Что такое в воде фториды

Самый активный химический элемент присутствует в земной коре исключительно в виде различных соединений. В связи с этим возникает вопрос, что такое фториды в воде и насколько они вредны или полезны для человеческого организма? Часть из них относится к категории важнейших биогенных веществ, но подавляющее большинство все же являются токсичными.

Допустимое содержание фторидов в воде устанавливается действующими санитарными нормативами. Существуют точные методики определения их массовой концентрации, применяемые в специализированных лабораториях. В случае превышения количества таких соединений в открытых или подземных источниках водоснабжения необходимо принять меры по очистки жидкости.

Источники появления фторидов в природных водах

По оценкам специалистов в окружающей среде содержится около 6,25•10^-2% таких веществ по массе. Наивысшая концентрация фторидов в воде наблюдается в термальных источниках, которые находятся в зонах вулканической активности. При контакте этого элемента практически с любым из веществ происходят химические реакции, в результате которых образуются устойчивые соединения. Всего известно 86 фторсодержащих минералов и наиболее распространенные среди них - это апатиты, фосфориты, флюориты и криолиты.

Упомянутые фториды в подземных водах растворяются, концентрация их зависит от множества факторов и в первую очередь от состава контактирующих с ними горных пород. В открытых водоемах содержание таких веществ довольно низкое: в морях и океанах - до 1 мг/л, в реках - в среднем 0,5 мг/л. В водоносных слоях особенно глубокого залегания этот показатель может достигать 30 мг/л.

Нормы и предельно допустимое содержание фторидов в воде

В нашей стране концентрация означенных соединений регламентируется для централизованных систем водоснабжения. Согласно действующему СанПиН 2.1.4.1074-01 требования по содержанию фторидов в воде - нормы устанавливаются для климатических районов:

• Для I и II (холодный и умеренный) - 1,5 мг/л.
• Для III (теплый) - 1,2 мг/л.

В Российской Федерации превышение ПДК фторидов в воде выявлено в двух регионах в Подмосковье и на Урале. Для этих территорий показатель составляет 4,4 мг/л, что почти в три раза больше предельно допустимых показателей.

Влияние фторидов на человеческий организм

Ряд соединений этого химического элемента очень важен для нормальной жизнедеятельности. Содержащиеся в питьевой воде фториды способствуют снижению заболеваний кариесом, они участвуют в формировании костных тканей человека. Вместе с тем повышенная концентрация таких веществ может стать причиной серьезных патологий:

1. Флюороз (изменения костей скелета).
2. Нарушение проводимости нервных импульсов в ЦНС.
3. Функциональные изменения в работе сердечно-сосудистой и мочеполовой систем, а также печени.
4. Заболевания щитовидной и шишковидной желез.

Избыток также как и дефицит фторидов в воде влияние на организм человека оказывает крайне негативное. Без них замедляются процессы реминерализации зубной эмали, а в особо тяжелых случаях и полностью прекращаются.

Методы определения концентрации фторидов в воде

Точное содержание активных химических соединений устанавливается в ходе лабораторных исследований. Согласно действующему ГОСТ 4386-89 для определения фторидов в воде применяются следующие методики:

• Фотометрические варианты А и Б. Предел обнаружения в первом случае - 0,04 мг/л, во втором - 0,02 мг/л.
• Потенциометрический. Позволяет определять наличие соединений при минимальной концентрации в 0,02 мг/л.

Доверительная вероятность перечисленных исследований составляет 0,95. Наибольшее распространение получил метод потенциометрического определения фторидов в воде, позволяющий установить их содержание в диапазоне от 0,10 до 190 мг/л. При этом выявляются все их формы от ионов до сложных комплексных соединений.

Способы очистки воды от фторидов

Современные технологии водоподготовки обеспечивают высокую эффективность процессов нормализации жидкости. Для удаления фторидов из воды применяются следующие методы фильтрации:

1. Обратный осмос;
2. Адсорбция;
3. Ионообменные процессы.

При выборе способа очистки воды от фторидов учитываются различные факторы, и прежде всего содержание таких соединений. Каждый из перечисленных методов имеет свои особенности и граничные условия применения.

Промышленные и бытовые установки обратного осмоса

Системы с полупроницаемыми мембранами позволяют практически полностью очистить воду от фторидов, а также других механических и растворимых примесей. Принцип работы установок обратного осмоса состоит в продавливании жидкости через материалы с микроскопическими порами. При этом на входе образуется концентрат с большим содержанием вредных веществ, размер молекул которых превышает молекулы оксида водорода.

На выходе обратноосмотического фильтра содержание фторидов в воде уменьшается до минимального уровня. Пермеат практически не содержит каких-либо веществ и микроэлементов в значимых количествах и нуждается в минерализации. Для этих целей в составе установки предусмотрены картриджи со специальной засыпкой на основе кокосовой стружки.

На рынке имеются два варианта установок обратного осмоса: промышленные и бытовые. Первые позволяют качественно очистить от фторидов воду скважины для всего дома, в том числе и ту, что используется для хозяйственно-бытовых нужд. Бытовые системы монтируются в кухонную мебель, а оборудование располагается под мойкой. Производительности таких комплексов достаточно для питья и приготовления пищи для всей семьи.

Угольные фильтры

Адсорбционные установки обеспечивают качественную очистку воды от фторидов, применяются они в промышленности и в быту. Фильтрующим материалом в таких системах является активированный уголь, получаемый преимущественно из березы или другой древесины. Пористая структура его существенно увеличивает площадь контакта рабочего тела с жидкостью.

Этот материал хорошо поглощает фториды из воды - очистка происходит на физическом уровне, что позволяет регенерировать засыпку. Метод прост и очень эффективен. Активированный уголь адсорбирует растворимые примеси за счет самопроизвольного процесса повышения их концентрации на границе раздела жидкости и поверхности твердого вещества. В результате содержание вредных веществ на выходе из фильтра существенно ниже, чем на входе.

Ионообменные фильтры

В случае если сильно превышены фториды в воде, рекомендуется использовать очистные колонны со специальной засыпкой. Основу их составляют ионообменные смолы, которые при взаимодействии с примесями связывают молекулы одного химического элементы и выделяют другие. Гранулы рабочего вещества отличаются высокой пористостью, что позволяет жидкости свободно проникать внутрь, увеличивая эффективную площадь контакта.

Фторид ионы в воде при соприкосновении с засыпкой из водородных смол мигрируют вглубь структуры рабочего тела, при этом процессе образуется безопасный водород, который находится в жидкости в растворенном состоянии или улетучивается. По мере накопления примесей в фильтрующем материале эффективность процесса существенно снижается.

При повышенном содержании фторида в воде ионообменные смолы, используемые в фильтроустановках необходимо периодически регенерировать. Для этих целей через колонну прокачивается насыщенный раствор солей некоторых щелочноземельных металлов. Они вытесняют связанные химические элементы и полностью восстанавливают свойства засыпки, что позволяет ее использовать многократно.

Если в воде превышение фторидов

Компания Diasel Engineering осуществляет продажу современного оборудования для систем водоподготовки, а также осуществляет его монтаж, наладку и ввод в эксплуатацию. Для достижения оптимальной концентрации фторидов в питьевой воде рекомендуется использовать промышленные или бытовые фильтры обратного осмоса. Заказы на приобретение таких фильтроустановок принимаются на сайте или по телефону.

Компания "Диасел" предлагает высококачественные угольные и ионообменные фильтры для очистки воды от фторсодержащих соединений. На все оборудование и монтажные работы предоставляются долгосрочные гарантии. Специалисты предприятия предоставляют бесплатные консультации по техническим и организационным вопросам.