Железо в воде: откуда берется и почему необходимо знать его концентрацию

Железо — важный микроэлемент, но его избыток в воде вредит как человеку, так и оборудованию. Поэтому СанПиН 2.1.3684-21 жестко регламентирует предельную концентрацию суммарного железа в питьевой воде — 0.3 мг/л. Рассказываем, как железо попадает в воду и как в лаборатории определяют, соответствует ли вода нормам.

Фото: Unsplash

Польза и вред железа в воде

Железо необходимо человеку, но не все его формы усваиваются одинаково хорошо. Питьевую воду нельзя считать существенным источником железа в организме. Мировая фармакология бьется над созданием формулы железа, которая будет иметь хорошую биодоступность, и такой формулы совершенно точно нет в кране и даже в минеральных источниках. Тем не менее, превышение нормы железа в воде — серьёзная проблема.

• Высокая концентрация железа в питьевой воде ухудшает ее органолептические свойства: появляется металлический привкус и неприятный металлический запах, что делает воду непригодной для питья и приготовления пищи.
• Повышенный уровень железа негативно влияет на водные экосистемы: железо может способствовать росту определенных типов водорослей, которые нарушают баланс водной среды и истощают уровень кислорода.
• Процессы коррозии могут приводить к выбросу в воду не только железа, но и других металлов, таких как свинец или медь. Это создает дополнительные риски для здоровья.

Какое железо встречается в воде и почему

В воде могут присутствовать сразу несколько видов железа:

• двухвалентное железо (Fe2+) — растворимая восстановленная форма железа, которая бесцветна, но может способствовать изменению вкуса, запаха и росту бактерий в воде;
• трехвалентное железо (Fe3+) — это нерастворимая, окисленная форма железа, которая вызывает характерное «ржавое» окрашивание воды.

По происхождению выделяют:

• железо неорганического происхождения в форме оксидов, гидроксидов и различных солей;
• бактериальное железо — продукт метаболизма железобактерий, получающих энергию при окислении двухвалентного железа в трехвалентное (железо, связанное с остатками органики присутствует в воде в коллоидной форме).

Избыток железа — свидетельство серьезного загрязнения воды. Чтобы оценить пригодность воды для питья и степень риска для оборудования, достаточно знать концентрацию суммарного железа.

Как распознать превышение ПДК железа

«Народные» признаки повышенного содержания железа в воде — изменение цвета, появление «ржавого» осадка, металлический привкус — очевидны только тогда, когда показатель уже, что называется, зашкаливает. Норма содержания железа в питьевой воде — до 0,3 мг/л (иногда для технических нужд или в минеральных водах допустимо до 1 мг/л). При таких концентрациях никаких видимых изменений нет, их можно обнаружить только в лаборатории.

Измерение концентрации железа в лаборатории

Ещё недавно измерения проводились с помощью колориметрии, были длительными, трудозатратными и не отличались большой точностью. Например, при использовании сульфосалициловой кислоты погрешность находилась в пределах 0,01 — 0,03 мг/л при измерении концентраций от 0,1 до 2 мг/л.

Метод с ортофенантролином даёт погрешность 0,01-0,02 мг/л, но этому исследованию может помешать содержание в пробе ряда веществ и микроэлементов. Если они есть в пробе, их необходимо обнаружить и устранить перед анализом.

Все эти способы допустимо использовать, ГОСТ 4011—72 до сих пор имеет статус действующего, но существует гораздо более точный количественный метод определения железа — атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Проведению такого анализа могут помешать только примеси кобальта и титана, а погрешность при измерениях минимальна.

Аккредитованная лаборатория «Веста» выполняет исследования на определение концентрации железа для контроля качества воды в системах питьевого водоснабжения и технологических процессах.