Żelazo w wodzie pitnej: Normy, zagrożenia i sposoby usuwania
- Szczegóły
Woda towarzyszy nam w codziennych czynnościach. Potrzebujemy jej do prawidłowego funkcjonowania, a także do wielu innych zwykłych czynności: do gotowania, mycia. Często jednak okazuje się, że pojawia się problem związany z jej jakością.
Poziom żelaza w wodzie to ważny wskaźnik jej jakości, który może dostarczyć informacji na temat jej źródła oraz sposobu dostarczania. Podwyższona zawartość żelaza może mieć różne zauważalne efekty. Przede wszystkim wpływa na wygląd wody, nadając jej brązową lub pomarańczową barwę oraz powodując żelazisty osad.
Rdzawe lub żółte zacieki na bateriach prysznicowych, które trudno usunąć to pierwszy sygnał, że woda jest zanieczyszczona. Norma określająca maksymalne stężenie żelaza w wodzie pitnej wynosi 0,2 mg Fe, w przypadku manganu jest to 0,05 mg Mn.
Aby mieć pełny wgląd w skład wody i jej zanieczyszczenia należy wykonać badania wody w akredytowanym laboratorium, np. w lokalnej Stacji Sanitarno - Epidemiologicznej (SANEPID).
Źródła żelaza i manganu w wodzie
Żelazo (Fe) jest metalem przejściowym. Choć nie jest to najbardziej rozpowszechniony metal na Ziemi, jest on prawdopodobnie najważniejszym i najczęściej używanym metalem przez ludzi. Kation żelaza jest integralną częścią hemoglobiny - to on bierze udział w transporcie tlenu. Niedobór żelaza jest przyczyną anemii (niedokrwistości).
Przeczytaj także: Jak żelazo wpływa na filtry osmozy?
Żelazo występuje w wielu minerałach, z których najbardziej znanymi są hematyt, piryt, magnetyt i limonit. Tworzy on również dużą liczbę związków i charakteryzuje się właściwościami ferromagnetycznymi. Krótko mówiąc, żelazo jest niezbędnym elementem w życiu każdego człowieka, jednak jego nadmiar może być szkodliwy. Dotyczy to również zawartości żelaza w wodzie użytkowej i pitnej.
Mangan (Mn) również należy do metali przejściowych, a jego zastosowanie jest równie zróżnicowane jak w przypadku żelaza. Jest używany do stopowania stopów lub produkcji pigmentów. Jednym z najbardziej znanych związków manganu jest nadmanganian potasu. Jest to sól potasowa kwasu nadmanganowego, która występuje w postaci fioletowych kryształków. Fioletowo zabarwiony roztwór służy do dezynfekcji np. mięsa lub innej żywności, jego silne właściwości utleniające wykorzystywane są również w medycynie.
Mangan jest również ważnym pierwiastkiem biogennym. Jego niedobór objawia się głównie niepożądanymi zmianami w metabolizmie cholesterolu i cukrów.
Mangan i żelazo są zawarte w różnych minerałach. Wypłukiwanie minerałów z geologicznego podłoża skalnego powoduje wzbogacenie wody w te pierwiastki. Rozpuszczanie żelaza oraz manganu w wodzie jest wspomagane przez obecność dwutlenku węgla lub kwasów powstających podczas utleniania rud siarczkowych. Jest to jednak tylko jedna z przyczyn przedostawania się tych pierwiastków do wody. Dostają się one również do wody w wyniku działalności człowieka, w szczególności poprzez ścieki z działalności związanej z przeróbką rud żelaza i manganu. W przypadku samego żelaza z działalności takich jak huty żelaza, walcownie blach i drutów.
Wpływ żelaza i manganu na jakość wody
Żelazo i mangan nie powodują istotnego zagrożenia dla życia człowieka, wręcz przeciwnie ich obecność jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu ludzkiego. Obecność żelaza oraz manganu wpływa jednak niekorzystnie na kolor, smak oraz zapach wody. Żelazo w wodzie powoduje typowy żelazisty posmak i rdzawe zmętnienie, które może zmienić kolor na brązowy lub czarny. Typowym objawem obecności manganu w wodzie są tłuste plamy na powierzchni białych materiałów i urządzeń sanitarnych.
Przeczytaj także: Opinie ekspertów o wodzie mineralnej i żelazie
Największym problemem jest jednak tworzenie się warstw i osadów, które zatykają rury, bojlery i podgrzewacze wody. Powstawanie osadu jest głównym problemem w obiegach chłodniczych. Obecność warstwy osadu na rurociągu powoduje większy opór cieplny, a tym samym zmniejsza efektywność wymiany ciepła.
Normy dotyczące zawartości żelaza w wodzie
Normy dotyczące zawartości żelaza w wodzie pitnej zostały ustanowione, aby zapewnić jej bezpieczne i zdrowe spożycie. Chociaż te standardy mogą różnić się w zależności od kraju i odpowiednich organów regulacyjnych, mają one wspólny cel: chronić ludzi przed potencjalnie szkodliwymi skutkami nadmiernej konsumpcji żelaza. W Polsce wg. rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, Dz. U. poz.
Dopuszczalna zawartości żelaza w wodzie pitnej wynosi 0,2 mg/l. Jego nadmiar powoduje żelazisty smak, sprzyja powstawaniu osadów czy rozwojowi żelazistych bakterii. Maksymalne stężenie manganu dla wody pitnej do spożycia wynosi 0,05 mg/l, jego nadmiar powoduje zmętnienie oraz powstawanie osadu koloru rudego lub czarnego.
Spożywanie wody z zawartością żelaza przekraczającą te normy może mieć negatywne konsekwencje dla zdrowia. Poza nieprzyjemnym smakiem może powodować problemy trawienne oraz stanowić ryzyko dla osób z hemochromatozą - chorobą prowadzącą do nadmiernej absorpcji żelaza przez organizm. Z punktu widzenia zdrowia, pierwszym zauważalnym skutkiem jest zmieniony smak i jakość wody, co sprawia, że staje się mniej atrakcyjna do spożycia. Dodatkowo długotrwałe spożywanie takiej wody może również zaburzać działanie przewodu pokarmowego, prowadząc do problemów trawiennych.
Negatywne skutki obecności żelaza w wodzie
Obecność żelaza w wodzie może prowadzić do powstawania osadów żelazistych w rurach i instalacjach wodnych. Te osady, zwane również rdzą wodną, mogą powodować zatory i ograniczać przepływ wody, co utrudnia prawidłowe funkcjonowanie systemu. Dodatkowo osady te mogą przyspieszać korozję rur, co skraca ich żywotność i zwiększa ryzyko awarii.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Woda o podwyższonym stężeniu żelaza przekraczającym normy (0,2 mg/l) traci na jakości, co objawia się metalicznym posmakiem oraz nieprzyjemnym zapachem. Ciecz o takim charakterze może być trudna do spożycia oraz negatywnie wpływać na jakość przygotowywanych posiłków czy napojów.
Nadmiar żelaza w wodzie prowadzi również do problemów technicznych, takich jak osadzanie się rdzawych osadów na powierzchniach i urządzeniach domowych. Na przykład, w przypadku instalacji wodnych i armatury, takich jak rury i krany, może dochodzić do gromadzenia się osadów, prowadzących do zmniejszenia przepływu wody, a także do korozji. Osady te mogą również pojawić się na ubraniach po praniu oraz na naczyniach, pozostawiając rdzawy nalot i plamy.
Woda z nadmiernym stężeniem żelaza może także wpływać na funkcjonowanie sprzętów AGD. Pralki, zmywarki czy czajniki elektryczne są bardziej podatne na uszkodzenia, gdy woda zawiera duże ilości tego pierwiastka.
Pod względem zdrowotnym, choć żelazo w wodzie pitnej zazwyczaj nie jest bezpośrednio szkodliwe dla zdrowia, nadmierne jego spożywanie może prowadzić również do dolegliwości żołądkowo-jelitowych, szczególnie u osób wrażliwych. Osoby z zaburzeniami gospodarki żelazowej, jak np. hemochromatoza, powinny unikać nadmiernego narażenia na ten pierwiastek, nawet jeśli występuje on w wodzie pitnej.
Metody usuwania żelaza i manganu z wody
Usuwanie nadmiaru żelaza z wody domowej jest niezbędne, aby zapewnić jej wysoką jakość oraz poprawić wygodę użytkowania. Filtracja i sedymentacja odgrywają główną rolę w usuwaniu żelaza i manganu z wody. Metody te wymagają zazwyczaj przekształcenia żelaza i manganu w formy nierozpuszczalne w wodzie.
- Filtracja - odżelaziacze oraz filtry do wody (węglowe lub oksydacyjne), skutecznie eliminują żelazo. Filtry oksydacyjne wykorzystują proces tlenienia, aby zamienić rozpuszczone żelazo w osad, który jest łatwy do usunięcia. Z kolei filtry węglowe absorbują rozpuszczone żelazo, dzięki czemu poprawia się jakość wody.
- Odmanganianie - w przypadku, gdy woda zawiera zarówno żelazo, jak i mangan, można zastosować proces odmanganiania.
- Utlenianie - Jedną z metod wykorzystywanych do przekształcania tych pierwiastków w formy nierozpuszczalne jest utlenianie, metody te oparte są na koagulacji. Utlenianie można przeprowadzić za pomocą tlenu z powietrza, metod wykorzystujących prąd elektryczny lub odpowiedniego środka utleniającego - do tych celów idealnie sprawdza się wspomniany już manganianem (VII) potasu (KMnO4). Jest to jeden z najsilniejszych środków utleniających. Posiada on również znaczącą zaletę, którą jest utlenianie przy neutralnym pH. Nadmanganian działa zarówno na związki żelaza, jak i manganu. W przypadku tlenu główną zaletą jest prostota, często do napowietrzenia wody wystarcza kaskada. Tlen można również bezpośrednio dozować z butli. Jednym ze środków utleniających jest dwutlenek chloru.
Koagulacja oznacza tworzenie się drobnych ciał stałych, na których sorbowane są zanieczyszczenia, a następnie usuwane w procesie filtracji lub sedymentacji. W przemyśle wodnym jako koagulanty stosuje się sole nieorganiczne, czego typowym przykładem jest siarczan glinu (Al2(SO4)3). Dodawany jest również koagulant pomocniczy.
Filtr piaskowy wykorzystuje warstwę piasku, najczęściej kwarcowego, do procesu filtracji wody. Woda podawana oczyszczeniu powoli opada przez filtr, pozostawiając cząsteczki zanieczyszczeń w drobnych porach piasku. Rozróżnia się powolną i szybką filtrację piaskową. Metody te różnią się nie tylko prędkością filtracji, ale także różnymi rozmiarami ziaren użytego piasku. W przypadku filtracji powolnej ważną rolę odgrywa membrana biologiczna znajdująca się na powierzchni złoża piaskowego, jej zadaniem jest mineralizacja zawartych w wodzie substancji organicznych. Ten rodzaj filtracji stosowany jest głównie do oczyszczania ścieków. Filtracja szybka nie wykorzystuje warstwy biologicznej, ale pozwala na osiągnięcie do 100 razy większej prędkości filtracji. Filtr piaskowy wykorzystuje nie tylko przesiewanie i osadzanie, ale także adsorpcję i działanie elektrostatyczne w celu usunięcia zanieczyszczeń. To właśnie siły elektrostatyczne umożliwiają usuwanie kationów żelaza z wody.
Filtry piaskowe AquaSand mogą być używane do właśnie takich celów. podgrzewaniu lub napowietrzaniu wody. Główną zaletą filtra AquaSand jest jego długa żywotność i bezobsługowa praca. Filtr montowany jest na głównym przyłączu wody, przy wykorzystaniu by-pass, aby nawet podczas serwisu zapewnić dostęp do wody. Popłuczyny, czyli woda z dużą ilością żelaza i manganu po płukaniu filtra odprowadzane są do kanalizacji.
Usuwanie żelaza i manganu z wody za pomocą wymiany jonowej opiera się na zastosowaniu specjalnej żywicy zdolnej do wychwytywania pewnych jonów z roztworu i wymieniania ich na inne. Żywica ta nazywana jest żywicą jonowymienną. W zależności od ładunku jonów, które jest w stanie wychwytywać, rozróżniamy żywice kationowe lub anionowe. Żelazo i mangan są metalami występującymi w postaci kationów, wymiana jonowa w tym przypadku zachodzi na żywicy kationowej. W przypadku usuwania żelaza i manganu wykorzystywany jest cykl sodowy lub wapniowy. Wadą wymiany jonowej jest brak możliwości usunięcia nierozpuszczalnych związków żelaza, dlatego musi być ona połączona z filtracją mechaniczną. Filtr umieszczany jest przed wymiennikiem jonowym.
Filtr AquaEmix działa na zasadzie wymiany jonowej, podczas której specjalne ułożone złoże wychwytuje niepożądane substancje. Za pomocą pierwszej z warstw, warstwy inertnej usuwane są nierozpuszczalne związki utlenionego żelaza. Następnie na warstwie FerroSorb redukowana jest zawartość żelaza i manganu, natomiast HumiSorb usuwa zanieczyszczenia pochodzenia organicznego.
Praktyczne sposoby na radzenie sobie z zażelazioną wodą
Aby poradzić sobie z zażelazioną wodą, można zastosować różne metody, które pomagają usunąć żelazo w wodzie oraz poprawić jej jakość. Oto kilka kroków, które warto podjąć, aby raz na zawsze rozwiązać wspomniany problem:
- Zastosowanie odżelaziacza
Odżelaziacz to specjalistyczne urządzenie, które filtruje wodę, usuwając nadmiar żelaza i innych metali, takich jak mangan. Filtry te są zaprojektowane tak, aby usuwać żelazo i mangan, które mogą tworzyć osady i prowadzić do problemów z instalacjami wodnymi. Instalacja odżelaziacza jest szczególnie polecana w przypadkach, gdy zawartość żelaza w wodzie przekracza dopuszczalne normy (0,2 mg/l dla wody pitnej).
- Filtry do wody
Inną opcją są filtry do wody, które można zamontować na kran lub pod zlew. Są one w stanie zmniejszyć stężenie żelaza i manganu w wodzie, poprawiając jej smak oraz eliminując problem osadów. Filtry do wody na kran to łatwe i wygodne rozwiązanie, które może szybko poprawić jakość wody w domu. Dzbanki filtrujące również mogą pomóc w redukcji żelaza w wodzie, choć ich skuteczność może być ograniczona w przypadku dużych stężeń.
- Regularne badania wody
W przypadku wody ze studni warto regularnie sprawdzić jej jakość, wykonując badania w specjalistycznych laboratoriach. Badania te pozwalają określić stężenie żelaza i manganu, a także innych zanieczyszczeń, które mogą wpływać na jej jakość. Regularne monitorowanie pozwala na wczesne wykrycie problemu i zastosowanie odpowiednich środków zaradczych.
- Uzdatnianie wody
Jeśli problem z zażelazioną wodą jest poważny, konieczne może być uzdatnianie wody na większą skalę. Stacje uzdatniania wody wyposażone w filtry odżelaziające oraz inne zaawansowane technologie są w stanie skutecznie usuwać żelazo i mangan z wody użytkowej.
Jak sprawdzić zawartość żelaza w wodzie?
Aby dokładnie sprawdzić zawartość żelaza w wodzie, istnieje kilka dostępnych metod, które pozwalają na ocenę stężenia tego pierwiastka w wodzie pitnej. Sprawdzenie jego obecności jest istotne nie tylko ze względu na potencjalne problemy zdrowotne, ale także w kontekście ochrony instalacji wodociągowej przed korozją oraz osadzaniem się rdzy.
Laboratoryjne badania wody
Najlepszym sposobem na precyzyjne określenie zawartości żelaza w wodzie jest zlecenie profesjonalnych badań laboratoryjnych. Wystarczy pobrać próbkę z kranu lub studni i przekazać ją do akredytowanego ośrodka badawczego. Dzięki takiej analizie można nie tylko dokładnie sprawdzić poziom tego pierwiastka, ale także wykryć obecność innych, np. manganu. Wyniki badań pokażą, czy woda spełnia obowiązujące normy, gdzie dopuszczalne stężenie żelaza wynosi 0,2 mg/l.
Domowe testy na żelazo
W przypadku braku dostępu do profesjonalnych badań można również skorzystać z domowych testów na żelazo. Testy te, dostępne w sklepach i pozwalają szybko sprawdzić stężenie żelaza w wodzie za pomocą prostych pasków testowych lub testów kolorymetrycznych. Wystaczy zanurzyć tester w wodzie i porównać uzyskany kolor z dołączoną skalą, aby ocenić ilość żelaza w wodzie. Jest to wygodna metoda, choć mniej dokładna od badań laboratoryjnych.
Oznaki nadmiaru żelaza w wodzie
Oznakami nadmiaru żelaza w wodzie mogą być także rdzawe plamy na naczyniach, zacieki na armaturze czy przebarwienia na ubraniach po praniu. Charakterystyczny metaliczny posmak wody również sugeruje przekroczenie dopuszczalnych norm. W takich sytuacjach warto regularnie badać wodę oraz rozważyć instalację filtrów, np. odżelaziaczy, które skutecznie poprawiają jej jakość.
Wyniki badań wody
Poniżej przedstawiono wyniki badań wody uzdatnionej ze Stacji Uzdatniania Wody przy ul. Padlewskiego 89 w Mławie:
Badania mikrobiologiczne wody
| Wskaźnik | Jednostka miary | Wartość przeprowadzonego pomiaru |
|---|---|---|
| Liczba Clostridium perfringens w 100 ml wody | liczba | 0 |
| Liczba bakterii Escherichia coli w 100 ml wody | liczba | 0 |
| Liczba bakterii grupy coli w 100 ml wody | liczba | 0 |
| Liczba enterokoków kałowych w 100 ml wody | liczba | 0 |
Badania fizykochemiczne wody
| Wskaźnik | Jednostka miary | Wartość przeprowadzonego pomiaru | Dopuszczalna norma |
|---|---|---|---|
| Amoniak | mg/l NH4 | poniżej 0,05 | 0,50 |
| Antymon | μg/l Sb | poniżej 1,0 | 5 |
| Arsen | μg/l As | poniżej 1,0 | 10 |
| Azotany | mg/l NO3 | poniżej 4,50 | 50 |
| Azotyny | mg/l NO2 | poniżej 0,03 | 0,50 |
| Barwa | mg/l Pt | poniżej 5,0 | 15 |
| Bor | mg/l B | poniżej 0,05 | 1,0 |
| Chlorki | mg/l Cl | 28,8 | 250 |
| Chrom | μg/l Cr | poniżej 4,0 | 50 |
| Cyjanki ogólne | μg/l CN | poniżej 15 | 50 |
| Fluorki | mg/l F | 0,18 | 1,5 |
| Glin | μg/l Al | poniżej 10,0 | 200 |
| Indeks nadmanganianowy | mg/l O2 | 1,43 | 5 |
| Jon amonowy | mg/l NH4 | poniżej 0,05 | 0,50 |
| Kadm | μg/l Cd | poniżej 0,3 | 5 |
| Smak | akceptowalny | akceptowalny | |
| Zapach | akceptowalny | akceptowalny | |
| Mangan | μg/l Mn | poniżej 4,0 | 50 |
| Miedź | mg/l Cu | poniżej 0,002 | 2,0 |
| Mętność | NTU | 0,31 | 1 |
| Nikiel | μg/l Ni | poniżej 5,0 | 20 |
| Odczyn pH | 7,3 | 6,5-9,5 | |
| Ołów | μg/l Pb | poniżej 1,0 | 25 |
| Przewodność elektryczna właściwa | µS/cm | 572,0 | 2500 |
| Selen | μg/l Se | poniżej 2,0 | 10 |
| Siarczany | mg/l SO4 | 115,0 | 250 |
| Twardość | mg/l CaCO3 | 345,0 | 60-500 |
| Sód | mg/l Na | 15,0 | 200 |
| Żelazo ogólne | μg/l Fe | poniżej 60 | 200 |
Wyniki badań wody uzdatnionej ze Stacji Uzdatniania Wody przy ul. Instalatorów 5 w Mławie oraz z punktów poboru wody na terenie Mławy (wg legendy) dostępne są w oryginalnym tekście.
tags: #żelazo #w #wodzie #pitnej #normy
