Залізо у воді – аналіз причин, наслідки та методи видалення

Напевно кожен з нас стикався з тим, що після відключення води, коли знову починають працювати насоси, що підкачують, кілька хвилин йде червона вода, іржавого, жовтого, помаранчевого та інших кольорів. Потрібно дочекатися, поки ця жижа стіче, щоб випрати, помити руки чи посуд.

Це іржа на внутрішній поверхні труб. Поки постійний потік, під тиском, мікрочастинки змиваються і вода прозора. За час простою, коли трубопроводи порожні, то активно починаються процеси корозії від взаємодії з атмосферним киснем і коли труби знову наповнюються, до нас потрапляють перші, брудні порції брудної води.
Це оксид заліза.

Залізо у воді – плюси та мінуси

Загальні відомості

Але навіть у приватному секторі, наприклад, у колодязі, копанці, свердловині, у воді може спостерігатися підвищений вміст заліза. Причому не завжди на вигляд, збільшену концентрацію Fe можна розпізнати. Необхідний хімічний аналіз на лабораторному обладнанні, за допомогою спектрального аналізатора або експрес приладів для багатокомпонентного аналізу води – фотометрів, тест-смужок, реактивів, інших витратних матеріалів та допоміжного посуду.
З одного боку, залізо відіграє у системах життєзабезпечення організму, у процесі обміну. Чого вартий лише гемоглобін – ключовий компонент червоних клітин крові. При зв'язуванні залізом атомів кисню, живильний компонент O₂ по судинах і капілярах з кровотоком доходить до кожного органу та тканини. Ми дихаємо, а значить живемо, значною мірою завдяки залізу.
Якщо брати глобально, то вся наша цивілізація побудована на сталі та сплавах, які є основою для будівництва, автомобільної промисловості та загалом великої кількості галузей. Тим більше, що залізо займає до 5% земної кори, а значить, його запасів вистачить ще на багато десятиліть.

З іншого боку, надмірний вміст заліза, наприклад у колодязній воді, може зашкодити. Треба визнати, що у селах рідко хтось робить аналіз води. Просто копають та п'ють воду. А потім через роки дивуються, чому починає пошалювати здоров'я і збоїти той чи інший орган.
Якщо ділянка невелика, і варіантів для колодязя немає, то доводиться користуватися наявною водою, але видалити надлишок залізо. Йдеться насамперед про воду, що використовується для пиття, а не для поливу рослин на городі або для технічних цілей. Ми говоримо не лише про приватний сектор. У ряді населених пунктів воду відбирають не тільки з відкритих джерел, але й з підземних, тому проблема заліза у воді може бути актуальною і для городян.

Як залізо (у розчиненому вигляді) може потрапити у воду ?

1. Проникнення зовнішніх джерел під впливом гравітації.

   Це може бути дощ, танення снігу. Волога надходить із поверхні в нижні водоносні шари - підземні річки, саме туди, звідки видобувають воду в колодязях. Залежно від складу ґрунту (глинистий, піщаний, чорнозем і т.д.), ґрунт може виступати як природний фільтр, затримуючи ті чи інші мікроелементи, але без лабораторного аналізу чи тест-приладів, сказати, наскільки процес фільтрації ефективний, неможливо. Крім того, велике значення має глибина відбору води. Не дарма для приготування напоїв беруть воду з горизонтів у сотні метрів (артезіанські свердловини).

2. Корозія трубопроводів.

   Про це ми вже говорили. Десятки кілометрів об'єднаних у міську систему подачі води трубопроводів здебільшого виготовлені з металу (є ділянки з чавунними трубами або сталевими), а отже неминуча корозія. Причому низка труб не змінювалися десятиліття. Рівень заліза однозначно підвищено. Тому водоканали наполегливо не рекомендують пити воду. Або принаймні відстоювати її, фільтрувати перед вживанням в їжу. А ще краще використовувати покупну воду від торгових марок із позитивними відгуками покупців. Проблема води, насиченої залізом, може серйозно вплинути і на результат лабораторних досліджень. Тому водопровідна вода в лабораторії піддається опрісненню, демінералізації в аквадистилляторів та очищення. Крім того, у воді присутні солі – сульфати, карбонати, фосфати, нітрати, які вступають у складні хімічні реакції та додатково сприяють корозії.

Проблему можна вирішити, і це поступово робиться шляхом заміни металевих труб на пластикові. Вода не стане чистішою через інші органічні та неорганічні забруднювачі, але принаймні вирішиться питання із залізом. Та й термін служби пластику на порядок вищий.

Шкідливо для здоров'я

Навіть на вигляд зрозуміло, що “кольорову воду” пити небезпечно. Але якщо говорити предметніше, мовою цифр, то при концентрації заліза до 0,2 мг/л, рівень може вважатися безпечним. Вище – вже шкідливо. Для ЄС цифра інша - 0,3мг/л.

Хоча залежно від хімічної формули заліза вода може і не мати забарвлення. Тривалентне залізо дає фарбування, а двовалентне – ні. Хоча при багатогодинному відстоюванні й останнє випадає в пластівці.

Ряд продуктів корисно вживати в їжу, для підтримки балансу заліза в організмі, наприклад, сочевицю, яблука, шпинат, курячі яйця.

Крім того, ряд бактерій, що живуть у воді, живляться залізом (згадаємо Титанік, який майже з'їдений за століття мікроорганізмами, незважаючи на його габарити). Якщо ці бактерії потрапляють в організм (наприклад воду не кип'ятили), то це загрожує хворобами органів травлення, шлунково-кишкового тракту.

• страждає наш “очисник” – печінка та підшлункова залоза;
• велика ймовірність пошкодження волосся та шкіри. Шампунь і мило не завжди добре змивають залізо, воно залишається на тілі і навіть закупорює пори. Як наслідок з'являється сухість, неприємні відчуття на шкірі і навіть різні висипи та екземи. Волосся може випадати;
• навіть при малих концентраціях, непомітних візуально, залізо може залишати важкі плями на одязі;
• на посуді утворюється малопомітний шар, який з їжею може потрапити всередину організму, що можна виявити у вигляді неприємного металевого післясмаку.

Через корозію та діяльність бактерій, що живляться залізом та його сполуками, утворюється накип, мінеральні відкладення на стінках, звужується переріз, що призводить до засмічення та порушення пропускної спроможності труб. А значить натиск у душі буде меншим, посудомийна та пральна машини будуть довше наповнюватися. Крім того, бактерії виділяють слиз, а це вже сприятливе середовище для патогенів.

Як вирішувати проблему із залізом у воді

Засіб Бірм

Ця спеціальна хімічна речовина – порошок, що засипається як фільтр у системах підготовки води, проводить перетворення двовалентного заліза на тривалентне з подальшим видаленням останнього з води. Це каталізатор, який прискорює процес окиснення.

Обов'язкові умови: - PH води не повинен перевищувати 8,5 і вода не повинна бути перед цим хлорована, що зменшить ефективність.

Перманганат калію

Це окислювальна реакція, що перетворює двовалентне залізо на тривалентне, яке відфільтровується. Це ефективний метод навіть для води з високим вмістом заліза.

Аерація

Насичує воду киснем, а значить активізує процеси переведення розчинного двовалентного заліза в нерозчинне тривалентне.