Железо в воде: типы и их проявления в растворенном виде

Железо существует в природе в различных формах в зависимости от валентности, а также в виде различных сложных химических соединений и по-разному проявляет себя в быту:

1. Элементарное железо (Fe0). Элементарное или металлическое железо безусловно нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода воздуха окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Fe2O3 (процесс, известный в быту как "ржавление").
2. Если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время в процессе отстаивания образуется красно-бурый осадок, то в воде присутствует двухвалентное железо (Fe+2). Оно почти всегда находится в воде в растворенном состоянии.
3. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании – в воде трехвалентное железо (Fe+3). Гидроксид железа Fe(OH)3 нерастворим в воде (кроме случая очень низкого рН). Хлорид (FeCl3) и сульфат (Fe2(SO4)3 трехвалентного железа - растворимы и могут образовываться даже в слабо - щелочных водах.
4. Органическое железо встречается в воде в разных формах и комплексах. Органические соединения железа обычно растворимы или имеют коллоидную структуры и очень трудно поддаются удалению. Различают следующие виды органического железа:
   • Бактериальное железо проявляет себя радужной опалесцирующей пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб. Бактериальное железо. Некоторые виды бактерий способны использовать энергию растворенного железа в процессе своей жизнедеятельности. При этом происходит преобразование двухвалентного железа в трехвалентное, которое сохраняется в желеобразной оболочке вокруг бактерии. 
   • Растворимое органическое железо проявляет себя как желто-бурая вода, не образующая осадка. Также как, например, полифосфаты способны связывать и удерживать в растворе кальций и другие металлы, некоторые органические молекулы способны связывать железо в сложные растворимые комплексы, называемые хелатами. Примером такого связывания может служить удерживающая железо порфириновая группа гемоглобина крови или удерживающий магний хлорофилл растений.
   • Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Коллоиды - это нерастворимые частицы очень малого размера , поэтому они трудно поддаются фильтрации на гранулированных фильтрующих материалах. Крупные органические молекулы (такие как танины и лигнины) также попадают в эту категорию. Коллоидные частицы из-за своего малого размера и высокого поверхностного заряда (отталкивающего частицы друг от друга, препятствуя их укрупнению) создают в воде суспензии и не осаждаются, находясь во взвешенном состоянии.

Однако на практике почти всегда встречается сочетание нескольких видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой.

Вам  достаточно представлять себе основные признаки повышенного содержания железа в воде, требующие обращения к специалистам.

Признаки повышенного содержания железа в воде:

• привкус металла;
• интенсивное окрашивание сантехнического оборудования (рыжие пятна в раковине, унитазе и т.п.);
• появление студенистого рыжего осадка в воде, отстаивающейся на открытом воздухе;
• рыжий осадок при нагреве воды для приготовления пищи;
• обесцвечивание цветного белья после стирки;
• потемнение приготовленных на данной воде компотов.

Отметим, что железо – металл, который наряду с марганцем, никелем, хромом, мышьяком, кадмием, свинцом и медью относится к высокотоксичным и долго сохраняющимся в природе веществам. Готовить еду в загрязнённой соединениями железа воде, умываться ею и тем более пить её небезопасно для человека.

Поcледствия повышенного содержания железа в воде:

Воздействие длительного употребления воды с повышенным содержанием железа отрицательно сказывается на состоянии кожных покровов человека, почек, печени и пищеварительной системы и может приводить к серьёзным проблемам со здоровьем, например, способствовать развитию аллергических реакций, изменять морфологический состав крови.

В организме взрослого человека содержится около 3-5 г железа; почти две трети этого количества входит в состав гемоглобина. Оптимальным считается, когда в организм поступает 10-20 мг в сутки. Дефицит железа развивается при поступлении менее 1 мг железа в сутки.

Порог токсичности железа для человека составляет 200 мг/сутки. Летальная доза для человека: 7-35 г.

Много лет определением, изучением и коррекцией содержания различных микроэлементов в организме человека занимается Центр биотической медицины. По данным этого центра:

1. Среднее содержание железа в плазме крови составляет 0,8-1,4 мкг/л,
2. В моче – 10-25 мкг/л, в волосах – 10-25 мкг/г.
3. Избавиться от избытка железа в организме часто намного труднее, чем устранить его дефицит.
4. Главной причиной избытка железа в организме является избыточное поступление железа извне, в частности питьевая вода с повышенным содержанием железа.

Основные проявления избытка железа в организме человека:

• отложение железа в тканях и органах, сидероз;
• головные боли, головокружения, повышенная утомляемость, слабость;
• пигментация кожи;
• изжога, тошнота, рвота, боли в желудке, запор или диарея, изъязвление слизистой оболочки кишечника;
• печеночная недостаточность, фиброз;
• повышение риска развития атеросклероза, болезней печени и сердца, артритов, диабета и т.д.
• угнетение клеточного и гуморального иммунитета;
• увеличение риска развития инфекционных и опухолевых заболеваний;
• потеря аппетита, уменьшение массы тела и др.

Загрязнение воды соединениями железа вредно не только для человека, но и для других живых организмов (рыбы умирают в ржавой воде), и для техники: железобактерии практически питаются железом, разъедая его, что приводит к снижению эффективности работы систем теплоснабжения и водоснабжения. Продукты  жизнедеятельности этих бактерий являются канцерогенами. При малом протоке воды через шесть месяцев эксплуатации водопровода на внутренней поверхности труб железобактерии образуют обрастания в виде бугров высотой до 10 мм, под которыми начинают разрушаться трубы. В дальнейшем трубы настолько зарастают, что напор воды становится слабее.

В отложениях, образованных железобактериями, находят благоприятные условия для жизнедеятельности и другие бактерии – кишечные палочки, гнилостные бактерии, различные черви и другие.

Таким образом происходит вторичное загрязнение воды продуктами жизнедеятельности и разложения железобактерий, которых существует более двадцати видов.