Свинец в воде
1. Откуда в воде появляется свинец и чем опасен?
Источники воды подвержены многим видам загрязнений. Наиболее известные – это вирусы, бактерии, железо, кальций и другие. Но существует элементы, которые не так известны, но их наличие в воде вызывает серьезные опасения. Одним из таких веществ является свинец.
Что мы о нем знаем? Химический элемент, который используется в промышленном производстве в легкоплавких сплавах. Сам по себе не опасен до момента попадания в организм человека. Не растворим, плохо взаимодействует с другими элементами. Не имеет вкуса, запаха.
Свинец содержится в некоторых породах минеральных отложений. Иногда, в местах высокого содержания свинца в пластах почвы, он проникает в подземные воды. Однако, наибольший вклад в загрязнение воды этим элементом наносит человеческая деятельность. Выбросы от промышленных предприятий содержат массу вредных веществ, в том числе свинец. Он проникает в грунтовые воды и наземные источники. А уже оттуда берется вода для хозяйственных и промышленных нужд.
Рис 1 Определение свинца в воде
Водопроводная вода так же подвержена загрязнению. Особенно это касается старых домов, где водопроводные трубы давно не менялись. При взаимодействии свинца с кислородом происходит химическая реакция и образуется осадок в виде гидроксида свинца. С кислотами элемент практически не взаимодействует.
Свинец входит в категорию тяжелых металлов. По нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01 для питьевой воды содержание свинца не должно превышать 0,03 мг/дм3.
2. Проблемы, которые вызывает вода, насыщенная свинцом
В небольших количествах свинец не настолько опасен. Он содержится в водопроводной воде, которую используем каждый день. Но если концентрация тяжелого металла превышена, то начнутся проблемы со здоровьем. Очень опасен для беременных женщин, маленьких детей и пожилых людей. Свинец вызывает болезни суставов, таких как артрит и артроз. Собирается в костных отложениях. Если попадает в кровь, то значительно снижает уровень гемоглобина и эритроцитов. Появляется бессонница, головная боль. Может начаться депрессия, головокружение и отмечается раздражительность. Свинец накапливается в организме, поражая почки, снижая уровень железа. У женщин провоцирует бесплодие. Также негативно воздействует на все обменные процессы, которое имеет критические последствия, заканчивающиеся летальным исходом.
Устранение свинца сложный процесс. Обычными бытовыми способами от него не избавится. Кипячение, вымораживание не помогут. Как и любой тяжелый металл не растворяется в воде. Поэтому изменение температуры среды никак не влияет. Для устранения данного типа примесей используются специальные фильтрующие установки.
3. Методы фильтрации
Для того чтобы устранить свинец из воды требуется провести химический анализ воды на его наличие. Без этой процедуры наличие элемента не определить.
3.1 Фильтрация методом обратного осмоса
Условия применения:
- Свинец более 0,03 мг/дм3.
Самым надежным методом очистки являются установки обратного осмоса. Их можно использовать как в быту, так и на производстве, независимо от первичного источника воды.
Принцип работы системы: Поток воды поступает на первичную обработку механическим фильтром. Это необходимо для устранения крупных примесей и снижения нагрузки на полупроницаемую мембрану. Далее вода поступает под давлением на специальные полупроницаемые мембраны обратного осмоса, в колонну, где расположена мембрана. Она может быть разной формы, но чаще всего напоминает валик, который обмотан несколькими слоями пористого материала. От назначения мембраны зависит диаметр ячеек. Наиболее тонкие мембраны имеют размер пор около 0,0001 мкм и эффективно очищают воду не только от свинца, железа, марганца, других тяжелых металлов, но и эффективно удаляют бактерии, вирусы, гуминовые кислоты и другие виды загрязнений. Под напором поток проходит через нее, разделяясь на концентрат и очищенную воду. Вода, которая уже прошла очищение направляется на использование. А насыщенная загрязнениями, утилизируется.
Рис 2 Принцип удаления свинца обратным осмосом
В установку может быть добавлена сорбционная очистка перед мембраной. Это делается для устранения возможных нефтепродуктов, органических соединений, хлора, так же для разгрузки мембранного элемента. Плюс, такая обработка выступает в роли защиты фильтра. Мембрана чувствительна к внешнему воздействию. Как к механическому, так и к химическому. Если концентрация хлора или органических примесей велика это грозит увеличением частоты промывки и скорой замене.
Химическая промывка мембраны осуществляется с помощью щелочного и кислотного растворов. Таким образом происходит вымывание из мембран минеральных и органических загрязнений из ячеек. Частота проведения химмойки мембран составляет от 3-х до 6-ти месяцев. Используемая вода уходит в дренаж.
На производствах острым вопросом является высокая производительность и снижение затрат на ресурсы. Метод обратного осмоса потребляет много воды, значительная часть которой (до 50%) утилизируется. Для снижения затрат проводится повторная обработка концентрата и подача его в накопительный бак и повторная подача на мембраны. Для увеличения скорости фильтрации устанавливаются дополнительные мембраны.
Установку можно автоматизировать. Несомненным преимуществом станет контроль промывки элемента. Это делает блок управления. Они бывают ручные или автоматические, включают промывку по времени или по количеству пройденной воды. Зависит от модели и производителя.
3.2 Фильтрация проточными фильтрами
При низкой концентрации свинца можно использовать специальные фильтры насадки или установки под мойку проточного типа. Они работают по одному принципу, просто имеют разную форму и способ монтажа. Так же отличается фильтрующий материал, используемый для очистки.
Принцип работы: Фильтруют такие системы наподобие ионного обмена, только с применением химических веществ. Ионы свинца притягиваются гранулами фильтрующей загрузки и утилизируются либо заменяются безвредными элементами. Вода идет потребителю, без накопления в резервуаре. Такая система фильтрации более простая в использовании, но требует частой замены фильтрующего материала. Даже при низкой концентрации свинца. Если в воде обнаружены другие примеси, концентрация которых выше нормы, такой тип фильтрации не подойдет. Ввиду слишком большого расхода материала.
Если совсем нет никой возможности установки системы фильтрации, то снижению концентрации поможет простой слив воды. Такую воду нельзя использовать для питья или приготовления пищи. Зато подойдет для любых гигиенических процедур, так как свинец не проникает через кожный покров. В холодной воде содержится меньшая концентрация элемента, чем в горячей. Но такой бытовой метод не подходит для промышленных производств. Да и в домашних условиях не всегда удобно пропускать воду по несколько минут каждый раз. Особенно если установлены счетчики.
4. Рекомендации
Содержание свинца в воде строго контролируется регламентом. Воду с повышенным содержание свинца нельзя использовать ни на производстве, ни в быту. Последствия применения такой воды очень неблагоприятны как для здоровья человека, так и для оборудования. Являясь тяжелым металлом, свинец остается и накапливается в организме, вызывая различные болезни и обостряя существующие хронические.
Сроки службы фильтрующих элементов зависят от концентрации вредных веществ, их количества, типа и производительности. Рекомендуется проводить периодические проверки на исправность системы и вовремя менять элементы очистки. Для более оптимального подбора фильтрующей установки рекомендуется обратиться к специалистам.
Установки обратного осмоса являются надежным и эффективным методом очистки воды от свинца. Именно поэтому являются современными приоритетными способами фильтрации.
Фильтрация воды является очень важной частью любой системы водоподготовки. И неважно для чего будет использоваться впоследствии. Поэтому к выбору систем фильтрации следует подходить ответственно. Определить технические характеристики воды, производительность, степень очистки, среду применения. Обязательно производить технический осмотр системы на предмет неисправностей. Частота проверки указана в паспорте производителя.
