalšie minerály obsahujúce železo. Menšie častice, tj koloidné formy železa, sa zvažujú spolu s rozpustenými zlúčeninami železa. Železo v rozpustenom stave pozostáva z iónov, hydroxokomplexov a komplexov. V závislosti od valencie sa zistilo, že Fe(II) migruje v iónovej forme, zatiaľ čo Fe(III) zostáva v rozpustenom stave v neprítomnosti rôznych komplexov.
V rovnováhe zlúčenín železa vo vodnom roztoku je veľmi dôležitá aj úloha oxidačných procesov, chemických aj biochemických (železité baktérie). Tieto baktérie sú zodpovedné za prechod iónov železa Fe(II) do stavu Fe(III). Zlúčeniny železa majú tendenciu hydrolyzovať a zrážať Fe(OH)3. Fe(II) aj Fe(III) sú náchylné na tvorbu hydroxokomplexov typu – , + , 3+ , 4+ , + v závislosti od kyslosti roztoku. Za normálnych podmienok v riekach a jazerách je Fe(III) spojený s rôznymi rozpustenými anorganickými a organickými látkami. Pri pH vyššom ako 8 sa Fe(III) transformuje na Fe(OH)3. Najmenej prebádané sú koloidné formy zlúčenín železa.
Obsah železa v prírodných vodách
V riekach a jazerách hladina železa kolíše na úrovni n * 0,1 mg/l, ale v blízkosti močiarov môže stúpať až na niekoľko mg/l. V močiaroch sa železo koncentruje vo forme humátových solí (solí humínových kyselín).
Podzemné nádrže s nízkym pH obsahujú rekordné množstvo železa – až niekoľko stoviek miligramov na liter.
Železo je dôležitý stopový prvok a závisí od neho mnoho dôležitých biologických procesov. Ovplyvňuje intenzitu rozvoja fytoplanktónu a závisí od toho kvalita mikroflóry vo vodných útvaroch.
Hladina železa v riekach a jazerách je sezónna. Najvyššie koncentrácie vo vodných útvaroch sú pozorované v zime av lete v dôsledku stagnácie vody, ale na jar a na jeseň hladina tohto prvku výrazne klesá v dôsledku miešania vodných hmôt.
Veľké množstvo kyslíka teda vedie k oxidácii železa z dvojmocnej formy na trojmocnú za vzniku hydroxidu železa, ktorý sa vyzráža.
Maximálna prípustná koncentrácia železa pre vodné prostredie
Voda s veľkým množstvom železa (viac ako 1-2 mg / l) sa vyznačuje zlou chuťou. Má nepríjemnú sťahujúcu chuť a je nevhodný na priemyselné účely.
MPC železa pre vodné prostredie je 0,3 mg/l a v rybníkoch je MPC rybích fariem 0,1 mg/l.
kadmium (Cd)
Ku kontaminácii kadmiom môže dôjsť pri vyplavovaní pôdy, pri rozklade rôznych mikroorganizmov, ktoré ho hromadia, a tiež v dôsledku migrácie z medených a polymetalických rúd.
Za kontamináciu týmto kovom je zodpovedný aj človek. Odpadové vody z rôznych podnikov zaoberajúcich sa úpravou rúd, galvanickou, chemickou, metalurgickou výrobou môžu obsahovať veľké množstvo zlúčenín kadmia.
Prirodzenými procesmi na zníženie hladiny zlúčenín kadmia sú sorpcia, jeho konzumácia mikroorganizmami a vyzrážanie ťažko rozpustného uhličitanu kademnatého.
V roztoku je kadmium spravidla vo forme organo-minerálnych a minerálnych komplexov. Najdôležitejšími suspendovanými formami tohto prvku sú sorbované látky na báze kadmia. Veľmi dôležitá je migrácia kadmia v živých organizmoch (hydrobionitoch).
Obsah kadmia v prírodných vodných útvaroch
Hladina kadmia v čistých riekach a jazerách kolíše na úrovni menej ako mikrogram na liter, v znečistených vodách dosahuje hladina tohto prvku niekoľko mikrogramov na liter.
Niektorí vedci sa domnievajú, že kadmium v malých množstvách môže byť dôležité pre normálny vývoj zvierat a ľudí. Zvýšené koncentrácie kadmia sú pre živé organizmy veľmi nebezpečné.
Maximálna povolená koncentrácia kadmia pre vodné prostredie
MPC pre vodné prostredie nepresahuje 1 µg/l av rybníkoch je MPC pre rybie farmy menej ako 0,5 µg/l.
kobalt (Co)
Rieky a jazerá môžu byť kontaminované kobaltom v dôsledku vylúhovania medených a iných rúd, z pôdy pri rozklade vyhynutých organizmov (živočíchov a rastlín) a samozrejme v dôsledku činnosti chemických, hutníckych a kovospracujúcich podnikov. .
Hlavné formy zlúčenín kobaltu sú v rozpustenom a suspendovanom stave. Zmeny medzi týmito dvoma stavmi sa môžu vyskytnúť v dôsledku zmien pH, teploty a zloženia roztoku. V rozpustenom stave sa kobalt nachádza vo forme organických komplexov. Rieky a jazerá majú tú vlastnosť, že kobalt je zastúpený dvojmocným katiónom. V prítomnosti veľkého počtu oxidačných činidiel v roztoku môže byť kobalt oxidovaný na trojmocný katión.
Nachádza sa v rastlinách a zvieratách, pretože hrá dôležitú úlohu pri ich vývoji. Je to jeden z hlavných stopových prvkov. Ak je v pôde nedostatok kobaltu, jeho hladina v rastlinách bude nižšia ako zvyčajne a v dôsledku toho sa môžu u zvierat objaviť zdravotné problémy (hrozí anémia). Táto skutočnosť je pozorovaná najmä v tajge-lesnej mimočernozemnej zóne. Je súčasťou vitamínu B 12, reguluje vstrebávanie dusíkatých látok, zvyšuje hladinu chlorofylu a kyseliny askorbovej. Bez nej nemôžu rastliny rásť požadované množstvo veverička. Ako všetky ťažké kovy, môže byť vo veľkých množstvách toxický.
Obsah kobaltu v prírodných vodách
- Hladiny kobaltu v riekach sa pohybujú od niekoľkých mikrogramov do miligramov na liter.
- V moriach je priemerná hladina kadmia 0,5 µg/l.
Najvyššia prípustná koncentrácia kobaltu pre vodné prostredie
MPC pre kobalt pre vodné prostredie je 0,1 mg/l av rybníkoch je MPC pre rybie farmy 0,01 mg/l.
mangán (Mn)
Mangán sa do riek a jazier dostáva rovnakými mechanizmami ako železo. K uvoľňovaniu tohto prvku v roztoku dochádza najmä pri lúhovaní minerálov a rúd, ktoré obsahujú mangán (čierny oker, brownit, pyrolusit, psilomelán). Mangán môže pochádzať aj z rozkladu rôznych organizmov. Na znečistení mangánom má, myslím, najväčší podiel priemysel (splašky z baní, chemický priemysel, hutníctvo).
K poklesu množstva asimilovateľného kovu v roztoku dochádza, ako v prípade iných kovov za aeróbnych podmienok. Mn(II) sa oxiduje na Mn(IV), v dôsledku čoho sa vyzráža vo forme Mn02. Dôležitými faktormi pri takýchto procesoch sú teplota, množstvo rozpusteného kyslíka v roztoku a pH. Zníženie rozpusteného mangánu v roztoku môže nastať, keď ho konzumujú riasy.
Mangán migruje hlavne vo forme suspenzií, ktoré spravidla naznačujú zloženie okolitých hornín. Obsahujú ho ako zmes s inými kovmi vo forme hydroxidov. Prevaha mangánu v koloidnej a rozpustenej forme naznačuje, že je spojený s Organické zlúčeniny tvoriace komplexy. Stabilné komplexy sú viditeľné so síranmi a hydrogénuhličitanmi. S chlórom tvorí mangán komplexy menej často. Na rozdiel od iných kovov je slabšie zadržaný v komplexoch. Trojmocný mangán tvorí takéto zlúčeniny iba v prítomnosti agresívnych ligandov. Ostatné iónové formy (Mn 4+, Mn 7+) sú menej zriedkavé alebo sa za normálnych podmienok v riekach a jazerách vôbec nevyskytujú.
Obsah mangánu v prírodných vodných útvaroch
Moria sú považované za najchudobnejšie na mangán - 2 μg / l, v riekach je jeho obsah vyšší - až 160 μg / l, ale podzemné nádrže sú tentoraz šampiónmi - od 100 μg do niekoľkých mg / l.
Mangán je charakterizovaný sezónnymi výkyvmi koncentrácie, podobne ako železo.
Bolo identifikovaných veľa faktorov, ktoré ovplyvňujú hladinu voľného mangánu v roztoku: prepojenie riek a jazier s podzemnými nádržami, prítomnosť fotosyntetických organizmov, aeróbne podmienky, rozklad biomasy (odumreté organizmy a rastliny).
Dôležitá biochemická úloha tohto prvku, pretože je zaradený do skupiny mikroelementov. Pri nedostatku mangánu sú inhibované mnohé procesy. Zvyšuje intenzitu fotosyntézy, podieľa sa na metabolizme dusíka, chráni bunky pred negatívnymi účinkami Fe (II) a zároveň ho oxiduje na trojmocnú formu.
Najvyššia prípustná koncentrácia mangánu pre vodné prostredie
MPC pre mangán pre zásobníky je 0,1 mg/l.
meď (Cu)
Ani jeden mikroelement nemá pre živé organizmy takú dôležitú úlohu! Meď je jedným z najvyhľadávanejších stopových prvkov. Je súčasťou mnohých enzýmov. Bez nej v živom organizme nefunguje takmer nič: je narušená syntéza bielkovín, vitamínov a tukov. Bez nej sa rastliny nemôžu rozmnožovať. Napriek tomu nadmerné množstvo medi spôsobuje veľkú intoxikáciu všetkých druhov živých organizmov.
Hladiny medi v prírodných vodách
Hoci má meď dve iónové formy, Cu(II) sa najčastejšie vyskytuje v roztoku. Zvyčajne sú zlúčeniny Cu(I) ťažko rozpustné v roztoku (Cu 2 S, CuCl, Cu 2 O). V prítomnosti akýchkoľvek ligandov môžu vznikať rôzne vodné iónové medi.
Pri dnešnom vysokom využívaní medi v priemysle a poľnohospodárstvo, tento kov môže spôsobiť znečistenie životné prostredie. Zdrojom môžu byť chemické, hutnícke závody, bane Odpadová voda s vysokým obsahom medi. Procesy erózie potrubia tiež prispievajú ku kontaminácii medi. Najvýznamnejšie minerály s vysokým obsahom medi sú malachit, bornit, chalkopyrit, chalkocit, azurit, brontantín.
Maximálna povolená koncentrácia medi pre vodné prostredie
MPC medi pre vodné prostredie sa považuje za 0,1 mg/l, v rybníkoch je MPC medi z chovu rýb znížená na 0,001 mg/l.
molybdén (Mo)
Pri vylúhovaní minerálov z vysoký obsah molybdén, uvoľňujú sa rôzne zlúčeniny molybdénu. Vysoký stupeň molybdén možno vidieť v riekach a jazerách, ktoré sa nachádzajú v blízkosti závodov na výrobu železa a neželezných metalurgických podnikov. V dôsledku rôznych procesov zrážania ťažko rozpustných zlúčenín, adsorpcie na povrchu rôznych hornín, ako aj spotreby vodnými riasami a rastlinami sa jeho množstvo môže výrazne znížiť.
Molybdén môže byť väčšinou v roztoku vo forme aniónu MoO 4 2-. Existuje možnosť prítomnosti molybdén-organických komplexov. Vzhľadom na to, že pri oxidácii molybdenitu vznikajú sypké jemne dispergované zlúčeniny, zvyšuje sa hladina koloidného molybdénu.
Obsah molybdénu v prírodných nádržiach
Hladiny molybdénu v riekach sa pohybujú medzi 2,1 a 10,6 µg/l. V moriach a oceánoch je jeho obsah 10 µg/l.
Molybdén v nízkych koncentráciách napomáha normálnemu vývoju organizmu (rastlinného aj živočíšneho), pretože je zaradený do kategórie mikroprvkov. Aj on je neoddeliteľnou súčasťou rôzne enzýmy, ako je xantínoxyláza. Pri nedostatku molybdénu dochádza k nedostatku tohto enzýmu a tým môžu nastať negatívne účinky. Nadbytok tohto prvku tiež nie je vítaný, pretože je narušený normálny metabolizmus.
Najvyššia prípustná koncentrácia molybdénu pre vodné prostredie
MPC pre molybdén v útvaroch povrchových vôd by nemala presiahnuť 0,25 mg/l.
Arzén (As)
Kontaminované arzénom sú najmä oblasti, ktoré sú v blízkosti minerálnych baní s vysokým obsahom tohto prvku (volfrám, meď-kobalt, polymetalické rudy). Veľmi malé množstvo arzénu sa môže vyskytnúť pri rozklade živých organizmov. Vďaka vodným organizmom ho môžu tieto absorbovať. V období rýchleho rozvoja planktónu sa pozoruje intenzívna asimilácia arzénu z roztoku.
Za najvýznamnejšie znečisťujúce látky arzénu sa považuje obohacovací priemysel, závody na výrobu pesticídov a farbív a poľnohospodárstvo.
Jazerá a rieky obsahujú arzén v dvoch stavoch: suspendovaný a rozpustený. Pomery medzi týmito formami sa môžu meniť v závislosti od pH roztoku a chemického zloženia roztoku. V rozpustenom stave môže byť arzén trojmocný alebo päťmocný a prechádza do aniónových foriem.
Hladiny arzénu v prírodných vodách
V riekach je obsah arzénu spravidla veľmi nízky (na úrovni µg/l) a v moriach - v priemere 3 µg/l. Niektoré minerálne vody môžu obsahovať veľké množstvo arzénu (až niekoľko miligramov na liter).
Väčšina arzénu môže obsahovať podzemné zásobníky – až niekoľko desiatok miligramov na liter.
Jeho zlúčeniny sú vysoko toxické pre všetky zvieratá a pre ľudí. Vo veľkých množstvách sú narušené procesy oxidácie a transportu kyslíka do buniek.
Maximálna povolená koncentrácia arzénu pre vodné prostredie
MPC pre arzén pre vodné prostredie je 50 μg/l a v rybníkoch je MPC pre rybie farmy tiež 50 μg/l.
nikel (Ni)
Obsah niklu v jazerách a riekach je ovplyvnený miestnymi horninami. Ak sa v blízkosti zásobníka nachádzajú ložiská niklových a železoniklových rúd, koncentrácia môže byť ešte vyššia ako normálne. Nikel sa môže dostať do jazier a riek, keď sa rastliny a zvieratá rozkladajú. Modrozelené riasy obsahujú rekordné množstvo niklu v porovnaní s inými rastlinnými organizmami. Dôležité odpadové vody s vysokým obsahom niklu sa uvoľňujú pri výrobe syntetického kaučuku, pri procesoch pokovovania niklom. Nikel sa vo veľkom množstve uvoľňuje aj pri spaľovaní uhlia a ropy.
Vysoké pH môže spôsobiť vyzrážanie niklu vo forme síranov, kyanidov, uhličitanov alebo hydroxidov. Živé organizmy môžu znížiť hladinu mobilného niklu jeho konzumáciou. Dôležité sú aj procesy adsorpcie na povrchu hornín.
Voda môže obsahovať nikel v rozpustenej, koloidnej a suspendovanej forme (rovnováha medzi týmito stavmi závisí od pH média, teploty a zloženia vody). Hydroxid železa, uhličitan vápenatý, hlinka dobre adsorbujú zlúčeniny obsahujúce nikel. Rozpustený nikel je vo forme komplexov s fulvovými a humínovými kyselinami, ako aj s aminokyselinami a kyanidmi. Ni 2+ sa považuje za najstabilnejšiu iónovú formu. Ni 3+ sa zvyčajne tvorí pri vysokom pH.
V polovici 50. rokov 20. storočia bol nikel zaradený do zoznamu stopových prvkov, pretože hrá dôležitú úlohu v rôznych procesoch ako katalyzátor. V nízkych dávkach priaznivo ovplyvňuje hematopoetické procesy. Veľké dávky sú stále veľmi nebezpečné pre zdravie, pretože nikel je karcinogénny chemický prvok a môže vyvolať rôzne ochorenia dýchacieho systému. Voľný Ni 2+ je toxickejší ako vo forme komplexov (približne 2-krát).
Úroveň niklu v prírodných vodách
Maximálna povolená koncentrácia niklu pre vodné prostredie
MPC pre nikel pre vodné prostredie je 0,1 mg/l, ale v rybníkoch je MPC pre rybie farmy 0,01 mg/l.
Cín (Sn)
Prírodným zdrojom cínu sú minerály, ktoré tento prvok obsahujú (stanín, kasiterit). Antropogénnymi zdrojmi sú závody a továrne na výrobu rôznych organických farieb a hutnícky priemysel pracujúci s prídavkom cínu.
Cín je málo toxický kov, a preto jedením z kovových plechoviek neriskujeme svoje zdravie.
Jazerá a rieky obsahujú menej ako mikrogram cínu na liter vody. Podzemné zásobníky môžu obsahovať niekoľko mikrogramov cínu na liter.
Maximálna prípustná koncentrácia cínu pre vodné prostredie
Maximálna povolená koncentrácia cínu pre vodné prostredie je 2 mg/l.
Ortuť (Hg)
hlavne, zvýšená hladina ortuť vo vode je vidieť v oblastiach, kde sú ložiská ortuti. Najbežnejšie minerály sú živý kameň, rumelka, metacinnabarit. Odpadová voda z výrobných závodov rôzne lieky, pesticídy, farbivá môžu obsahovať dôležité množstvá ortuti. Tepelné elektrárne (ktoré využívajú uhlie ako palivo) sa považujú za ďalší významný zdroj znečistenia ortuťou.
Jeho hladina v roztoku klesá najmä vďaka morským živočíchom a rastlinám, ktoré ortuť akumulujú a dokonca koncentrujú! Niekedy obsah ortuti v morskom živote stúpne niekoľkonásobne vyššie ako v morskom prostredí.
Prírodná voda obsahuje ortuť v dvoch formách: suspendovaná (vo forme sorbovaných zlúčenín) a rozpustená (komplexné, minerálne zlúčeniny ortuti). V určitých oblastiach oceánov sa ortuť môže objaviť ako komplexy metylortuti.
Ortuť a jej zlúčeniny sú vysoko toxické. Vo vysokých koncentráciách pôsobí negatívne na nervový systém, vyvoláva zmeny v krvi, ovplyvňuje sekréciu tráviaceho traktu a motorické funkcie. Produkty spracovania ortuti baktériami sú veľmi nebezpečné. Dokážu syntetizovať organické látky na báze ortuti, ktoré sú mnohonásobne toxickejšie ako anorganické zlúčeniny. Pri konzumácii rýb sa do nášho tela môžu dostať zlúčeniny ortuti.
Najvyššia prípustná koncentrácia ortuti pre vodné prostredie
MPC ortuti v obyčajná voda- 0,5 µg/l av rybníkoch je maximálny limit koncentrácie pre rybie farmy nižší ako 0,1 µg/l.
Olovo (Pb)
Rieky a jazerá môžu byť znečistené olovom prirodzeným spôsobom pri vymývaní olovených minerálov (galenit, anglesit, cerusit) a antropogénnym spôsobom (spaľovanie uhlia, používanie tetraetylolova v palive, vypúšťanie z úpravní rúd, odpadové vody z bane a hutnícke závody). Zrážanie zlúčenín olova a adsorpcia týchto látok na povrchu rôznych hornín sú najdôležitejšie prírodné metódy na zníženie jeho hladiny v roztoku. Od biologické faktory, hydrobionty vedú k zníženiu hladiny olova v roztoku.
Olovo v riekach a jazerách je v suspendovanej a rozpustenej forme (minerálne a organo-minerálne komplexy). Olovo je tiež vo forme nerozpustných látok: sírany, uhličitany, sulfidy.
Obsah olova v prírodných vodách
O toxicite Heavy metal počuli sme. Je veľmi nebezpečný už v malých množstvách a môže spôsobiť intoxikáciu. Olovo sa do tela dostáva cez dýchací a tráviaci systém. Jeho vylučovanie z tela je veľmi pomalé a môže sa hromadiť v obličkách, kostiach a pečeni.
Maximálna povolená koncentrácia olova pre vodné prostredie
MPC pre olovo pre vodné prostredie je 0,03 mg/l av rybníkoch je MPC pre rybie farmy 0,1 mg/l.
Tetraetyl olovo
Slúži ako antidetonačný prostriedok v motorových palivách. Hlavným zdrojom znečistenia touto látkou sú teda vozidlá.
Táto zlúčenina je vysoko toxická a môže sa hromadiť v tele.
Maximálna povolená koncentrácia tetraetylolova pre vodné prostredie
Maximálna prípustná hladina tejto látky sa blíži k nule.
Tetraetylolovo nie je vo všeobecnosti povolené v zložení vôd.
Striebro (AG)
Striebro sa do riek a jazier dostáva hlavne z podzemných nádrží a v dôsledku vypúšťania odpadových vôd z podnikov (fotografické podniky, obohacovacie závody) a baní. Ďalším zdrojom striebra môžu byť algicídne a baktericídne činidlá.
V roztoku sú najdôležitejšími zlúčeninami halogenidové soli striebra.
Obsah striebra v prírodných vodách
V čistých riekach a jazerách je obsah striebra menší ako mikrogram na liter, v moriach - 0,3 µg / l. Podzemné zásobníky obsahujú až niekoľko desiatok mikrogramov na liter.
Striebro v iónovej forme (pri určitých koncentráciách) má bakteriostatický a baktericídny účinok. Aby bolo možné vodu sterilizovať striebrom, jeho koncentrácia musí byť väčšia ako 2 * 10 -11 mol / l. Biologická úloha striebro v tele stále nie je dobre známe.
Maximálna povolená koncentrácia striebra pre vodné prostredie
Maximálne prípustné striebro pre vodné prostredie je 0,05 mg/l.
Zvýšený zákal je typický pre artézsku, studničnú a vodovodnú vodu. Zákal spôsobujú suspendované a koloidné častice, ktoré rozptyľujú svetlo. Môže byť buď organické, resp anorganické látky alebo oboje súčasne. Pevné častice samé o sebe vo väčšine prípadov nepredstavujú vážnu hrozbu pre zdravie, ale pre moderné zariadenia môžu spôsobiť predčasné zlyhanie. Zvýšený zákal vody z vodovodu je často spojený s mechanickou separáciou produktov korózie potrubia a biofilmov vznikajúcich v systéme centrálneho zásobovania vodou. Príčinou zvýšeného zákalu artézskych vôd bývajú ílovité alebo vápenné suspenzie, ako aj nerozpustné oxidy železa a iných kovov vznikajúce pri kontakte so vzduchom.
Kvalita vody zo studní je najmenej stabilná, keďže podzemná voda je vystavená vonkajším vplyvom. Vysoký zákal zo studní môže súvisieť so vstupom ťažko rozpustných prírodných organických látok do podzemných vôd z pôd s technogénnym znečistením. Vysoký zákal nepriaznivo ovplyvňuje účinnosť dezinfekcie, v dôsledku čoho mikroorganizmy prichytené na povrchu častíc prežívajú a ďalej sa vyvíjajú na ceste k spotrebiteľovi. Zníženie zákalu preto často zlepšuje mikrobiologickú kvalitu vody.
železo vo vode
Vysoký obsah železa vo vode je spojený s rôznymi príčinami. Tieto nečistoty sa dostávajú do vodovodného systému v dôsledku korózie potrubí alebo používania koagulantov obsahujúcich železo v úpravniach vody a v artézskych vodách - v dôsledku kontaktu s minerálmi obsahujúcimi železo. Obsah železa v artézskych vodách v priemere prekračuje štandardnú hodnotu 2-10 krát. V niektorých prípadoch môže byť prebytok až 30-40 krát. Zvyčajne ihneď po prijatí artézska voda nenesie viditeľné známky prítomnosti zlúčenín železa, pri kontakte so vzdušným kyslíkom sa však po 2-3 hodinách môže objaviť žlté sfarbenie a pri dlhšom usadzovaní môže vzniknúť svetlohnedá zrazenina. pozorované. To všetko je výsledkom oxidačného procesu, pri ktorom sa uvoľňuje teplo. Stimulácia vývoja žľazových baktérií v artézskej vode.
mangán vo vode
Mangánové nečistoty z artézskych studní sa zisťujú súčasne s nečistotami železa. Zdroj ich príjmu je rovnaký - rozpúšťanie minerálov obsahujúcich mangán. Nadbytok mangánu v pitnej vode zhoršuje jej chuť a pri použití pre potreby domácnosti sa v potrubiach a na povrchoch vykurovacích telies pozorujú tmavé usadeniny. Umývanie rúk s vysokým obsahom mangánu vedie k nečakanému efektu – pokožka najskôr zošedne a potom úplne sčernie. Pri dlhšej asimilácii vody s vysokým obsahom mangánu sa zvyšuje riziko vzniku ochorení nervového systému.
Oxidácia a farba
Zvýšená oxidovateľnosť a farba povrchových a artézskych vodárenských zdrojov poukazuje na prítomnosť nečistôt prírodných organických látok - humínových a fulvových kyselín, ktoré sú produktmi rozkladu živých a neživých predmetov. Vysoký obsah organických látok v povrchových vodách je zaznamenaný v období rozpadu rias (júl - august). Jednou z charakteristík koncentrácie organických kontaminantov je oxidovateľnosť manganistanu. V oblasti výskytu rašeliny, najmä v oblastiach ďalekého severu a východnej Sibíri, môže byť tento parameter desaťkrát vyšší ako prípustná hodnota. Prírodná organická hmota sama o sebe nepredstavuje hrozbu pre zdravie. Pri súčasnej prítomnosti železa a mangánu však vznikajú ich organické komplexy sťažujúce ich filtráciu prevzdušňovaním, teda oxidáciou vzdušným kyslíkom. Prítomnosť organických látok prírodného pôvodu sťažuje dezinfekciu vody oxidačnými metódami, pretože vznikajú vedľajšie produkty dezinfekcie. Patria sem trihalogénmetány, kyselina halogénoctová, halogénketóny a halogénacetonitril. Väčšina štúdií ukazuje, že látky tejto skupiny majú karcinogénny účinok a tiež majú negatívny vplyv na orgány tráviaceho a endokrinného systému. Hlavným spôsobom, ako zabrániť tvorbe vedľajších produktov dezinfekcie, je jej hĺbkové čistenie od prírodných organických látok pred fázou chlórovania, avšak tradičné metódy centralizovaná úprava vody toto neposkytuje.
Vôňa vody. Voda s vôňou sírovodíka
Zápach vody z vodovodu, artézskej a studničnej vody ju robí nevhodným na konzumáciu. Pri hodnotení kvality vody sa spotrebitelia riadia individuálnymi vnemami vône, farby a chuti.
Pitná voda by nemala mať pre spotrebiteľa viditeľný zápach.
Príčinou zápachu vody z vodovodu je najčastejšie rozpustený chlór vstupujúci do vody v štádiu dezinfekcie pri centralizovanej úprave vody.
Vôňa artesian môže byť spojená s prítomnosťou rozpustených plynov - sírovodíka, oxidu síry, metánu, amoniaku a ďalších.
Niektoré plyny môžu byť produktom životne dôležitej činnosti mikroorganizmov alebo výsledkom priemyselného znečistenia vodných zdrojov.
Voda zo studne je najviac náchylná na cudzie znečistenie, takže nepríjemný zápach môže byť často spojený s prítomnosťou ropných produktov a stopami chemikálií pre domácnosť.
Dusičnany
Dusičnany v studničnej a artézskej vode môžu predstavovať vážnu hrozbu pre zdravie spotrebiteľov, pretože ich obsah môže byť niekoľkonásobne vyšší ako súčasná norma pre pitnú vodu.
Hlavným dôvodom vstupu dusičnanov do povrchových a podzemných vôd je migrácia zložiek hnojív v pôdach.
Konzumácia s vysokým obsahom dusičnanov vedie k rozvoju methemoglobinémie - stavu charakterizovaného objavením sa zvýšenej hodnoty methemoglobínu v krvi (> 1%), ktorý narúša prenos kyslíka z pľúc do tkanív. V dôsledku otravy dusičnanmi je prudko narušená dýchacia funkcia krvi a môže sa začať rozvíjať cyanóza, modrasté sfarbenie kože a slizníc.
Množstvo štúdií navyše preukázalo negatívny vplyv dusičnanov na vstrebávanie jódu v organizme a karcinogénny účinok produktov ich interakcie s rôzne látkyĽudské telo.
Tvrdosť vody. Tvrdá a mäkká voda
Je určená najmä koncentráciou iónov vápnika a horčíka v ňom.
Existuje názor, že tvrdá voda nepredstavuje nebezpečenstvo pre zdravie spotrebiteľov, čo je však v rozpore so závermi dlhoročného výskumu jedného z najväčších odborníkov na výživu, amerického výskumníka Paula Bregueta. Verí, že sa mu podarilo odhaliť príčinu predčasného starnutia ľudského tela. Dôvodom je tvrdá voda. Podľa Paula Bregu soli tvrdosti „sprosujú“ cievy rovnako ako potrubia, ktorými preteká voda s vysokým obsahom solí tvrdosti. To vedie k zníženiu elasticity ciev, čo ich robí krehkými. Vidno to najmä na tenkých cievach mozgovej kôry, čo podľa Brega vedie u starších ľudí k stareckému šialenstvu.
Tvrdá voda spôsobuje množstvo domácich problémov, čo spôsobuje tvorbu usadenín a náletov na povrchu potrubí a pracovných prvkov domácich spotrebičov. Tento problém je obzvlášť dôležitý pre spotrebiče s vykurovacími prvkami - teplovodné kotly (bojlery), práčky a umývačky riadu.
Pri používaní tvrdej vody v bežnom živote neustále narastá vrstva usadenín vápenatých a horečnatých solí na teplovýmenných plochách, v dôsledku čoho sa znižuje účinnosť prenosu tepla a zvyšuje sa spotreba tepelnej energie na vykurovanie. V niektorých prípadoch je možné prehriatie pracovných prvkov a ich zničenie.
Čistenie vody z fluóru
Existenciu fluóru prvýkrát navrhol veľký chemik Lavoisier už v 18. storočí, ale potom ho nedokázal izolovať od zlúčenín. Po ňom sa mnohí známi vedci pokúšali získať voľný fluór, no takmer všetci sa kvôli týmto experimentom buď stali invalidmi, alebo počas nich zomreli. Potom sa fluór nazýval „deštruktívny“ alebo „prinášajúci smrť“. A iba v koniec XIX storočí bolo možné izolovať fluór z jeho zlúčenín elektrolýzou.
Ako vidíte, fluór je veľmi nebezpečný a prvok s takýmito vlastnosťami je však nevyhnutný pre mnohé živé organizmy vrátane ľudí. Artézska voda obsahuje fluór vo forme zlúčenín.
Fluór je zložitý prvok a hranica medzi jeho nedostatkom a nadbytkom v tele je ťažko rozpoznateľná. Je veľmi ľahké prekročiť dávku fluóru a potom sa pre naše telo stáva tým, čím je v prírode – jedom.
Fluór sa nachádza v rôznych potravinách: čierny a zelený čaj, morské plody, morské ryby, vlašské orechy, obilniny – ovsené vločky, ryža, pohánka, vajcia, pečeň atď. Získať fluorid z potravy je dosť ťažké. Aby dospelý dostal dennú normu fluóru, je potrebné zjesť 3,5 kg obilného chleba alebo 700 g lososa, 300 g vlašských orechov.
Fluór sa najľahšie extrahuje z vody. Fluór plní v našom tele mnoho základných funkcií. Závisí od toho stav kostrového systému, jeho pevnosť a tvrdosť, stav a rast vlasov, nechtov a zubov.
Upozorňujeme však, že je potrebné dávať si pozor na nadbytok fluóru v tele. V tomto smere z nášho pohľadu nie je žiaduce, aby koncentrácia fluóru presahovala 0,5 – 0,8 mg/l, vzhľadom na to, že sa odporúča vypiť až 2 litre denne čistá voda. Pri nadbytku fluóru v tele sa spomaľuje metabolizmus a rast, deformujú sa kosti kostry, je postihnutá sklovina zubov, človek ochabuje a môže dôjsť k zvracaniu, zrýchleniu dýchania, poklesu tlaku, objaví sa kŕč, a obličky sú ovplyvnené.
