Легкие металлы в воде

Литий

Описание: элемент 1 группы II периода с атомным номером 3. Мягкий и лёгкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Методы определения: титрование, расчётный метод, пламенно-фотометрический метод, масс-спектрометрия.

Методики, используемые в Испытательном центре МГУ для определения концентрации лития в природных средах

Распространённость: на сегодняшний день известно около 30 природных минералов, содержащих литий (силикаты, фосфаты), но добывают литий в основном из сподумена. Литий входит в состав пород онгонитов (вулканические породы), распространён в земной коре — содержание металла в ней составляет 21 грамм на тонну. Также он содержится в минерализованной, озёрной и морской воде — в последней концентрация достигает 0,173 мг/л.

Нормирование

Избыточное потребление лития оказывает токсичный эффект на организм. Порог токсичности зависит от возраста, массы тела и пола человека. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» литий относится ко второму классу опасности с санитарно-токсикологическим показателем вредности, что ставит его в одну группу с токсичными металлами. Поэтому содержание лития в воде строго нормируется и не должно превышать предельно допустимых концентраций, установленных для питьевых вод.

По данным British Journal of Psychiatry небольшое содержание лития в питьевой воде приводит к снижению количества самоубийств среди населения, обеспечиваемого этой водой. Также считается, что литий улучшает эмоциональное состояние, способствуя образованию нейронных связей в мозге. Можно сказать, что в зарубежных журналах отсутствуют данные о негативном влиянии лития на организм человека при концентрации в питьевой воде менее 1 мг/л.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) лития в различных водных объектах

Польза и вред

Нашему организму требуется небольшое количество лития. У взрослых в организме содержится около 70 мг этого элемента. Он присутствует в мозге, печени, почках, костях, сердце, лёгких, кишечнике.

По некоторым данным литий в питьевой воде снижает риски заболеваемости различными формами деменций включая болезнь Альцгеймера.

Оздоровляющий эффект природы Крыма связан не только с благоприятным климатом, ионизацией воздуха, но и с в 2–3 раза большим содержанием лития в почве, чем в других местах. В медицине литий используют в психиатрии при терапии расстройств разной степени тяжести.

Литий участвует в:

• улучшении умственного развития;
• транспортировке из клеток магния, который, в свою очередь, замедляет передачу нервных импульсов, тем самым снижая возбудимость нервной системы;
• укреплении иммунной системы;
• улучшении работы нейроэндокринной системы;
• ускорении поглощения глюкозы клетками и производстве гликогена.

При недостатке элемента наблюдаются:

• общая слабость;
• сонливость, головокружение;
• потеря аппетита;
• тремор;
• повышенная возбудимость мышц;
• повышение болевой чувствительности кожи;
• нарушения центральной нервной системы;
• частые перепады настроения;
• раздражительность;
• нарушения работы почек.

При избытке лития наблюдается:

• головокружение и мышечная слабость;
• угнетение работы щитовидной железы;
• диарея;
• дрожание конечностей, в частности, кистей рук;
• жажда;
• повышение массы тела, особенно при длительном периоде интоксикации;
• расстройство координации, в частности, атаксия;
• увеличение образования мочи (полиурия);
• усталость, судороги;
• поражение почек.

Методы очистки воды

Ионный обмен. Н–ОН катионирование. Удаление происходит на ионообменных смолах, но не бытовых, которые находятся в Na форме и промываются солью NaCl, а на тех, которые промываются растворами кислот или щелочей. Для бытовых нужд данный метод применим слабо, т.к. подразумевает кислотно-щелочное хозяйство (использование для регенерации кислот и щелочей и слив их в канализацию).

Обратный осмос. Принцип действия обратного осмоса — продавливание воды через мембрану с порами, по размеру сравнимыми с размером молекулы воды. В связи с тем, что ион лития очень маленький, селективность по литию обратноосмотической установки не высока: обычно осмос убирает примерно 20–30 % лития и этого хватает для доведения содержания элемента до нормативных требований.

Таким образом, согласно международным данным литий относится к элементам, который имеет как отрицательное, так и положительное влияние на организм.

Потребление воды с избытком лития может нанести непоправимый вред организму, поэтому необходимо контролировать содержание лития в воде, которую Вы употребляете. Однако содержание лития, незначительно превышающее ПДК, скорее всего не окажет негативного влияния на организм. Мы рекомендуем предпринимать действия по изменению состава воды, если содержание металла в нем более 0,5 мг/л.

Алюминий в питьевой воде — определение и очистка

Алюминий входит в число самых распространенных элементов в природе. Металл легко окисляется, образует различные соединения и соли, которые без проблем растворяются в воде. Результатом становится ухудшение ее химического состава и вкусовых свойств. Употребление воды с высокой концентрацией алюминия и его соединений ведет к негативным последствиям для здоровья человека. Поэтому необходима предварительная очистка жидкости.

Как алюминий попадает в воду

Откуда берется алюминий в воде? Насыщение воды алюминием происходит двумя основными способами. Повышенная концентрация алюминия в природных водах обусловлена горными породами. Природным источником металла выступают алюмосиликаты и некоторые сорта глины. Второй вариант попадания вещества и его соединений в источники воды связан с результатами деятельности человека, которые представляют собой:

• стоки бытовых вод;
• стоки с предприятий химической отрасли;
• сливы и выбросы со строительных площадок.

Объем подобных стоков с высоким содержанием алюминия постоянно увеличивается. Попавший в воду металл активно растворяется, образуя различные соединения — гидроксид, боксит, гидрохлорид и т.д. Значительная их часть является токсичной, что очень негативно влияет на микроорганизмы, обитающие в природных источниках воды, серьезно ухудшая общую экологическую обстановку.

Нормы ПДК для алюминия в воде

Действующая сегодня в России нормативная база жестко регламентирует содержание алюминия в природной и питьевой воде, а также системах водоснабжения. Отдельно разработаны ГОСТы на питьевую и техническую воду. Для природной воды и жидкости, поступающей в жилые дома из водопровода, предельная концентрация металла установлена на уровне 0,5 мг на литр жидкости.
ГОСТ на алюминий в питьевой воде является основным нормативным документом в России. Для бутилированной воды пдк на алюминий в питьевой воде считается содержание в пределах от 0,2 до 0,3 мг/литр. Для фильтрованной очищенной жидкости норматив ПДК металла и его соединений еще жестче — в пределах 0,1-0,2 мг на один литр.

Суточная норма поступления алюминия в организм человека не должна превышать 90 мг. При этом необходимо учитывать тот факт, что металл содержится не только в питьевой воде, но и практически во всех продовольственных продуктах, употребляемых в пищу. Дополнительными источниками алюминия в организме человека могут стать:

• косметические препараты;
• лекарственные средства;
• алюминиевая посуда;
• дезодоранты, освежители воздуха и другие подобные товары.

Влияние алюминия в воде на организм человека

Давайте разберём, чем вреден алюминий в воде? Первое и самое заметное проявление негативного влияния высокого содержания алюминия состоит в ухудшении органолептических качеств воды. Она меняет не в лучшую сторону вкус и запах, при хранении даже в течение короткого времени на дне емкости появляется осадок. Его формируют соединения алюминия, которые активно образуются при взаимодействии металла и воды.

Другое малоприятное следствие повышенного содержания металла в питьевой воде и превышение нормы его суточного поступления в организм человека носит долговременный характер. Оно выражается в торможении выработки гемоглобина, что ведет к появлению неврологических заболеваний и нарушению кальциево-фосфорного обмена. Учитывая настолько серьезный негативный эффект, становится понятной важность эффективной очистки питьевой воды от алюминия и его соединений.

Как определить алюминий в воде

Точное представление о количестве вещества, содержащемся в питьевой воде, позволяет получить химический анализ воды на алюминий. Самостоятельно найти алюминий в воде достаточно проблематично. Наиболее очевидными критериями выявления проблемы обычно становится ухудшение вкуса и запах питьевой воды. В химической лаборатории существует несколько методов, основными являются: определение алюминия в воде с алюминоном и определение алюминия в воде с хромазуролом. Все опыты должны проводиться на основании ГОСТа для определения алюминия в воде.

Дополнительными показателями повышенной концентрации алюминия в жидкости выступают:

• при содержании металла 0,3 мг на литр и выше меняется цвет воды, особенно сильно — при одновременном присутствии в ее составе железа;
• если данный показатель превышает значение, равное 0,4-0,5 мг/л, в жидкости начинают образовываться хлопья гидрохлорида алюминия.

Чем очистить воду от алюминия

Самый простой и при этом эффективный способ очистки воды от алюминия — это метод обратного осмоса. Он предусматривает прохождение раствора через специальные мембраны. На обратноосмотических мембранах задерживаются частицы различных примесей, включая алюминий и его соединения. Такой «фильтр» для очистки воды от алюминия позволяет получать максимально очищенную воду, которую используют в питьевых и технологических целях.

Различают два основных типа установок обратного осмоса — промышленные и бытовые. Первый вариант предусматривает использование оборудования для системы водоснабжения дома, усадьбы или коттеджа, кафе, ресторанов, а также промышленных предприятий. Оно монтируется в подсобном помещении и позволяет очистить от алюминия и других примесей любой необходимый для потребления объем воды. Промышленный обратный осмос — отличное решение, если в вашем анализе воды превышен алюминий. Стандартная комплектация промышленной установки обратного осмоса для удаления алюминия из воды предусматривает наличие следующих элементов:

1. фильтр (один или несколько) для предварительной очистки от крупных примесей;
2. сама мембранная установка (обратный осмос);
3. резервуар для воды, прошедшей очистку;
4. насос для подачи воды в систему водоснабжения.

Бытовые установки обратного осмоса имеют компактный размер и монтируются непосредственно под раковиной в ванной комнате или на кухне. Все перечисленные части системы очистки воды от алюминия и других примесей объединяются под одним корпусом. Подобное оборудование заметно дешевле, но позволяет получить очищенную воду только из одного крана.

Мы предлагаем свои услуги по очистке питьевой воды от алюминия

Наша компания предоставляет возможность провести анализ воды на алюминий и ряд других показателей, а также подобрать подходящий вариант комплектации системы очисти питьевой воды от ряда загрязнителей, в т.ч. ионов алюминия. В каталоге нашей компании представлены разнообразные модели промышленного и бытового оборудования от ведущих отечественных и зарубежных производителей. Специалисты компании готовы предоставить профессиональные консультации и квалифицированную помощь в выборе установки обратного осмоса с учетом потребностей и запросов клиента.

Заявка на подбор оборудования

Тяжелые металлы в воде

Рассказываем, откуда тяжелые металлы попадают в воду и как поступать, чтобы не пить чай со свинцом.

Причины появления тяжелых металлов в воде

Население планеты и темпы потребления ресурсов растут, промышленность развивается, количество отходов увеличивается, как и размах антропогенного загрязнения окружающей среды. Одно из последствий — попадание солей тяжелых металлов в почву и воду.

Источники:

• Выбросы ТЭС, мусоросжигательных заводов, добывающих и обрабатывающих предприятий, со временем оседающие на почве, откуда они вследствие природного круговорота смываются в водоемы;
• Сточные воды с металлургических, химических, сельскохозяйственных и горнодобывающих комбинатов, попадающие в реки, озера и водохранилища;
• Старые трубы и ремонт водопроводных сетей;
• Латунные фитинги (из сплава меди и цинка).

Конечно, есть и «натуральные» источники вроде извержения вулканов или выветривания горных пород, однако их «вклад» в загрязнение значительно меньше, чем роль технологического прогресса и урбанизации.

Вред для организма человека

Если пить нефильтрованную воду из крана, колодца или скважины, то, несмотря на ее прозрачность и свежесть, можно непреднамеренно «утяжелиться». В зависимости от элемента и его губительного воздействия, ПДК в воде варьируется от 0,0005 мг/л (как у ртути) до 1 мг/л (как у меди и цинка — и вовсе не потому, что они безвредны, а потому, что латунные фитинги очень распространены и этот верхний порог был поднят искусственно).

Влияние тяжелых металлов на биологические процессы в организмах еще недостаточно изучена. Среди последствий звучат заболевания суставов, нарушение работы печени и почек, анемия, нервные расстройства, злокачественные образования.

Одно можно сказать точно: при продолжительном приеме загрязненной воды все эти вещества особенно агрессивно атакуют детский организм, вызывая задержку физического и умственного развития. Не хотелось бы подвергать ни себя, ни своих близких даже призрачному риску, правда?

Источник https://www.msulab.ru/knowledge/water/lithium/

Источник https://diasel.ru/article/alyuminij-v-pitevoj-vode/

Источник https://www.aquaphor.ru/blog/heavy-metals-in-water