Elezo ve vodě – metody výzkumu a popis prvku | Laboratoř MGULAB

Železo je charakteristickým prvkem přírodních vod v zóně nadměrné vlhkosti. Na území této přírodní zóny se nacházejí města ve středním Rusku, na Sibiři a na Dálném východě. V podzemních vodách v Moskvě a Moskevské oblasti obsah železa téměř všude překračuje hodnotu MPC.

Železo – jeden z nejběžnějších prvků v přírodě. Jeho obsah v zemské kůře je asi 4,7 % hmotnosti, proto se železo z hlediska výskytu v přírodě obvykle nazývá makroprvkem. Je známo přes 300 minerálů obsahujících sloučeniny železa. Patří mezi ně magnetická železná ruda alfa FeO(OH), hnědá železná ruda Fe₃О₄*N₂Oh, hematit (červená železná ruda) a další. Hlavním zdrojem sloučenin železa v povrchových vodách jsou procesy chemického zvětrávání hornin, doprovázené jejich mechanickou destrukcí a rozpouštěním. V procesu interakce s minerálními a organickými látkami obsaženými v přírodních vodách vzniká komplexní komplex sloučenin železa, které se ve vodě nacházejí v rozpuštěném, koloidním a suspendovaném stavu. Značné množství železa pochází z podzemních odpadních vod a odpadních vod z hutnictví, kovodělného průmyslu, textilního průmyslu, průmyslu barev a laků a zemědělských odpadů.

Dopad na tělo

Železo je pro zvířata a rostliny životně důležitý stopový prvek, tedy prvek nezbytný pro život živých organismů v malém množství. V lidském těle je železo součástí biologicky nejdůležitějších organických sloučenin – krevního hemoglobinu a řady enzymů. Asi 70 % železa obsaženého v lidském těle je součástí hemoglobinu. Hlavním fyziologickým účelem železa je účastnit se procesu krvetvorby.

Žehlit ve vodě

V přírodních vodách může voda obsahovat železo v různých formách. Nejběžnějšími druhy železa jsou dvojmocné a trojmocné železo. Čistá průzračná voda vytékající ze studny se nám po nějakém stání na vzduchu začne doslova před očima kalit a získá charakteristickou červenohnědou barvu. To se děje proto, že sloučeniny dvojmocného železa, které přicházejí do styku se vzdušným kyslíkem, oxidují a přeměňují se na nerozpustná forma trojmocného železa – sraženina zvaná rez. Obsah železa ve vodě nad 1-2 mg Fe / dm 3 výrazně zhoršuje organoleptické vlastnosti, dodává jí nepříjemnou svíravou chuť a činí vodu nevhodnou pro použití i pro technické účely. Maximální přípustná koncentrace železa je 0,3 mg Fe / dm 3 (limitním ukazatelem škodlivosti je organoleptický).

Rez je ve vodě z vodovodu velmi běžná. Jedním z hlavních důvodů jsou zastaralé vodovodní systémy. Voda po úpravě v komunálních úpravnách vody obvykle obsahuje malé množství železa, které odpovídá lékařským normám, ale při průchodu mnohakilometrovým potrubím ve vodovodní síti ke konečnému spotřebiteli podléhá sekundární kontaminaci, rozpouští korozi výrobky z ocelových trubek.

Výsledkem je, že na výstupu máme opět „železitou“ vodu s nažloutlým odstínem. Voda nasycená sloučeninami železa má nejen nepříjemný vzhled. Poškozuje uzavírací ventily a zanechává rezavé skvrny na keramických površích vodovodních armatur. Navíc lékaři prokázali, že voda s vysokým obsahem železa (nad 0,3 mg/l) vede k onemocněním jater, zvyšuje riziko infarktu, negativně ovlivňuje reprodukční funkce organismu a také způsobuje alergické reakce.

Zvýšený obsah železa ve vodě vytváří příznivé podmínky pro rozvoj železné bakterie, zejména v ohřáté vodě. Tyto mikroorganismy tvoří větvící se kolonie, které komplikují provoz vodních staveb. Odpadní produkty bakterií železa jsou karcinogeny. Usazování železa uvnitř potrubí je ideálním prostředím pro rozvoj E. coli, hnilobných bakterií a různých dalších mikroorganismů. To vše zhoršuje chemické a bakteriologické parametry vody.

Čištění vody ze železa

Přírodní vody mohou obsahovat dvojmocné (dusité) nebo trojmocné (oxidové) železo. Železo se nejčastěji vyskytuje ve vodě podzemních zdrojů ve formě hydrogenuhličitanu železnatého Fe(HCO₃)₂, tedy hydrogenuhličitan železa. Železné železo lze z podzemní vody odstranit provzdušňováním vody.. Je třeba poznamenat, že hydrogenuhličitan železa ve vodě je částečně hydrolyzován a ztrácí oxid uhličitý. Hydroxid železnatý Fe(OH)₂slučováním s kyslíkem se mění na koloidní hydroxid železitý Fe(OH)₃, který se při koagulaci mění na oxid železa Fe₂O₃3H₂O, vypadávající ve formě hnědých vloček. Proto je nutné po provzdušnění propouštět vodu přes kontaktní nádrže a filtry.

Pokud voda obsahuje síran železnatý FeSO₄, pak při provzdušňování takové vody nedochází k jejímu odželeznění, jelikož při hydrolýze rozpuštěné soli železa vzniká kyselina uhličitá, která snižuje pH vody na hodnotu menší než 6,8, při které se hydrolýza téměř zastaví. Proto z vody CO₂ odstraňuje se předvápněním, po kterém je nutné usazení a přefiltrování vody.

Pro stanovení nejekonomičtějšího způsobu odželezňování pro danou vodu je nutné provést zkušební odstranění železa. Odstranění vody pro potřeby domácnosti a pitnou vodu se provádí, pokud zdrojová voda obsahuje železo v množství větším než 0,3 mg/l a speciální instalace se provádějí pouze v případech, kdy nelze železo odstranit současně při úpravě vody na jiných úpravnách vody.

Abyste se mohli rozhodnout, která metoda deferrizace vody je pro vás nezbytná, musíte pochopit, v jakých formách je železo přítomno ve vaší vodě. Za tímto účelem se doporučuje kontaktovat specializované analytiky a odborníky na úpravu vody. Všechny tyto záležitosti jsou v kompetenci MSU LAB.