Металлы щелочноземельной группы находятся в земной коре в значительных количествах. Природная вода с солями магния нуждается в эффективной очистке перед ее использованием для питья, хозяйственно-бытовых и технологических целях. Избыточное содержание соединений этого химического элемента приводит к негативным последствиям для человеческого организма, бытовой техники и промышленного оборудования.

Отвечая на вопрос, что такое магний в воде важно понять, каким образом можно уменьшить его концентрацию до приемлемых показателей. Для этого необходимо разобраться, какие растворимые соединения этого элемента присутствуют в жидкости, и в каких количествах. Полученные данные позволят определить, какие технологии очистки: бытовые или промышленные будут наиболее действенными в каждом конкретном случае.

Причины появления соединений магния в воде

Растворимые соли щелочноземельных металлов находятся в открытых водоемах и в подземных источниках, различается только их концентрация. Ионы магния в воде наряду с ионами кальция и определяют уровень ее жесткости. Насыщение жидкости соединениями этих элементов происходит в силу природных и техногенных причин:

1. Растворения горных пород доломитов и известняков при их контакте с жидкостью при просачивании сквозь них или при длительном контакте.
2. Сбросы промышленных предприятий использующих магний и его соли при производстве своей продукции.

Самая высокая жесткость воды по магнию наблюдается в морях и океанах, в которых его содержание может достигать 0,13%. Этот показатель существенно ниже, чем у натрия, но значительно выше всех иных металлов, в том числе и щелочноземельных. При этом естественного осаживания солей этого элемента в таких водоемах не наблюдается и прежде всего в силу низкой концентрации.

Растворимость солей магния в воде неодинакова: наивысший показатель - у сульфатов, наименьший - у фторидов, карбонатов и фосфатов. Аналогично дело обстоит и гидроокисями щелочноземельного металла. Сам по себе этот химический элемент достаточно инертный и практически не растворяется даже в очень агрессивной плавиковой кислоте.

В поверхностных источниках и в верхних водоносных слоях содержание соединений магния в воде колеблется в зависимости от сезона. Для Москвы и окрестностей минимальные показатели жесткости в 1,9 градуса фиксируются в период паводка, половодья и сильных и продолжительных осадков. Максимальных значений концентрация солей этого металла может достигать 5,0-5,7 градуса.

Нормативы содержания солей магния в воде

В нашей стране показатели жесткости для систем централизованного водоснабжения определяются, прежде всего, санитарными требованиями. Предельно допустимое содержание магния в воде питьевой согласно ГН 2.1.5.1315-03 и СанПиН 2.1.4.1074-01 не должно превышать 50 мг/дм³. Максимальный показатель жесткости при этом должен быть не более 7°Ж.

Для сравнения физиологически полноценной в соответствии с СанПиН 2.1.4.1116-20 считается бутилированная питьевая вода норма магния, в которой составляет от 5 до 65 мг/дм³. При аналогичных показателях жесткости.

Следует отметить, что российские санитарные нормативы несколько отличаются от рекомендаций Всемирной организации здравоохранения. В поставляемой централизованными системами водоснабжения воде много магния, которого в соответствии с показателями ВОЗ должно быть от 10 до 30 мг/дм³. Некоторое превышение российских норм обусловлено гидрологическими и географическими особенностями нашей страны.

Влияние растворимых соединений магния на человеческий организм, водопровод и бытовую технику

Соли этого щелочноземельного металла играют важную роль в обмене веществ. Вместе с тем сильное превышение в воде магния может принести серьезный вред здоровью и вызывает серьезной отравление. Интоксикация сопровождается крайне неприятными, а нередко и опасными симптомами:

• появляется тошнота и рвота;
• возникает диарея;
• нарушается координация движений;
• сильно замедляется частота сердцебиений;
• у человека проявляется диспепсия и повышенная сонливость.

При небольшом превышении содержания магния в воде влияние на организм не столь выражены, но при постоянном ее потреблении возникают ощущения сухости кожи. Использование такой воды для гигиенических процедур в течение длительного времени приводит к потускнению и ломкости волос.

С другой стороны говоря о том, чем вреден магний в воде для человека, нельзя не упомянуть о полезности его соединений. В частности, еще в 50-е годы прошлого века известным физиологом Гансом Селье доказана способность этого элемента активно противодействовать возникновению атеросклеротических бляшек. В процессе исследований выявлено укрепляющее действие на мозг и сердце. Советским врачом Виктором Гольденбергом было установлено, что в комбинации с витамином B6 этот элемент активно растворяет почечные камни.

И если большое превышение магния в питьевой воде очень вредно для человека, то ее использование в хозяйственно-бытовых целях также нежелательно. Соли этого элемента определяют уровень ее жесткости, и при высоком их содержании возможно образование нерастворимых отложений на внутренних поверхностях чайников, машин для приготовления кофе, теплообменников систем отопления и других. Это существенно ухудшает теплоотдачу и может привести к поломкам бытовой техники и сантехнического оборудования.

Методы определения наличия магния в воде

Высокая насыщенность жидкости солями жесткости становиться заметной даже при простом мытье рук с мылом. Быстрое осаживание мыльной пены и необходимость постоянного намыливания указывает на явно избыточное количество магния в воде. Пороговое значение вкуса для растворимых соединений этого элемента составляет не менее 500 мг/дм³, что в 10 раз выше предельно допустимого значения. В связи с этим определить наличие этого металла по органолептическим показателям не представляется возможным.

В соответствии с действующим ГОСТ 31954-2012 магний в питьевой воде устанавливается методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Этот способ определения содержания солей жесткости воды закреплен международным стандартом ISO 7980:1984. Действие нормативного документа распространяется на природные (подземные и поверхностные) источники водоснабжения.

Пламенная атомно-адсорбционная спектрометрия - метод определения магния в воде, основанный на измерении уровня поглощения светового излучения атомами магния и кальция. При этом исследуемый образец нагревается до образования в пламени атомного пара. Для выполнения исследований применяется специальный прибор, оснащенный лампой с полым цилиндрическим катодом.

Способы очистки воды от соединений магния

Снижение концентрации солей щелочноземельных металлов - процесс достаточно сложный. Простой механический или адсорбционный фильтр для воды магний, а точнее его растворимые соединения, не поглощает. Для уменьшения жесткости воды используются следующие высокотехнологичные методы:

1. Реагентный способ;
2. Ионообменные смолы (в том числе и комплексные);
3. Обратный осмос.

Перечисленные методы удаления из воды магния предполагают использование специального оборудования. Однако существуют и достаточно простые способы очитки термоумягчением, широко применяемые в бытовых условиях. Попутно при нагревании в жидкости погибают микроорганизмы, что делает ее безопасной при употреблении в качестве питьевой.

Использование химических реагентов

Процесс уменьшения жесткости основан на использовании определенных химических реагентов. Лучшим соединением, снижающим содержание солей щелочноземельных металлов, является ортофосфат натрия. Последний закладывается в фильтр для воды от железа и магния, при контакте с реагентом хорошо растворимых сульфатов происходит такая реакция:

3MgSO₄+2Na₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂+3Na₂SO₄

При этом образующийся ортофосфат магния отличается крайне низкой растворимостью и выпадает в осадок. Для того чтобы удалить магний из воды ее остается только отфильтровать с использованием механических картриджей тонкой очистки.

Этот метод очень эффективен при больших объемах потребления и широко применяется на производствах и в коммунальной сфере. При использовании реагентных фильтров для воды от магния возникает ряд технических проблем, связанных с обеспечением точной дозировки химических соединений и последующего удаления нерастворимого осадка.

В домашних условиях эта технология находит крайне ограниченное применение. Фильтры умягчения используются в автономных системах отопления и водонагревателях. На один из трубопроводов устанавливается картридж со сменной засыпкой и через него прокачивается теплоноситель. При этом обеспечивается защита внутренних поверхностей отопительного оборудования и радиаторов от образования нерастворимых отложений и сохраняется его эффективность. Очищенная с помощью полифосфатов вода не может быть использована для питья и приготовления пищи.

Ионообменные фильтры умягчения

Метод ионобменного умягчения позволяет существенно снижать показатели жесткости путем подмены ионов щелочноземельным металлов ионами водорода или натрия. Для очистки воды от магния и ее умягчения применяются катионообменные смолы или многокомпонентные засыпки на основе ионообменных смол Экотар. Одним из основных преимуществ таких составов является возможность их регенерации при помощи насыщенных солевых растворов.

Многокомпонентная засыпка Ecotar для очистки воды от магния, железа и органики выпускается в трех вариантах (A, B и C) и имеет ряд преимуществ перед аналогами:

• Фильтр работает в условиях высокой перманганатной окисляемости.
• Продукты, образующиеся при восстановлении засыпки можно сливать в канализацию.
• Допускается применение все трех вариантов состава в одном напорном корпусе, что существенно снижает затраты на регенерацию.

Применение многокомпонентных смол «Экотар» возможно в бытовых и промышленных системах водоподготовки. Смеси поставляются потребителю в мешках из полимерных материалов, которые вскрываются непосредственной перед загрузкой в колонну.

Обратный осмос: бытовые и промышленные установки

Глубокая очистка воды от магния и железа производится с помощью полупроницаемых мембран. Установки обратного осмоса в зависимости от производительности бывают бытовыми или промышленными. Первые имеют компактные размеры и обычно устанавливаются под мойкой на кухне, их достаточно для обеспечения семьи водой для питья и приготовления пищи.

Возможности промышленных установок обратного осмоса существенно выше, они способны удалять соли магния из воды скважины и обеспечивать ею все потребности пользователя. Получаемого при этом пермеата достаточно для обеспечения хозяйственно-бытовых и технических нужд домовладения или предприятия. Некоторые модели фильтроустановок могут использоваться для водоснабжения коттеджных поселков, в том числе и для опреснения.

Домашние методы очистки воды: оценка эффективности

Показатели жесткости большинства подземных источников водоснабжения: скважин или колодцев превышают допустимые. Как удалить магний из воды, если в доме нет даже автономного водопровода. Сделать это можно методом кипячения. При нагревании растворимость сульфатов снижается, и они выпадают в осадок, после чего жидкости нужно дать отстоятся или дать остыть и залить в кувшинный фильтр.

Этот метод отличается высокой эффективностью и позволяет добиться требуемой санитарной нормы магния в воде при минимальных затратах. Вместе с тем способ кипячения не слишком удобен и небезопасен. Кроме того на стенках используемой посуды образуется стойкая накипь, удалить которую часто можно только механическим воздействием.

Как удалить магний из воды

Для большинства источников водоснабжения в нашей стране характерно превышение ПДК для магния в воде и необходимо принять меры для ее очистки. Специалисты Diasel Engineering готовы оказать помощь в подборе нужного оборудования водоподготовки. Наша компания специализируется на проектировании, поставках комплектующих для систем фильтрации реагентных умягчителей, ионообменных и обратного осмоса. Сотрудники предприятия осуществляют монтаж и техническое обслуживание перечисленных установок с использованием качественных расходных материалов.

С нашей помощью норма содержания магния в воде в вашем доме будет обеспечена, что позволит вам сохранить здоровье. Компания «Диасел» предоставляет гарантии на поставляемое оборудование для систем водоочистки, комплектующие и выполняемые работы на длительные сроки.