Что такое фосфаты в воде

Природная вода никогда не бывает идеальной и однородной по составу. В ней присутствуют различные химические вещества в разном процентном соотношении. Часто встречаются фосфаты в воде - что это такое? Это разные соединения фосфора, точнее, фосфорной кислоты с некоторыми, в основном, со щелочными металлами. Они используются повсюду - от пищевой промышленности до металлургии. Дигидрофосфаты хорошо растворяются в воде, фосфаты и гидрофосфаты чуть хуже. Фосфор необходим для жизнедеятельности. При его переизбытке активно размножаются микроорганизмы - биомасса, из-за которой в водной среде снижается объем кислорода, в водоемах гибнет рыба, в стоячих природных водах буйно разрастаются водоросли. Водоочистка растворов с большим количеством фосфатных соединений требует больших усилий.

Откуда в воде берутся фосфаты

В природных водных залежах неорганический фосфор находится в виде соединений - орто- и полифосфатов. В водоемы и подземные воды фосфорные соединения проникают при выветривании ортофосфатных пород (апатитов, фосфоритов). Фосфат-ионы в воде появляются из рассыпанных по полям удобрений (суперфосфаты), из моющих средств (полифосфаты). Они образуются при естественном разложении, при биохимической переработке останков живых организмов: растений, насекомых, животных. Больше всего фосфатов поступает в природу от сельскохозяйственной деятельности, из промышленных стоков, от эрозии грунтов и регенерации донных минеральных отложений.

Полифосфаты широко применяются в промышленности, в том числе в пищевой как вкусовые добавки. Их используют как пенящийся компонент мыломоющих средств, как ингибитор для предотвращения коррозии, для смягчения жесткой водицы, для обезжиривания волокон. Они попадают в воду с промышленными канализационными сливами там, где очистные сооружения не справляются с очисткой стоков, а природные водоемы не в силах переработать загрязнения, которые сбрасываются в воду в больших объемах.

В разное время года концентрация фосфатов в воде меняется. Их содержание зависит от фотосинтеза, от биоокисления органики:

• в пресных источниках весной и летом выражено слабее, зимой и осенью интенсивнее;
• в морских водоемах весной и осенью концентрация ниже, зимой и летом выше.

Если pH водного источника превышает значение 6,5, значит, в воде растворено около 90 % ионов НРО₄^-2. Это основная форма неорганического фосфора.

Как нормируется содержание в воде фосфатов

В некоторых географических районах наблюдается незначительное присутствие фосфатов в воде - не более десятых и даже сотых долей миллиграммов на литр. В загрязненных водах их концентрация в сотни раз выше нормы - по нескольку мг/литр. В подземных источниках, кроме мест залегания пород, содержащих фосфор, обычно предельная величина не выше 100 мкг/дм³.
Значение ПДК по фосфатам в воде, рекомендованное Госкомитетом экологии России, установлено в пределах 50 мкг/дм³.

По нормативам ПДК устанавливается для полифосфатов в мг/дм³:

• 3,5 в пересчете на фосфат-ион и 1,1 в пересчете на фосфор - в питьевой, хозяйственной;
• 0,4 - в водопроводной;
• 0,2 - для рыбохозяйств;
• 0,1 - в проточных водоемах;
• 0,05 - в прудах, озерах;
• 0,03 - в обратной воде.

Значения установлены на основе органолептических показателей.

Чем опасна вода с фосфатами

Соединения фосфатов присутствуют не только в питьевой воде и напитках, они есть в пище, в бытовой химии в виде: Ca₃(PO₄)₂ - фосфата кальция, K₃PO₄ - ортофосфата калия, Na₃PO₄ - фосфата натрия.

Наибольшая концентрация в продуктах:

1. Колбаса, сыр - куда они добавляются для однородности;
2. Торты, пирожные, выпечка - как разрыхлители теста;
3. Замороженная пицца, сладкие напитки, еда с пищевыми добавками (от Е228 до Е1442) - где они используются как консерванты, как улучшители вкуса.

Фосфатные соединения, содержащиеся в большом количестве в мясе и орехах, легко выводятся организмом. Но искусственные фосфатные соли в большой концентрации очень вредны. Они легко растворяются, отлично усваиваются, накапливаются в теле. Для натуральных фосфатов организм устанавливает автоматический барьер - выводит излишки. Искусственные соли поглощаются на 100 % в намного большем количестве, чем требуется для нормальной работы тела.

Фосфаты в воде - влияние на здоровье человека при их переизбытке в крови, в тканях организма:

1. Могут спровоцировать почечную недостаточность, преждевременную смерть.
2. Вызывают кальцифицирование, деформацию, повреждения стенок сосудов.
3. Увеличивают риск заболевания сердца, сердечные приступы.
4. Вымывают кальций из костей, делая их хрупкими, склонными к переломам.
5. Провоцируют кожные болезни, ускоряют старение.
6. Меняют состав крови - гемоглобин, сыворотку, количество белка.
7. Обостряют хронические болезни.
8. Вызывают отравления (при соединении с кальцием или с фтором становятся токсичными).
9. Нарушают водно-солевой обмен, кислотно-щелочной баланс, работу всех органов.

Чем больше фосфатов попадает в организм, тем сложнее почкам их выводить. Максимально допустимая норма - 700 мг в сутки.

Фосфаты в котловой воде создают повышенную опасность для производства. Они влияют на сварные швы котельного оборудования:

• ослабляют межкристаллитные границы;
• ухудшают механические свойства швов;
• снижают пластичность металла;
• провоцируют образование трещин;
• повышают хрупкость стали.

При нагревании соли выпадают в осадок, который покрывает стенки в виде накипи, вызывает коррозию и разрыв металла. Что такое фосфаты в котловой воде - это нежелательные примеси, от которых необходимо избавиться на стадии водоподготовки перед подачей воды в котельную.

Определение фосфатов в воде

В питьевую воду полифосфаты иногда добавляют специально для снижения жесткости. Без сложных химических анализов, которые делают лаборанты в специализированных лабораториях, невозможно выявить химический состав и точную концентрацию веществ.

Как определить в воде фосфаты - в лабораториях используют разные способы, основанные:

• на растворимости фосфорных соединений в воде и аммиачном растворе;
• на их воздействии со щелочами, со слабыми и сильными кислотами.

Колориметрический метод позволяет быстро, без подготовки проб выявить наличие неорганических фосфатов: растворенных, взвешенных. Используется способность образования молибденовой сини - реакция с молибдатом аммония. После восстановления получается окрашенное вещество, концентрацию которого можно спектрофотометрически измерить.
Определение фосфатов воды в паровых котлах производится с помощью катионов.

Как очистить воду от фосфатов

Острая экологическая задача - снижение эвтрофикации: заболачивания почв, зарастания водоёмов. Для этого нужно применять бесфосфатную химию - исключить использование удобрений, моющих средств и прочих химических составов с полифосфатами.
Если обнаружены фосфаты в воде, очистка необходима во всех случаях - при подаче в водопроводную сеть, при использовании водных растворов для технических нужд.

Очистка воды от фосфатов производится с помощью обратноосмотических установок, угольных и ионообменных фильтров:

1. Обратный осмос - качественная система очистки, при которой устраняются все вредные примеси. Установки разной мощности используют в промышленности и в быту.
2. Угольные фильтры - воду пропускают через угольный сорбент, она очищается от органических примесей, восстанавливается её природный цвет, вкус, запах. Угольные картриджи можно врезать в бытовой локальный водопровод.
3. Ионообменные фильтры - водный раствор пропускается через ионообменные смолы, иониты которых улавливают и осаждают сторонние вещества, отлично очищая воду.

В интернет-магазине «НПК Диасел» продается оборудование для комплексной водоочистки, включая фильтрующие установки для удаления фосфат ионов из воды. Звоните, чтобы обсудить потребности и купить соответствующее производительное оборудование.