Анализ воды в домашних условиях на железо и как сделать прибором

Каждый дом имеет собственный источник воды, которая требуется для обеспечения жизнедеятельности человека. Источником может быть колодец, пробуренная скважина или централизованная подача из городских систем. Прежде чем использовать получаемую воду, необходимо ее классифицировать при помощи анализа качества, что позволит понять, как эту воду можно использовать и какие очистные системы устанавливать. В этой статье мы узнаем, как сделать простой анализ воды в домашних условиях используя подручные средства.

Для чего проводится анализ воды?

Подача воды в квартиры и частные дома через центральную систему водоснабжения осуществляется через специальные магистрали, которые в подавляющем большинстве уже давно отработали свой срок и находятся в плачевном состоянии. Металлические трубы ржавеют, что способствует появлению различных примесей, протечек и благоприятствует размножению болезнетворных грибков.

Вода из колодцев и скважин так же нуждается в лабораторном анализе или тестировании на специальных приборах, поскольку в связи с ухудшением экологической обстановки, грунтовые воды часто принимают на себя большую часть загрязнений из поверхности.

К сведению. Согласно экологическим исследованиям по территории России, поставляемая питьевая вода в многоквартирные дома уже давно не может считаться питьевой, а в 70% случаях, её нельзя использовать даже для мытья посуды или принятия душа. В связи с этим, практически все квартиры и дома оснащаются дополнительными механическими и химическими фильтрами, которые очищают воду от примесей, грязи и позволяют применять её для хозяйственно-бытовых нужд.

Анализ воды проводится так же для выявления количества железа и кальция в жидкости, поскольку любой современный бытовой прибор, такой как бойлер или стиральная машинка, очень быстро приходит в негодность от накипи и жесткости воды. Особо тщательно стоит подходить к анализу при наличии детей в семье, поскольку их организм ещё не обладает достаточно крепким иммунитетом для распознавания и борьбы с многими болезнетворными бактериями или аллергическими веществами, которые могут содержаться в воде.

Рекомендуем к прочтению:

Наборы для анализа воды

Для того чтобы провести экспресс анализ самостоятельно с выявлением многих показателей, существуют специальные приборы и наборы с различными реагентами. Как правило они компактны и легко помещаются в рюкзаке.

Обычно такие тестеры содержат лакмусовые бумажки, пропитанные специальными составами, которые при помещении в воду вступают в реакцию в определенным видом химических элементов. Бумажка меняет свой цвет и на его основании можно выявить наличие и количество тех или иных элементов в воде.

К сведению. Существуют наборы, в комплект которых входят флаконы с химическими реагентами. Для получения результатов, в емкость набирают исследуемую жидкость, добавляют небольшое количество нужного реагента и смотрят на реакцию, которая обычно проявляется в изменении цвета воды или её консистенции. После тестирования образца реагентами, употреблять такую воду нельзя.

Для того чтобы сделать анализ воды, можно применять такие наборы как:

Рекомендуем к прочтению:

• «Природные воды». Этот набор предназначен для выявления и определения количества солей, наличия хлора в воде и показания кислотности.
• «Родник». Данный комплект показывает наличие таких опасных элементов как нитриты и нитраты. Так же способен показывать уровень железа и количество марганца в жидкости.
• «Колодец» служит для общего определения уровня железа и примесей алюминия, может показывать наличие некоторых видов нитратов.
• «Скважина». Этот набор можно считать универсальным, поскольку дает возможность определить все вышеперечисленные элементы, а также уровень фторидов в грунтовых водах.

К сведению. Каждый из перечисленных наборов предназначен для самостоятельного определения качества воды и имеет вложенные инструкции с правилами использования и техническими характеристиками для расшифровки показаний.

Правила взятия проб для проверки домашней воды

Перед тем как сделать анализ питьевой воды, для получения максимально точных результатов, необходимо предотвратить попадание в образец посторонних элементов извне. Даже необработанная емкость с образцом может повлиять и исказить результаты теста. Для отбора жидкости из источника существует несколько простых правил:

• Набирать воду для анализа необходимо в чистую емкость или специальный пакет. Для этого можно приобрести стерильные пластиковые емкости в аптеках.
• Перед забором, нужно протереть кран или вентиль медицинским спиртом, после чего обработать руки или надеть стерильные перчатки.
• Перед тем как набрать воду для анализа, необходимо сточить её на полном напоре в течении 5-10 минут, в зависимости от типа источника.
• Далее набираем в одну или несколько емкостей (зависит от количества тестов) нужное количество воды, лучше от 0,5 до 1 литра.
• После отбора можно проводить тестирование реагентами или лакмусовыми бумажками.

Важно! Если для определения качества используется несколько реагентов, то для каждого из них необходимо приготовить отдельную емкость. То же касается и лакмусовых бумажек.

Быстрый тест по внешним признакам

Быстрый анализ питьевой воды можно провести самостоятельно на основании внешних показателей без использования приборов и химических тестеров. Проверить можно по следующим показателям:

• Запах и вкус. В этом случае проверка проходи в два этапа. В первом этапе жидкость необходимо нагреть до температуры 20°С и при этом чистая вода не должна менять цвет и иметь запах. Далее образец нагревают до 60°С и если он по прежнему не поменял цвет и не имеет запаха, то можно попробовать на вкус. Вода не должна быть кислой, солёной, щипать кончик языка или иметь металлический привкус.

К сведению. Наличие неприятных запахов свидетельствует о наличии в жидкости продуктов жизнедеятельности органических организмов. Так же может присутствовать запах хлора.

• Цвет жидкости. Определить качество воды по цвету без прибора или чистого образца достаточно сложно. Жидкость не должна иметь цвета, а быть абсолютно прозрачной. Рекомендуется набрать образец в стеклянную емкость и посмотреть на неё под воздействием солнечных лучей, которые помогут выявить малейший окрас.
• Прозрачность. Изначально скваженная или колодезная вода может иметь мутноватый вид из-за наличия примесей железа и природных солей. В лаборатории есть специальный прибор колориметр, для определения прозрачности, но в домашних условиях это проверяется в прозрачной посуде на свету.
• Жесткость воды. Это один из важнейших показателей для жидкости используемой в технических целях, для мытья посуды или стирки. Для проверки нужно вскипятить образец и посмотреть на наличие осадка или появления накипи. Так же можно использовать стиральный порошок или мыло для тестирования. В жесткой воде моющие средства очень плохо мылятся.

Перед тем как проверить качество воды, во многих случаях потребуется наличие чистого образца для сравнительного анализа. Для этого можно купить обычную питьевую воду в магазине

Железо в вводе, Как определить? Примеры, решение

В состав воды входит растворенное двухвалентное железо, а совсем не тот металл, который мы себе представляем. Попасть в питьевую воду оно может естественным путем, например, при прохождении через горные породы. Также причиной может служить промышленная деятельность человека. Причиной повышения содержания железа в центральном водопроводе чаще всего становятся старые трубы, которые в процессе эксплуатации подвергаются коррозии.

Как определить повышение уровня железа в воде

Санитарными нормами РФ максимально возможный уровень содержания железа в воде составляет 0,3 мг/л. Такое его количество способствует нормальному функционированию системы водопровода и отопления.

Если необходимо максимально точно определить уровень железа в воде, то такую информацию сможет дать только лабораторный анализ. Осуществляется он на специальном оборудовании с использованием реагентов. Полученные результаты безошибочно укажут на наличие железа в воде, а также помогут определить количественное его содержание. На основании этих данных уже можно будет подобрать необходимое оборудование для очистки воды.

Определить факт наличия железа в воде можно самостоятельно. Для этого достаточно оставить наполненную водой емкость на ночь. Если ее цвет изменится или появится осадок цвета ржавчины, то это является точным свидетельством наличия железа в воде. Появление осадка обусловлено процессом окисления двухвалентного железа до трехвалентного. Недостатком такого способа является то, что уровень железа в воде определить невозможно.

Чем опасна вода с повышенным содержанием железа

Максимально допустимый уровень железа в воде Всемирной организацией здравоохранения не установлен, так как точных данных о влиянии его на организм человека нет. Но предполагается, что частое употребление такой воды способствует появлению дерматитов, нарушениям работы кроветворных органов, сердца и репродуктивной системы. Кроме того, присутствуют следующие негативные стороны:

• Из-за железа вода приобретает ржавый цвет и неприятный металлический привкус;
• Такая вода непригодна для употребления ее в пищу или приготовления еды;
• Во время стирки на белье появляются ржавые разводы;
• Наносится серьезный ущерб сантехнике и водопроводным трубам. На унитазе и раковинах появляются желтые разводы, которые удалить сложно. В трубах же накапливается осадок и создается благоприятная среда для развития железобактерий. Это приводит к их засорению.

Как решить эту проблему

Чтобы удалить железо из воды, устанавливаются специальные очистительные системы. Мощность и тип их зависит от исходного уровня содержания железа и подбирается индивидуально. Также учитывается назначение здания и количество проживающих людей.

промышленные фильтры и народные методы

Для водоснабжения частных домов и дач подключаются к центральному водопроводу или бурят скважины. Считается, что вода из глубокой скважины чище и полезнее для здоровья, чем водопроводная. Это не всегда так. Да, в ней не содержится химических веществ, которые добавляют на очистных станциях, но при этом могут быть примеси других элементов, причем в количествах, превышающих нормы. Часто вода содержит слишком много железа. Она не пригодна для питья и хозяйственных нужд. Можно ли самостоятельно определить причины проблем с водой? Как очистить воду из скважины от железа?

Схема устройства автономной системы водоснабжения в частном доме

Железо – один из самых распространенных элементов в природе, поэтому нет ничего странного в том, что в воде из скважины содержится большое количество этого металла. По санитарным нормам его содержание не должно превышать 0,3 мг/л, но иногда показатели достигают и 20 мг/л.

Признаки повышенного содержания железа ↑

• Вкусовые качества

Если у воды из скважины металлический привкус, определенно пора сдать анализы и выяснить, насколько она загрязнена. Изменение вкусовых качеств может свидетельствовать о превышении нормы, т.к. при содержании железа до 0,1 мг/л человек вообще не ощущает «металла во рту». Чем выше концентрация, тем неприятнее на вкус вода. Это чувствуется даже в чае, кофе, приготовленных блюдах.

Один из признаков высокой концентрации железа – появление ржавых потеков на сантехнике, налет буроватого цвета в чайниках и кастрюлях. При стирке в загрязненной воде может обесцвечиваться цветное белье.

В зависимости от того, в какой форме растворено железо в воде, жидкость может казаться мутноватой. Но этот признак нельзя считать стопроцентно надежным, т.к. иногда примеси мало сказываются на внешнем виде воды.

Так выглядит вода с высокой концентрацией железа

В каких формах железо содержится в воде ↑

Для владельца скважины важны такие соединения железа:

• Двухвалентное. Растворяется в воде и никак не меняет ее цвет, не сказывается на прозрачности. Определить наличие элемента можно так: воду наливают в белую посуду и оставляют на несколько часов. Если на стенках появится осадок, значит, примеси есть.
• Трехвалентное. Способно изменить цвет и прозрачность воды, т.к. не растворяется. Обычно имеет буроватый или желтый цвет. Если дать отстояться воде, железо выпадет в осадок.
• Органические соединения. Металл в этих формах не дает осадка, но способен изменить цвет жидкости на желтоватый.
• Бактериальное железо. Образует радужную пленку на поверхности жидкости, загрязняет элементы водопровода желеобразными отложениями.

Разница между чистой водой из скважины и перенасыщенной железом

Железо необходимо организму человека. В крови его содержание достигает 4-5 г, а дневная норма потребления составляет 6-18 мг/сутки в зависимости от пола и возраста. Но при избытке микроэлемента возникают проблемы: он плохо выводится из организма, стенки кишечника могут удалить до 10 мг/сутки.

По нормам ВОЗ предельное содержание железа в воде составляет 0,3 мг/л. При этом установлены такие нормы вовсе не по объективным критериям, а по вкусовым качествам. Проблема заключается в том, что определить, сколько человек потребляет железа, невозможно. Микроэлемент попадает в организм с разными продуктами – печенью, бобовыми, яблоками, рыбой и т.д.

Предельно переносимое количество железа для организма – 0.8 мг/кг массы тела. Это тоже примерная цифра, ведь, как мы уже выяснили, ВОЗ ориентируется не только на медицинские критерии. К тому же слишком мало подтвержденных данных о конкретных нарушениях работы организма при превышении норм железа.

Вода с предельной концентрацией железа 0,3 мг/л уже неприятна на вкус. Поэтому владельцу скважины лучше ориентироваться не только на нормы, но и на собственные вкусовые рецепторы. Если есть металлический привкус – следует проверить и очистить воду, ведь даже при нормальной, с точки зрения ВОЗ, концентрации железа воду зачастую невозможно пить без отвращения.

Схема системы очистки воды из скважины

Если скважину пробурили недавно, анализ воды делают сразу же. Также потребность в анализе возникает при резком изменении вкуса или внешнего вида жидкости. Существует определенный алгоритм взятия проб. Его нельзя нарушать, иначе результаты будут необъективными. Основные правила забора:

• В качестве емкости используют стеклянную или пластиковую посуду объемом не более 1,5 л. Нельзя использовать бутылки из-под напитков с красителями и ароматизаторами, но можно набирать пробу в тару из-под минералки.
• Бутылку или банку несколько раз промывают горячей водой, потом холодной – той же, которую возьмут на анализ. Бытовую химию использовать нельзя.
• Перед забором открывают кран на 15-20 минут и дают воде стечь, чтобы примеси, осевшие на трубах, не сказались на результатах анализа.
• Воду набирают, открыв кран на минимум. Она не должна перенасыщаться кислородом, чтобы предотвратить возможные химические реакции.
• Когда емкость наполнится до краев, ее плотно закрывают. Это поможет перекрыть доступ воздуха. После этого бутылку ставят в непрозрачный пакет или сумку, чтобы избежать воздействия солнечных лучей.
• Пробу доставляют в санстанцию в течение ближайших трех часов. Если нет такой возможности, то хотя бы в тот же день.

Хранить воду нежелательно, но если приходится, то ее заворачивают в темный непрозрачный пакет и ставят в холодильник. Вода, простоявшая в холодильнике более 2 суток, непригодна для анализа, нужно повторить забор.

Внимание! Если рядом со скважиной расположены промышленные предприятия или другие объекты, деятельность которых может сказаться на качестве воды, анализ следует делать не реже одного раза в год.

Анализ воды проводят с помощью специальных тестов и химических реагентов

Выбор способа очистки зависит от формы, в которой находится элемент в воде. Чаще всего это двухвалентное железо. Оно придает воде металлический привкус, но не меняет цвета. Для очистки используют такие способы:

• ионообменный;
• обратный осмос;
• народные методы.

Обезжелезивающие фильтры и картриджи ↑

Ионообменный метод обезжелезивания. Для очистки придется поставить фильтр с ионообменным картриджем. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение картриджам Fe-10sl, Fe-20BB фирмы Гейзер, подойдет также и БА, работающий по другому принципу, но достаточно эффективный.

Обратный осмос. Более надежный способ снижения концентрации железа. Мембраны фильтра обратного осмоса хорошо очищают воду от многих примесей, но могут возникнуть проблемы, если жидкость содержит слишком большое количество трехвалентного железа – оно забивает поры фильтра.

Обезжелезивающий механический фильтр

Эффективные «народные рецепты» от доморощенных кулибиных ↑

Наши соотечественники привыкли все проблемы решать самостоятельно, не полагаясь на высокие технологии, и без лишних затрат. Их советы бывают очень уместными и действительно полезными. Бывалые дачники рекомендуют просто отстаивать воду и обогащать кислородом, дожидаться, пока железо выпадет в осадок, и аккуратно набирать чистую прозрачную жидкость. Это можно сделать так:

• В ведре. Самый незамысловатый способ: поставьте воду на несколько часов и аккуратно набирайте ее сверху.

• Открытый резервуар. Принцип тот же, но воду ставят в корыте. Чтобы ускорить химические реакции, в емкость опускают обычный аквариумный компрессор.

• Хранение воды в специальном баке. Воду из скважины хранят в баке, набирают по мере надобности, а когда слой осадка становится слишком заметным, бак просто очищают.

Хотя советы «самородков» выглядят слишком простыми, они вполне применимы и опираются на объективные химические процессы. Если железо трехвалентное, то оно выпадет в осадок, и набранная вода будет в разы чище. Двухвалентное железо под воздействием кислорода становится трехвалентным, поэтому открытый резервуар и компрессор – хорошие варианты очистки своими руками.

Схема простейшего самодельного фильтра

Лучше отдать предпочтение фильтрам известных производителей и максимально очистить воду от всех ненужных примесей. Но пока не приобретете нужное оборудование, в качестве временной меры пригодятся «народные методы». Они просты и не требуют серьезных затрат. Для дачи, где нет большого расхода воды, достаточно купить объемный бак и компрессор. А вот для дома с постоянным проживанием, фильтр – жизненно необходимая вещь.

Методика ускоренного определения содержания железа в воде

«Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности», г. Пересвет

Методика ускоренного определения содержания железа в воде

Бахвалов А.В.

кандидат биологических наук, начальник группы

центральная химическая лаборатория

федеральное казённое предприятие

Методика разработана на основе ГОСТ 4011-72 «Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа» [1, 3]. Разрабатывалась методика для оперативного контроля качества оборотной охлаждающей воды на производстве. Основным её преимуществом является высокая скорость выполнения анализа при приемлемой точности. Используемые реактивы вполне доступны, безопасны и имеют длительный срок хранения, что немаловажно. Внедрение предлагаемой методики не предполагает полного отказа от использования ГОСТ 4011-72 для ежеквартального контроля качества оборотной воды.

Принцип метода

В основу метода положено окисление всех форм железа, содержащихся в исследуемой воде, до трёхвалентного состояния с последующим количественным определением с использованием сульфосалициловой кислоты. По ГОСТ 4011-72 окисление проводится кислородом воздуха, посредством кипячения подкисленной соляной кислотой пробы (с частичным выпариванием). В описываемой методике окисление соединений железа проводится на холоде пероксидом водорода [2, 415] (используется в виде таблеток гидроперита) в кислой среде. Для подкисления пробы используется раствор сульфосалициловой кислоты, которая одновременно является и индикатором. Комплексное соединение трёхвалентного железа с сульфосалициловой кислотой имеет слабую фиолетовую окраску в кислой среде, переходящую в интенсивную жёлтую в щелочной среде, при рН≈9 [3, 160]. Поэтому после проведения окисления соединений железа в пробу добавляются растворы аммиака и хлорида аммония для создания оптимального рН. После проявления окраски измеряют оптическую плотность растворов и вычисляют содержание железа в исходной воде. Интенсивность окраски раствора в зависимости от содержания железа подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера при содержании железа в анализируемой воде до 2 мг/л.

При необходимости возможно визуальное определение содержания железа путём сравнивания окраски проб с эталонными растворами. Для этого анализируемые пробы и эталонные растворы следует перелить в пробирки из бесцветного стекла так, чтобы столб жидкости во всех пробирках был одинаков и составлял 15-20 см. Сравнение проводится на белом фоне, смотреть следует сверху пробирки, через весь слой жидкости, подкладывая на дно пробирок лист белой бумаги.

Приготовление реактивов

Раствор сульфосалициловой кислоты. 20 г сульфосалициловой кислоты поместить в мерную колбу на 100 мл и растворить в небольшом количестве дистиллированной воды. Затем разбавить водой до метки и перемешать.

Раствор хлорида аммония 2 моль/л. 10,7 г хлорида аммония поместить в мерную колбу на 100 мл и растворить в небольшом количестве дистиллированной воды. Затем разбавить водой до метки и перемешать.

Раствор аммиака 1:1. В мерную колбу на 100 мл внести 50 мл концентрированного (25 %) раствора аммиака, разбавить водой до метки и перемешать.

Гидроперит. Используется обычный аптечный гидроперит в виде таблеток весом 1,5 г.

Построение градуировочного графика

Приготовление основного стандартного раствора. Навеску 0,8636 г железоаммонийных квасцов поместить в мерную колбу на 1000 мл, добавить немного дистиллированной воды и 2 мл концентрированной соляной кислоты. После растворения соли долить водой до метки и перемешать. 1 мл полученного раствора содержит 0,1 мг железа.

Приготовление рабочего стандартного раствора. 5 мл основного рабочего раствора поместить в мерную колбу на 100 мл и разбавить водой до метки. 1 мл полученного раствора содержит 0,005 мг железа. Раствор должен быть использован в тот же день.

Приготовление рабочей шкалы. В конические колбы поместить 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл рабочего стандартного раствора и довести дистиллированной водой до 50 мл. Полученная шкала соответствует содержанию железа 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50 мг/л соответственно. Затем во все колбы добавить по 1 мл раствора сульфосалициловой кислоты и по одной размятой в ступке таблетке гидроперита (1,5 г). Перемешать до растворения гидроперита и выдержать 5 минут. Затем во все колбы добавить по 1 мл раствора хлорида аммония и по 1 мл раствора аммиака. Выдержать 5 минут и измерить оптическую плотность при длине волны 400 нм, кюветы 50 мм. Оптическую плотность следует определять относительно холостой пробы.

Градуировочный график строится в осях «концентрация железа, мг/л» — «оптическая плотность».

Выполнение анализа

В коническую колбу поместить аликвоту 50 мл анализируемой воды, добавить 1 мл раствора сульфосалициловой кислоты. Одну таблетку гидроперита размять в ступке и всыпать в анализируемую воду. Перемешать содержимое колбы и выдержать 5 минут для окисления двухвалентных соединений железа в трёхвалентные. Затем в колбу добавить 1 мл раствора хлорида аммония и 1 мл раствора аммиака и выдержать 5 минут для развития окраски.

Параллельно следует приготовить холостую пробу, взяв в колбу аликвоту 50 мл дистиллированной воды и проделав с ней все вышеперечисленные операции.

Далее следует провести определение оптической плотности пробы относительно холостой при длине волны 400 нм, используя кюветы длиной 50 мм.

Можно также определить содержание железа визуально, перелив пробу в высокую пробирку слоем 15-20 см и сравнивая окраску со шкалой на белом фоне, глядя сверху, через весь слой жидкости.

Проведение расчётов

Если проба воды перед анализом не разбавлялась, то содержание железа в мг/л вычисляется по градуировочному графику. При предварительном разбавлении пробы содержание железа вычисляется по формуле:

ХV /c50

X – содержание железа, мг/л. с – содержание железа, мг/л, найденное по градуировочному графику.

V – объём аликвоты воды, взятой на анализ, мл.

50 – объём, до которого разбавлена взятая аликвота, мл.

За окончательный результат анализа принимается среднее арифметическое значение двух параллельных определений, если расхождение между ними не превышает 25 %.

Результаты и обсуждение

Построение градуировочного графика было проведено в трёх повторностях: были приготовлены три одинаковые серии стандартных растворов, которые были проанализированы по той же схеме, что и исследуемые образцы. После необходимой выдержки были определены их оптические плотности при длине волны 400 нм и толщине поглощающего слоя 50 мм относительно холостой пробы (табл. 1).

Таблица 1. Оптические плотности растворов рабочей шкалы

Из таблицы видно, что все три серии имеют близкие значения соответствующих стандартных растворов, что говорит о хорошей сходимости предлагаемого метода определения содержания железа в воде. Следует отметить, что стандартный раствор 0,05 мг/л во всех случаях слабо развивает окраску: его оптическая плотность во всех сериях близка к нулю.

По рассчитанным средним значениям оптической плотности растворов был построен градуировочный график (рис. 1). На графике (рис. 1) видно, что все точки (кроме 0,05 мг/л) удовлетворительно ложатся на прямую линейной аппроксимации, о чём говорит значение коэффициента детерминации, близкое к единице (R² = 0,9929). Этот факт указывает на выполнение закона БугераЛамберта-Бера и делает допустимым количественное определение железа в данном диапазоне концентраций. В методике ГОСТ указано, что закон Бугера-Ламберта-Бера выполняется при содержании железа в анализируемой пробе до 2 мг/мл, однако в данной работе построение градуировочного графика нецелесообразно: регламентированное содержание железа в оборотной воде не должно превышать 0,3 мг/л.

Рис. 1. Градуировочный график для определения содержания железа в воде

Слабое развитие окраски в стандартном растворе с содержанием 0,05 мг/л и её «выпадение» из градуировочного графика указывает, что количественное определение железа в воде (при использовании фотоколориметра) возможно при концентрации, превышающей 0,1 мг/л. Однако в ряде случаев к оборотной охлаждающей воде предъявляются повышенные требования: содержание железа не должно превышать 0,05 мг/л. В этом случае следует использовать метод визуального колориметрирования. В слое 15-20 см окраска раствора хорошо различима, и если интенсивность окраски пробы анализируемой воды меньше, чем у стандартного раствора с содержанием железа 0,05 мг/л, то даётся заключение, что содержание железа в анализируемой воде не превышает 0,05 мг/л.

В процессе работы некоторые пробы были проанализированы параллельно по ГОСТ 4011-72 и по предлагаемой методике (табл. 2).

Таблица 2. Содержание железа в пробах воды, определённое по ГОСТ 4011-72 и по предлагаемой методике

Из полученных результатов (табл. 2) видно, что полученные по обеим методикам результаты имеют близкие значения. Расхождение результатов, полученных по предлагаемой методике, с результатами, полученными по ГОСТ 4011-72, не превышают 25 %, то есть не выходят за рамки определённого в ГОСТ 4011-72 предела повторяемости.

Следует отметить, что сравнение двух методик проводилось при содержании железа в анализируемой воде не более 0,5 мг/л, так как более высокое содержание железа в воде, используемой на предприятии, не отмечается. При необходимости использовать предлагаемую методику для анализа воды с содержанием железа более 0,5 мг/л, следует увеличить число стандартных растворов для построения градуировочного графика и провести сравнение с методикой ГОСТ 4011-72 для более высоких концентраций.

Основываясь на сравнении результатов, полученных по предлагаемой методике и по методике ГОСТ 4011-72, можно рекомендовать описанную в статье ускоренную методику определения железа в воде для проведения оперативного контроля качества технологической воды на производствах.

Литература

окисление железо сульфосалициловый вода

1. ГОСТ 4011-72. Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа». М.: Госстандарт, 1972. 9 с.

2. Гиллебранд В.Ф., Лендель Г.Э., Брайт Г.А., Гофман Д.И. Практическое руководство по неорганическому анализу. М.: Госхимиздат, 1957. 1014 с.

3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. 480 с.

содержание железа в воде

Вода необходима для нормального существования и жизнедеятельности любого живого организма. Но к сожалению, качество водопроводной воды, воды добытой из водозаборных скважин, оставляет желать лучшего, по причине несовершенной, некачественной фильтрации. И даже несмотря на то, что вода добытая из глубоких горизонтов намного более минерализована, ее качество и состав зависит от глубины расположения водоносного слоя, из которого ее добывают. В воде могут содержаться вредные примеси, органические частички, соли тяжелых металлов и даже опасные патогенные бактерии. В современных водопроводах для очистки и обеззараживания применяют устаревший метод хлорирования, который не только является не эффективным, но и не самым лучшим образом сказывается на состоянии нашего здоровья.

Железо в воде. Как определить

Признаком некачественной воды является специфический привкус, запах, изменение цвета, наличие осадка. Исходя из данных проведенных лабораторных анализов, в водопроводной воде наиболее часто встречается такой химический элемент как железо. Отметим, что содержание железа в воде не должно превышать 0.3 мг/м3. Данный химический элемент попадает в воду в процессе растворения горных пород под воздействием подземных вод. Помимо этого минерал попадает в воду с промышленными стоками, если предприятия сбрасывают свои  ядовитые отходы в ближайшие водоемы, железо в ионной форме, с солями тяжелых металлов, неизменно будут присутствовать в водопроводе. В  трехвалентной форме железо попадает из очистительных сооружений, в которых применяют для очищения коагулирующие вещества.

В большей концентрации этот природный минерал содержится в болотных водах, где он вступает в реакцию с кислотами глуминовых солей. В результате химических процессов образуется органическое железо, которое может вступать в различные соединения, имеет коллоидное состояние и всегда растворимо. В водах подземных слоев железо содержится в двухвалентном состоянии, то есть в растворимом виде, но после попадания в систему водопроводов, под воздействием кислорода происходит его окисление и железо переходит в трехвалентную форму. Попросту говоря, превращается в ржавчину. Трехвалентный минерал образует гидроксид железа, который может быть растворен только при низком показателе водопроводного рН.

Разные виды железа по-разному проявляют свои свойства. Определить, какой вид природного элемента содержится в водопроводной воде можно по нескольким признакам. Если через несколько часов чистая, прозрачная вода приобрела красновато-бурый оттенок – двухвалентное железо. После отстаивания на дне емкости образуется мутный осадок, вода приобретает желто-красный окрас – в воде есть трехвалентное железо. Радужная пленочка на поверхности указывает на наличие опасного для нашего здоровья бактериального железа. Если вода имеет какой-либо нехарактерный оттенок без образования осадка, это указывает на присутствие коллоидного железа. В большинстве случаев в нашей воде отмечают содержание одновременно нескольких типов данного химического элемента. Определить железо в воде можно не только по цвету, осадку, но и по металлическому привкусу.

Как определить содержание железа в воде Превышение концентрации данного химического элемента даже на 1-2 мг приводит к ухудшению органолептических показателей воды. По данным проведенных анализов было установлено, что в большой концентрации железо в воде отмечали в тех регионах, где вода добывается из артезианских скважин.

Определить железо в воде можно по следующим признакам:

• наличию красно- или желто-бурого цвета;
  
• на дне емкости спустя некоторое время образовывается осадок;
  
• вода имеет специфический металлический, «тягучий» привкус, пахнет железом;
  
• на сантехническом оборудовании появляются следы ржавчины, коричневые пятна.
  
• после стирки одежда приобретает сероватый или темный оттенок.
  
• Чем опасно железо в воде
  

Железо в воде в большой концентрации очень опасно для нашего здоровья. Если по прошествие времени чистая, прозрачная вода меняет свой цвет, становится мутной, на дно выпадает осадок – такая вода пригодна к употреблению только после термической обработки. Доказано, что избыточное содержание железа в воде увеличивает риск развития инсульта миокарда, вызывает генные мутации клеток, приводит к развитию онкологии (рак легких, новообразования в ЖКТ). В сутки организм тратит 1-2 мг железа. Эти потери мы восполняем за счет мясных продуктов, гречневой каши, овощей, фруктов. Жесткая вода, содержащая железо, также плохо сказывается на работе бытовых электроприборов, которые со временем начинают просто выходить из строя. железобактерии, которые в большом количестве обитают на стыках системы труб водопровода приводят со временем к их коррозии.

Способы очистки воды

Для очищения, улучшения качества воды можно использовать различные методы: химический, физический (аэрация воды), биохимический, каталитический, использовать сильные окислители. Улучшить органолептический качества, очистить воду от вредных примесей, в том числе и железа, помогут эффективные системы фильтрации, которые представлены в широком ассортименте на нашем рынке.

Очистка воды от железа: двухвалентное железо, трехвалентное железо, железобактерии (бактериальное железо). Обезжелезивание.

Появляются ржавые подтеки на раковине?
На воздухе прозрачная вода из крана стала мутной, и выпал рыжий осадок?
Как бороться с избыточным железом и на что обратить внимание при выборе систем очистки воды от железа?
Ответы на все эти вопросы в нашей статье.

Определение типа железа в воде

Прежде чем приступить к выбору оборудования для очистки воды от железа, следует понять, какой тип железа присутствует в воде.

• Двухвалентное железо (Fe+2) содержится в воде в растворенном состоянии и невидимо невооруженным глазом. Как правило, растворенное железо присутствует в воде из подземных источников (скважин). В присутствии двухвалентного железа вода выглядит прозрачной, но когда некоторое время находится в контакте с воздухом, приобретает рыжий цвет, и выпадает осадок. Это явление происходит вследствие окисления железа кислородом воздуха до трехвалентного состояния.
• Трехвалентное железо (Fe+3), окисленное — присутствует в воде в коллоидной форме (образует очень мелкие частицы рыжего цвета). Осаждение коллоидного железа может сопровождаться образованием и ростом железобактерий. Присутствие окисленного железа характерно для воды из поверхностных источников (колодцы, водоемы) и для воды из централизованного водопровода.
• Бактериальное железо (железобактерии) часто сопутствует минеральным отложениям Fe3+ и состоит из живых и мертвых бактерий, их оболочек и продуктов жизнедеятельности. Бактериальное железо достаточно легко отличить от минерального железа — это мягкие вязкие слизистые отложения. В некоторых случаях они безвредны, в других — наносят огромный ущерб. В трубопроводе и водоочистном оборудовании железобактерии часто становятся причиной язвенной коррозии железа и стали и сильно ускоряют образование железистых отложений.

Оборудование для очистки воды от железа

• Каталитическое удаление железа (фильтры-обезжелезиватели)

На рынке есть большое многообразие систем обезжелезивания, работающих по принципу каталитического окисления железа, в процессе которого двухвалентное железо (растворенное) переходит в форму трехвалентного железа (нерастворенного), оседающего на фильтрующей загрузке. Такие системы получили название «фильтры-обезжелезиватели».
Принципиально данные фильтры отличаются по принципу окисления железа, которое может производиться безреагентным способом (кислородом воздуха) или же использованием сильных окислителей.

Безреагентные способы являются безопасными для использования в быту, но менее эффективны и стабильны по качеству очистки. Такие фильтры плохо работают в условиях высокой концентрации железа в исходной воде и требовательны к сопутствующим показателям (необходим высокий рН, низкое содержание органических веществ).

Реагентные способы менее чувствительны к составу исходной воды, но сопряжены с работой с сильными окислителями (гипохлорит натрия, перекись водорода, перманганат калия), что небезопасно для использования в домашних условиях, так как в случае аварийной ситуации с оборудованием или изменения состава исходной воды, реагент может попасть в очищенную воду.
После введения окислителя вода попадает на каталитическую загрузку, обеспечивающую последующее окисление и фильтрацию железа.

Если Вы остановили свой выбор на системах каталитического обезжелезивания, то при выборе оборудования необходимо учитывать температуру воды, рН, щелочность, содержание растворенного кислорода и другие параметры, которые могут значительно повлиять на эффективность очистки. При эксплуатации необходимо строго следовать рекомендациям производителя, устанавливая скорость прямого потока воды, скорость потока при обратной промывке, учитывать максимальное содержание входного железа и другие ограничения, которые влияют на рабочие параметры процесса очистки для эффективной работы всего оборудования и фильтрующего материала в частности.

Самые распространенные причины плохой работы фильтра-обезжелезивателя — неполное окисление железа вследствие колебаний в составе исходной воды, низкой скорости потока при обратной промывке, недостаточно частого проведения регенерации фильтрующего материала или подачи на фильтрацию большого потока воды.

Все эти факторы могут стать причиной некачественной работы фильтров-обезжелезивателей. Для обеспечения стабильного результата при обезжелезивании целесообразно предпочесть системы обратного осмоса.

• Обратный осмос

Системы обратного осмоса наиболее эффективны для удаления растворенного железа и по многим параметрам превосходят альтернативные методы обезжелезивания. Поскольку ионы железа намного крупнее пор обратноосмотических мембран, они эффективно задерживаются на мембранах. При этом железо не накапливается в мембране, а сливается в дренаж с концентратом, что предотвращает проблему закупоривания пор. Системы обратного осмоса могут очищать воду с содержанием растворенного железа до 10-20 мг/л. Рекомендуется избегать контакта с воздухом (промежуточных накопительных емкостей) перед подачей на установку обратного осмоса для предотвращения окисления железа.
Обратный осмос может использоваться и для удаления трехвалентного железа в невысоких концентрациях.
Системы обратного осмоса эффективны для очистки воды от распространенного спутника железа — марганца.

Для удаления двухвалентного железа в невысоких концентрациях (незначительно превышающих норму) может использоваться катионообменная смола. Этот метод может быть целесообразен при очистке воды с повышенной жесткостью и невысоких концентрациях растворенного железа. Ионообменная смола замещает ионы железа и солей жесткости на натрий, однако, эффективно работает лишь при низком содержании двухвалентного железа (до 1 мг/л).
Серьезным осложнением работы смолы является возможное окисление железа и переход в форму трехвалентного. При этом на поверхности ионообменного материала появляется непроницаемая окисная пленка, что резко уменьшает обменную емкость катионита за счет снижения реакционной поверхности материала. Этот эффект может быт снижен путем введения подкислителя, поскольку в кислых растворах процесс окисления железа сильно замедляется — необходимо, чтобы рН воды был ниже 7. Следует учитывать, что загрязнение смолы железом рано или поздно все равно происходит, и в этом случае требуется производить замену фильтрующей среды.
Ионообменные системы не очень удобны в эксплуатации, так как требуют постоянного контроля за присутствием соли, необходимой для регенерации смолы (хлорид натрия в таблетированной форме) и ее пополнением.

• Ультрафильтрация

Ультрафильтрационные мембраны с размером пор около 0,02 микрон прекрасно задерживают коллоидное железо. Установки ультрафильтрации с режимами периодического сброса концентрата и обратной промывки мембран обеспечивают эффективное удаление трехвалентного железа. Для эффективности очистки с помощью ультрафильтрации все железо должно быть переведено в окисленное состояние. Рекомендуется предварительное введение коагулянта и обеспечения необходимого времени его контакта с водой.

Удаление бактериального железа

При наличии в исходной воде большого количества железа пользователь может столкнуться еще с одной проблемой — появлением бактериальных загрязнений — активным развитием железобактерий.
Если проблема железобактерий выявлена на ранней стадии, регулярное хлорирование или обработка хелатными агентами (органические вещества, образующие растворимые комплексы с железными отложениями), а также постоянное наблюдение за состоянием оборудования помогут минимизировать её последствия.

На ранней стадии появления железобактерий может помочь ударное хлорирование — необходимо создать избыточную концентрацию хлора 50 мг/л. Перед применением хлорирования нужно выяснить, насколько устойчиво к хлору установленное водоочистное оборудование.

Проблему с бактериальным железом может решить среда redox, однако, в подводящих трубопроводах при этом железобактерии будут продолжать развиваться и образовывать слизистые отложения. 

Выводы

Несмотря на большое количество методов удаления железа, наиболее оптимальным методом очистки от двухвалентного железа, обычно присутствующего в подземных источниках, и трехвалентного железа в невысоких концентрациях, является применение систем обратного осмоса.

При содержании в воде большого количества трехвалентного железа рекомендуется применять системы ультрафильтрации.

По всем вопросам очистки воды обращайтесь к нам — опытные специалисты по водоподготовке проконсультируют Вас по любой проблеме, связанной с водой для Вашего дома.
Для консультации с нашими специалистами позвоните нам или отправьте заявку:

Отправить заявку

Скачать опросный лист для частных лиц

С оборудованием для очистки воды для дома Вы можете ознакомиться в разделе Системы очистки воды

Мы предлагаем Вам записаться на демонстрацию работы мембранной системы водоочистки, и наши специалисты подъедут к Вам в любое удобное для Вас время. Вы сможете увидеть, какой будет вода в Вашем доме, если ее очистить с помощью нашего оборудования.
Выезд специалистов и демонстрация работы оборудования бесплатны.

Пейте чистую воду и будьте здоровы!

Рекомендуем прочитать:

Чистая ли вода в скважине? Способы очистки воды из скважины

Соленая вода в скважине – проблема и решения

Нитраты в воде. Опасность и методы очистки воды от нитратов

Очистка воды для коттеджей и квартир или О голубой воде и мембранной технологии

Пир во время цинги или Полезно ли пить обратноосмотическую воду

Глоссарий по очистке воды и водоподготовке

Основы мембранной технологии

Обратный осмос и нанофильтрация в водоочистке

Обзор народных методов определения распространенных загрязнителей воды

Определить хлор, железо, соли тяжелых металлов или жесткость воды в домашних условиях несложно. Для этого достаточно вооружиться привычными, «народными индикаторами» (соль, йод, марганцовка), терпением и наблюдательностью.

Согласно ГОСТ 2874-82, один литр водопроводной воды может содержать до 25 мг нитратов, до 20 мг хлоратов и до 5 мг хлоридов (по рекомендации Всемирной организации здравоохранения). В пересчете на ежедневно необходимые 2-3 литра жидкости получается, что в год среднестатистический житель мегаполиса выпивает около 20 грамм нитратов, 16 грамм хлоратов и 1 грамм хлоридов. Таким образом, за 40 лет жизни человек с водой употребляет почти килограмм одних только нитратов. Напрасно надеяться, на то, что химические соединения останутся «незамеченными» для организма.

Современные жители крупных городов и мегаполисов нередко сталкиваются с желтоватым оттенком, неприятным привкусом или специфическим запахом водопроводной воды. Выявить причину подобных явлений могут профессиональные химики-лаборанты методом выпаривания или титрования.

Химическая лаборатория «из подручных средств»

Возможность перед установкой фильтра заказать исследование водопроводной воды существует далеко не всегда. Как правило, самых экономных поклонников здорового образа жизни останавливает достаточно высокая цена комплексного анализа, а также требования к образцам, предъявляемые сотрудниками большинства лабораторий, оснащенных низко производительным оборудованием.

Как определить железо в воде? Можно ли почувствовать тяжелые металлы? Как установить наличие хлора? И как определить жесткость воды в домашних условиях?

Еще несколько лет назад поклонники здорового образа жизни внимательно наблюдали за интенсивностью образования накипи и расходом стирального порошка (Таблица 1). Не удивительно, что таким образом точно определить железо в воде было практически невозможно, и зачастую били тревогу уже спустя определенное (довольно продолжительное) время после возникновения серьезной угрозы для здоровья.

Таблица 1. Народные индикаторы загрязнителей

На сегодняшний день для того, чтобы определить жесткость воды или превышение ПДК (предельно допустимой концентрации) того или иного вещества используются специальные наборы химических индикаторов, чистящее средство «Белизна» и даже перекись водорода. А насколько эффективные «подручные» методы анализа водопроводной воды?