Очистка воды от ртути

Потребность проведения дополнительных мероприятий по очистке воды от загрязнителей возникает тогда, когда качество воды из водных природных объектов не соответствует установленным нормам безопасности. Среди многообразия входящих в состав воды минеральных и органических веществ многие имеют неприятный запах и вкус, небезопасны для человека, могут вызвать расстройства здоровья. Особенно опасно повышенное содержание ионов тяжелых металлов, часть из которых имеет свойство накапливаться в организме и вызывать длящееся разрушающее воздействие. К чрезвычайно токсичным элементам в водных источниках относится ртуть и все ртутьсодержащие соединения.

Ртутные соединения в воде

Ртуть в природе может находиться в свободном состоянии и в составе ртутных минералов: киновари, амальгамы, каломели и других. Также ртуть входит в состав других минералов в качестве изоморфных или механических примесей. В чистом виде ртуть нерастворима в воде. Металл может находиться в водном растворе в форме комплексных агломератов с органическими и неорганическими молекулами либо во взвешенном состоянии. Вместе с гумусовыми веществами почвы ртутьсодержащие соединения попадают в водоносные горизонты и поверхностные воды. Чем ниже рН и электропроводность среды, тем выше концентрация ртути в воде. Кроме этого, комплексные агломераты ртути накапливаются в донных отложениях и абсорбируются взвешенными частицами, присутствующими в природной воде.

Антропогенными источниками поступления солей ртути в воду являются сточные и промывные воды целлюлозных комбинатов, предприятий по промышленной обработке цветных металлов, цементных заводов, хозяйств, применяющих ртутьсодержащие фунгициды, химических производств. Кроме того, пары и аэрозольные соединения ртути выделяются в атмосферный воздух, где седиментируются, и с осадками поступают в природные воды.

Формы существования и нормы содержания ртути в воде

Ртуть в минимальных количествах постоянно поступает в организм с водой и едой. Этот микроэлемент не несет никакой положительной функции для работы жизненных систем человека. Высокая токсичность и кумулятивность металла делает опасным превышение ПДК ртути в воде. Наибольшую опасность представляют растворенные формы, в частности метилированные ртутьорганические соединения: ионы монометилртути CH₃-Hg⁺ и диметилртуть (CH₃)₂Hg. Монометилртуть имеет высокую растворимость и устойчивость в водной среде и жировых клетках. Диметилртуть малорастворима в воде, но крайне летуча. Она аккумулируется взвешенными веществами и донными отложениями в водных объектах. Содержание метилртути достигает 25 - 45% от общего количества ртути в природной воде.

Стандартно фоновая концентрация растворенной ртути составляет в:

• пресноводных объектах - 0,03 - 0,06 мкг/л;
• придонном иле - 0,05 - 0,1 мг/кг;
• растительности пресных водоемов - 0,03 - 0,05 мг/кг сухой массы;
• питьевой воде, если нет дополнительного антропогенного загрязнения ртутью, - 0,1 мкг/л.
• Для оценки соответствия состава воды из природных объектов совокупности показателей, обеспечивающих безопасность здоровья потребителей и благоприятные условия водопользования, устанавливаются ПДК по основным загрязнителям. В питьевой воде ПДК ртути установлено СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03 на уровне 0,0005 мг/л из-за токсичности ее соединений и способности накапливаться в органах и тканях.

Опасна ли ртуть в воде для человека

Попадая из атмосферы в поверхностные воды, ртуть переходит в высокотоксичную метилированную форму. Это сильнейший яд, угнетающий работу нервной системы и представляющий опасность для всего живого, вызывая у человека болезнь Минамата. Интоксикация ртутьсодержащими веществами вызывает головную боль, кровоточивость десен, стоматит, усиленное мочеиспускание на первичной стадии отравления, а на следующих этапах токсикации уменьшение и полную его остановку. При высокой степени отравляющего воздействия возникает язвенный гастроэнтерит, который может закончиться некротическим нефрозом и летальным исходом через 4 - 7 дней. Острое отравление ртутными солями приводит к серьезным проблемам в работе ЖКТ, вызывает болевые ощущения, рвоту и диарею. Тяжелые случаи заканчиваются изъязвлениями слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, атрофическими изменениями печени.

Ртуть - токсикант кумулятивного действия и способна накапливаться во всех органах и тканях, вызывая тяжелые последствия. Токсичный металл относится к 1 классу чрезвычайно опасных веществ. Хроническое отравление ртутью грозит серьезными нарушениями функций центральной нервной системы. Ртутьсодержащие соли депонируются в почках и печени.

Способы определения ртути в воде

Единственно верным путем установления присутствия токсичного металла в воде является отбор проб и проведение химического анализа. В настоящее время разработано множество методик определения ртути и ее солей в питьевой воде:

• атомно-адсорбционные;
• эмиссионные;
• атомно-флуоресцентные;
• хроматографические;
• электрохимические;
• спектрофотометрические.

Методы определения характеризуются разными пределами обнаружения, селективностью, быстротой проведения, стоимостью аппаратурного оформления и выполняемых анализов. Определение суммарного содержания ртути в воде основано на переводе ее связанных органических и неорганических соединений в аналитически определяемые формы. Для этих целей разработано большое количество методик с использованием различных окислителей и их сочетаний, с нагреванием и без нагревания, длительных и быстрых.

Наиболее востребованным, универсальным, с высокой чувствительностью является метод холодного пара. Он основан на переводе ртути в газообразую форму путем ее восстановления до летучего атомарного состояния и последующего концентрирования на сорбентах из благородных металлов. При остальных одинаковых условиях выбор методики определения ртути основан на ее безопасности для персонала и "экологической чистоты" - минимального загрязнения окружающей среды газообразными, жидкими и твердыми отходами применяемых реактивов и анализируемых проб.

Как очистить воду от ртути

Для удаления ртути из воды используют обратный осмос, фильтрацию, реагентные, сорбционные, ионообменные методы очистки.

Доказано эффективным методом удаления ртути из воды является обратный осмос. Селективность полупроницаемых мембран позволяет задерживать ионы ртути и других тяжелых металлов и получать на выходе чистую воду. Установки обратного осмоса могут использоваться в промышленных масштабах, быть рассчитаны на входящую очистку водоснабжения дома, квартиры, офиса, устанавливаться под раковину в виде картриджей в составе системы многоступенчатой очистки воды. Оборудование обратноосмотической очистки отличается простотой обслуживания, производительностью и надежностью метода.

Ионный обмен - еще один надежный способ убрать ртуть из воды. В качестве ионообменных смол используют стиролдивинилбензольные смолы, винилпиридиновые сорбенты, содержащие SO₃H-группу, или смолы, содержащие SH-группу. Емкость первой по ртути составляет 100 - 200, а вторых - 240 г/л смолы. Обменная реакция на катионите позволяет извлекает ртуть из водного раствора, оставляя на выходе чистую воду.

Взвешенные частички металлической ртути успешно удаляют отстаиванием и последующим фильтрованием. Востребована реагентная обработка восстановителями гидразином, гидросульфитом натрия, газом H2S для перевода растворенных форм ртути в труднорастворимый сульфид. После этого водный раствор обрабатывают хлоридами щелочных или щелочноземельных металлов, или сульфитом магния в количестве 0,15 г/л. Hg₂S выпадает в мелкодисперсный осадок в форме гранул. Гранулы коагулируют и осаждают на фильтр-прессах.

Сорбционное удаление ртути из воды под действием электрического поля эффективно при концентрации ртутьсодержащих соединений от 0,01 до 90 мг/л. Воду пропускают через емкость со стеклянными сферами, покрытыми медным или цинковым напылением. Сферы выполняют роль катода, корпус установки - функцию анода. Для регенерации фильтрующего материала меняют полюса электродов друг с другом.

Важные моменты очистки воды от ртути

Ртуть и ее соединения являются веществами первого класса опасности и их содержание строго лимитируется во всех компонентах окружающей среды, питьевой воде, воздухе рабочей зоны, продуктах питания. В настоящее время возможности аналитической химии позволяют с максимальной точностью устанавливать даже незначительные концентрации ртути в питьевой воде. Имея в виду особую опасность, токсичность металла и свойства накапливаться в тканях и клетках, проведение химического анализа по определению содержания ртути в воде - необходимое мероприятие при организации водоснабжения дома, офиса или предприятия.

Подбор эффективного способа очистки воды от ртути можно осуществить у нас на основе комплексного химического анализа воды современными методами. У нас в наличии есть все оборудование, необходимое для реализации основных методик по удалению ртути и других тяжелых металлов из воды: установки обратного осмоса с определенной мощностью и производительностью, ионообменные колонки с мультизагрузками, химические реагенты для окислительно-восстановительных процессов, фильтра грубой и тонкой очистки, электролизеры. По результатам исследований биохимических показателей проб воды мы предложим универсальную схему очистки для вашего объекта.