Сульфат в воде что это значит

Сульфаты в воде: источники и значение

При кажущемся ядовитом, вредном и раздражающем воздействии на организм человека, удивительно, что мы продолжаем находить сульфаты во многих наших продуктах повседневного использования.

Сульфат-ион — это соединение, которое обычно встречается почти во всех анализах воды. Этот полиатомный анион широко используется во многих отраслях промышленности, в том числе в фармацевтике, моющих средствах и косметической продукции.

Шампунь, кондиционер, средства для мытья лица, зубная паста и даже вода, которую мы пьем, содержат это потенциально опасное соединение. Но как сульфаты вредят организму? Как сульфаты попадают в воду? И как мы определяем уровень сульфатов в воде? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Ваше предприятие осуществляет выбросы серосодержащих газов в атмосферу? Вот что можно сделать:

Источники сульфатов

Источниками сульфат-ионов являются соли серной кислоты, широко используемые в свинцово-кислотных батареях, чистящих средствах и удобрениях. В некоторых случаях сульфат-ион может попадать в воду естественным путем, поскольку он находится в некоторых почвах и породах, содержащих серосодержащие минералы. Сульфат является загрязняющим веществом, которое попадает в наше водоснабжение через отходы и промышленные стоки.

Шахты, плавильные и бумажные заводы, текстильные фабрики и кожевенные заводы производят большое количество сульфатов, которые остаются в промышленных отходах и попадают в ручьи и грунтовые воды. Основными сульфатами, которые обнаруживаются в воде, являются сульфаты натрия, калия и магния, так как все они обладают высокой растворимостью.

Сульфаты присутствуют не только в нашей воде, но и в атмосфере. При сжигании ископаемого топлива триоксид серы в атмосфере в сочетании с водяным паром в воздухе образует разбавленную серную кислоту, известную как кислотный дождь.

Воздействие сульфатов на здоровье человека

Хотя сульфаты в небольших количествах не должны существенно влиять на потребителя или пьющего, те, кто не привык к этому соединению, могут страдать от обезвоживания и диареи. Дети с ранее существовавшими кишечными проблемами часто более чувствительны к сульфатам, что повышает важность мониторинга их уровня. Например, детское питание не следует готовить с использованием воды с уровнем сульфатов 400 мг/л и более.

Как и дети, животные также очень чувствительны к сульфатам в питьевой воде. для молодых животных особенно высокие уровни сульфатов могут стать причиной тяжелых, потенциально даже смертельных заболеваний, диареи и болезней. Хотя большие количества сульфатов в воде маловероятны они могут быть смертельными для человека. Воздействие высоких уровней может быть неприятным и вредным для вашего кишечника. Поэтому важно знать уровень сульфатов в вашей воде и понимать, как их удалить.

Источник

Сульфаты в воде

Химический состав воды из природных водоемов, колодцев и скважин очень разнообразен. В воде содержатся минералы и микроэлементы, химические соединения. Минерализация необходима для работы внутренних органов, так как обеспечивает их нужными веществами. Но в воде присутствуют и опасные соединения. Одно из них — сульфаты.

Это растворенные соли серной кислоты. Если их количество находится в пределах нормы, такая вода пригодна к употреблению. Но когда оптимальные показатели превышены, воду без дополнительной очистки и подготовки нельзя употреблять, но можно использовать полива и технических нужд.

Подробности о загрязнении

Сульфаты в воде появляются при протекании воды через горные породы. В зависимости от концентрации они могут менять вкус и цвет воды, влиять на ее безопасность для организма человека.

Образующиеся ионы нестабильны и постоянно образуют другие соединения. По мере увеличения минерализации образуются стойкие соединения. А если реакция происходит в анаэробной среде, формируются сульфиды.

Как сульфаты попадают в воду

Появлению сульфатов в добываемой воде способствуют особые микроорганизмы. Главная особенность этих соединений в том, что они хорошо растворяются в воде и почти всегда обнаруживаются в ней. Отличается только количество компонентов

Основные способы попадания сульфатов в водоносные горизонты:

Определенную опасность представляет магний в питьевой воде при превышении его концентрации. Сульфаты этого вещества используются в химических веществах, которые применяют для обработки дорог в зимний период. Во время таяния льда они просачиваются в грунт и стекают в водоемы, откуда производится забор воды в водопровод. Концентрация веществ в воде повышается также в промышленных районах, где загрязненные производственные отходы сбрасываются без тщательной очистки.

Сульфаты в воде из скважины

Обильное содержание сульфатов в воде наблюдается и в случае ее добычи с глубоких водоносных горизонтов. Особенно много опасных компонентов в воде из скважин, расположенных в следующих районах:

В таких случаях при заборе воды обязательно устанавливаются фильтры и установки водоподготовки. Точный состав фильтрующих модулей и загрузок определяется по результатам лабораторного анализа образцов воды.

Польза от сульфатов в воде

Природная минерализованная вода с сульфатами оказывает лечебные свойства. При ее употреблении под наблюдением врача в указанных в рекомендациях количествах наступают такие положительные для организма последствия:

Наибольший положительный эффект оказывают сульфаты магния. Такую воду нужно употреблять в санаториях или специализированных курортах для выведения из организма продуктов распада, шлаков. Кроме того, богатую магнием воду можно использовать как средство избавления от запора.

Опасность от постоянного употребления сульфатированной воды

Серная кислота сама по себе является опасным активным веществом и при попадании в организм приводит к негативным последствиям. Поэтому вред сульфатов в воде очевиден. Если их количество в жидкости превысит 10%, это приведет к частичному повреждению внутренних органов.

Соли серной кислоты менее опасны. Но если они есть в воде, то ухудшают ее органолептические свойства, придают жидкости соленый, иногда — горький вкус.

Обильное содержание сульфатов в воде приводит к следующим негативным последствиям:

Особенно тяжело переносят переход на сульфатную воду люди, которые ранее жили в другой местности, пили и готовили еду из очищенной и не минерализованной воды. Они будут испытывать проблемы с пищеварением длительное время, пока организм не адаптируется к новым условиям.

Если вода с высоким содержанием сульфатов попадает в водопроводы из свинцовых труб, находящиеся в жидкости химические соединения вступают в реакцию с металлом, растворяют его и повышают концентрацию, что опасно для организма.

Оптимальные показатели сульфатов в воде

Предельно допустимые концентрации сульфатов указаны в санитарных требованиях, технических условиях и других нормативных документах, регулирующих качество воды. Основным стандартом является ГОСТ 31940-20212, в котором описаны также способы определения ПДК и отбора проб.

Предельные концентрации веществ указаны в таблицах:

При подаче в водопровод норма содержания сульфатов составляет 150 мг на литр, предельная концентрация составляет 500 мг/л для России, 250 мг/л для стран Европы.

Удаление сульфатов из воды

Сульфаты из водопроводной или скважинной воды нельзя удалить с помощью кипячения и отстаивания. Очистка производится с помощью комплексных индивидуальных систем водоподготовки с использованием ионообменных свойств и фильтров обратного осмоса.

Источник

Методы определения сульфатов в сточной и питьевой воде

О сульфатах

Термином «сульфат» в специальной литературе обозначают анион (SO₄ 2- ) сильной двухосновной серной кислоты (неорганические сульфаты) и эфиры серной кислоты с различными ароматическими и алифатическими спиртами (органические сульфаты).

Растворимые и нерастворимые

Сульфаты в своем большинстве хорошо растворяются в воде (FeSO₄, MgSO₄, K₂SO₄, Na₂SO₄). Исключение составляют сульфаты металлов главной подгруппы второй группы таблицы Д. И. Менделеева: CaSO₄, SrSO₄, BaSO₄, RaSO₄, а также PbSO₄. Сульфаты этих металлов выпадают в виде кристаллических осадков, которые не растворяются даже в присутствии соляной или азотной кислоты.

Неорганические ионные соединения

Неорганические сульфаты — это ионные соединения, в составе которых есть анион SO₄²⁻. Выделяют три ряда сульфатных солей:

BaSO₄, RaSO₄;плохо растворяются:

CaSO₄, SrSO₄, PbHSO₄.кислыерастворимы· кислые сульфаты щелочных металлов разлагаются с выделением H₂O, превращаясь в пиросульфаты;

· кислые сульфаты не щелочных металлов при нагревании образуют оксиды, разлагаясь с выделением SO₃.основныемалорастворимы, совсем не растворяются или способны к гидролизации· разлагаются при высокой T⁰ с отщеплением SO₃ и образованием оксидов металлов

Неорганические сульфаты способны образовать кристаллогидраты — вещества, в кристаллы которых входят молекулы воды. Наиболее известны кристаллогидраты:

Органические сульфаты

Сложные эфиры серной кислоты и этилового спирта, название которых заканчиваются на суффикс «сульфат», могут называть сульфатами:

Среди органических сульфатов различают:

Сульфаты органической природы являются мощными алкилирующими агентами (диметилсульфат) и используются в органическом синтезе. Соли сульфоновой кислоты (сульфонаты) и сложные эфиры с протяженными углеводородными остатками нашли широкое применение в качестве моющих средств.

Моющая способность сульфонатов обусловлена строением молекулы, полярная часть которой ( — SO 3- Na + ) обеспечивает её растворимость в воде, а крупная алкильная часть, расположенная в п-положении, придает молекуле способность растворяться в жире.

В результате этого частички жира вместе с загрязнителями диспергируются в виде мицелл и переходят в водную фазу.

Сульфаты в воде

В природных водах сульфаты присутствуют всегда. Некоторые сульфатсодержащие минералы (гипс) постоянно растворяются под действием осадков. Также в природные воды попадают сульфаты из атмосферного воздуха, где идут реакции окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI), процессы образования серной кислоты и ее полной или частичной нейтрализации. Преумножают сульфатное загрязнение и стоки с промышленных предприятий.

Откуда берутся в питьевой

Сульфаты обнаруживаются не только в реках, ручьях и озерах. Избыточное содержание сульфатов наблюдается в подземной воде, добытой даже из глубоких водоносных горизонтов.

Риск появления нежелательных примесей в питьевой воде возрастает, если скважина расположена:

Сульфаты попадают в водоносные горизонты, когда происходит:

Опасность представляют и реагенты, применяемые для зимней обработки дорог, и подтекающие свалки отходов, и сточные воды производств, сбрасываемые без тщательной очистки. Загрязненные воды в период снеготаяния устремляются в поверхностные водоемы и могут попасть в зоны водозаборов, откуда потом попадают в водопровод.

Источники появления в сточных водах

Под термином «сточные воды» согласно российскому Водному кодексу объединены сточные воды централизованной системы водоотведения, дождевая и талая воды, стоки со свалок, а также другая вода, которая сбрасывается или отводится в природные водоемы после использования или которая стекает с водосборной площади.

Сульфаты обнаруживаются в стоках, образовавшихся в результате:

Избыточное содержание сульфатов наблюдается в стоках предприятий, использующих в технологическом цикле серную кислоту. На коксохимических заводах из аммиака и H₂SO₄ в больших количествах получают сельскохозяйственное удобрение — сульфат аммония. Из почвы (NH₄)₂SO₄ вымывается с осадками в поверхностные водоемы. В зимний период дороги посыпают сульфатсодержащим противогололедным реагентом, который из ливневой канализации массово уходит в реки.

Нормы содержания и ПДК

Повышенные концентрации сульфатов ухудшают органолептические показатели водопроводной воды, оказывают влияние на здоровье человека.

В ГОСТ 31940-2012 закреплены методы измерения концентрации сульфатов в питьевой воде, в том числе разлитой в бутылки. Если содержание солей серной кислоты превышает нормативы, воду перед использованием необходимо очистить.

Польза и вред сульфатов

В зависимости от преобладания в сульфатной воде того или иного компонента выделяют воды:

Влияние на организм человека

Особенность сульфатных вод проявляется в их выраженном воздействии на пищеварительную систему. Употребление минеральной воды с преобладанием сульфатов (более 25%) способствует:

Избыточное количество сульфатов (более 500 мг/дм 3 ) придает питьевой воде горький вкус, а в концентрации 1-2 г на литр сульфатная вода оказывает слабительное действие. Отмечен эффект тормозящего влияния сульфатов на реакцию утоления жажды (Егорова, 2002), в конечном итоге приводящий к увеличению нагрузки не на почки, а на кишечник.

Водопроводы и стоковые коммуникации

С кальцием сульфаты образуют прочную накипь. С повышением температуры воды растворимость сульфата кальция снижается, соль выделяется из воды, оседая на поверхностях труб и нагревательных элементах. Незначительные отложения состоят преимущественно из двуводного гидрата CaSO₄ 2H₂O (гипса), но утолщение накипи приводит к нагреванию прилегающего к металлу слоя. При 100 °С гипс превращается в полуводный гидрат

CaSO₄ 1/2H₂O, снять который крайне затруднительно даже промыванием системы кислотой.

Круговорот сульфатов в природе

Основным резервом сульфатов, вовлекаемых в природный круговорот, в настоящее время выступает самородная сера и сульфатсодержащие минералы. Осадочные породы, особенно органические сланцы, дают большие количества сульфатов путем окисления минералов с одинаковой химической формулой FeS₂ —лучистого колчедана (марказита) и пирита.

В почвенных слоях постоянно идет окислительно-восстановительный обмен серой между сульфидами серы, находящимися в бескислородных условиях в толще почвы, и доступными сульфатами вблизи поверхности. Сульфид окисляется до сульфата в присутствии воздуха, а сульфат восстанавливается до сульфида в анаэробных условиях.

В морях в результате деятельности бактерий происходит восстановление глубоководных сульфатных отложений. Образовавшийся при этом сероводород мигрирует к поверхности воды, где окисляется кислородом атмосферного воздуха до сульфат-иона.

Значительное количество сероводорода остается в подземных водах. Если в воде присутствует железо, образовавшийся FeS способен выпасть в осадок, в результате чего из воды удаляются как ионы железа, так и сульфиды.

В почве за восстановление сульфатов отвечают почвенные бактерии, в этом случае большие количества сероводорода поступают непосредственно в атмосферу.

Сульфат-ион — основная форма серы, доступная организмам-автотрофам. Сульфаты поглощаются живыми существами, благодаря метаболизму которых восстанавливаются и входят в состав белков. При гниении отмерших организмов сера возвращается в круговорот.

Количественные методики определения по ГОСТу

Химическое титрование

С трилоном Б

В питьевой воде концентрацию сульфатов определяют по ГОСТ 31940-2012 титриметрически, с ЭДТА-Na₂ (трилоном Б) (метод 1).

К пробе анализируемой воды прибавляют соляную кислоту для подкисления среды, а затем барий хлористый. Происходит осаждение сульфат-ионов и образование сернокислого бария BaSO₄ с появлением в растворе характерной белой мути.

Сульфат бария BaSO₄ в аммиачной среде растворяют в растворе ЭДТА-Na₂ (трилона Б). Избыток ЭДТА-Na₂ затем титруют раствором, содержащим ионы магния, в присутствии индикатора эриохрома черного. Титрование прекращают, когда произойдет смена окраски — синий цвет сменится на лиловый. Количество ЭДТА-Na₂, израсходованного на растворение BaSO₄, эквивалентно количеству сульфат-ионов во взятом объеме воды.

С хлоридом бария

По методу 2 из ГОСТ 31940-2012 сульфаты определяют титрованием анализируемой пробы воды раствором соли бария в водно-ацетоновой среде (или водно-спиртовой) при рН 1,5-2,0. Индикатором служит нитхромазо (или ортаниловый К, или хлорфосфоназо). Ионы бария связывают сульфат-ионы, образуется BaSO₄ — слаборастворимый осадок. В точке эквивалентности избыток ионов бария взаимодействует с индикатором, образуя комплексное соединение. В этот момент жидкость в колбе меняет фиолетовый цвет на голубой. Чтобы устранить влияние катионов аликвотную часть раствора предварительно обрабатывают катионитом КУ-2.

Фотометрические методы определения сульфатов

Определение сульфатов нефелометрическим и турбидиметрическим методами основано на измерении интенсивности рассеянного света (нефелометрия) или света, прошедшего через мутную среду (титриметрия).

Оба метода предполагают наличие в исследуемом растворе частиц определяемого вещества, находящегося в растворе во взвешенном состоянии.

Нефелометрия

Определение сульфатов нефелометрическим методом базируется на осаждении сульфат-ионов BaCl₂ в присутствии HCl и реагента-стабилизатора (желатина, крахмала). В реакции образуется сульфат бария, медленно выпадающий в осадок и образующий суспензию.

Оптическую плотность суспензии измеряют на нефелометре, а концентрацию сульфатов в воде затем рассчитывают по предварительно построенному градуировочному графику.

Турбидиметрия

Сульфаты турбидиметрическим методом определяют на фотометре или спектрофотометре, способным измерить интенсивность помутнения водной пробы. Мутность развивается после взаимодействия находящихся в пробе сульфатов с осадительной смесью, в состав которой входит BaCl₂, стабилизирующий реагент (этиленгликоль), а также этанол для снижения растворимости. Прибор фиксирует оптическую плотность помутневшего раствора относительно дистиллированной воды. Точное содержание сульфат-ионов в отобранной на анализ воде, как и в случае нефелометрии, рассчитывают по градуировочному графику.

Очистка вод от сульфатов

Удаление в быту

Вода с избытком сульфатов кроме неприятных вкусовых ощущений и расстройства кишечника, способна вывести из строя бытовую технику.

Удалить сульфаты из воды народными средствами не получится. Лучше всего установить в квартире или коттедже фильтр с системой обратного осмоса. Вода с растворенными в ней солями под давлением проходит через полупроницаемую мембрану фильтра, на которой оседают минеральные соли, бактерии и тяжелые металлы, а очищенная вода беспрепятственно проходит дальше. Фильтр обратного осмоса позволяет очистить воду на 98%, снизив жесткость и устранив риск для здоровья и бытовых приборов.

Предприятия водоподготовки

Очистка больших объемов загрязненной сульфатами воды осуществляется на производствах тремя основными способами:

Сточную воду обрабатывают известковым молоком в присутствии коагулянта и флокулянта. При взаимодействии оксида кальция CaO с водой образуется гидроксид кальция Ca(OH)₂, осаждающий сульфаты из сточной воды.

Коагулянт повышает эффективность сорбции сульфатов на хлопьевидном осадке. Добавление флокулянта сокращает дозу коагулирующего реагента, повышает плотность образующихся хлопьев и, в конечном итоге, облегчает отделение плотного осадка от остальной воды в момент фильтрации.

Сульфаты, присутствующие в питьевой воде в допустимых СанПиН концентрациях, для человека не опасны. Увеличение содержания сульфат-ионов в воде ухудшает качество жизни, со временем выводит из строя бытовую технику и водопроводные коммуникации. Поэтому так важно точно знать концентрацию сульфатов в воде и при малейшем подозрении на превышение санитарных и технических нормативов делать анализ этого параметра в аккредитованной лаборатории.

Источник

Полезные свойства и разновидности сульфатной минеральной воды

Минеральные воды полезны при многих заболеваниях. Они содержат ионы различных минеральных веществ – хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, концентрация которых в несколько раз выше, чем в обычной питьевой воде. Поэтому они имеют целебное воздействие на организм.

Его особенности зависят от состава. Для улучшения пищеварения и стимуляции работы желчного пузыря рекомендуют употреблять сульфатную минеральную воду.

Общая характеристика

Эта минеральная вода так называется потому, что в ней преобладают сульфаты – их больше 25%. Это сернокислые соли разных металлов. Остальные анионы тоже есть, но в меньшем количестве – около 10%. Такая минералка относится к лечебным, так как сульфатов в ней от 2 г/л.

Добывают сульфатные воды с глубины. Обычно их обнаруживают там, где залежи:

Дождевая вода, проходя через них, накапливает минералы, очищается, приобретая целебные качества. Сульфаты влияют на работу кишечника, понижают кислотность желудка и ускоряют выработку желчи.

Разновидности

Сульфаты могут сочетаться с анионами различных металлов. Обычно в состав такой минеральной воды входит кальций и магний. Эти минералы усиливают их очищающее, слабительное и желчегонное действие.

Но они могут содержать также другие вещества:

Особенно полезными считаются сульфатно-магниевые разновидности. Они лучше всего действуют на работу печени и желчного пузыря.

Но различают еще несколько вариантов, которые обладают разным действием:

От чего помогает и чем может навредить?

Сульфаты почти не всасываются. Попадая в организм, они раздражают слизистую, ускоряя перистальтику пищеварительного тракта. Их полезное действие усиливается наличием других анионов в составе.

Разные сульфатные воды обладают такими свойствами:

Несмотря на такие полезные действия, не рекомендуется употреблять такую минералку без ограничений. Некоторые заменяют ей газировку, но если концентрация солей больше 2 г/л, они могут накапливаться в организме. Избыточное поступление некоторых минеральных веществ приводит к таким неприятным последствиям:

Показания к использованию

Лечебно-столовые воды имеют минерализацию от 2 до 10 г/л. Их можно пить всем, но понемногу и не постоянно. Если концентрация солей больше 10 г/л, минеральная вода считается лечебной. Употреблять ее нужно по определенной схеме.

Назначают минералку в таких случаях:

Употреблять такую минеральную воду можно только во время ремиссии. Ее используют курсами для предупреждения обострений и улучшения общего состояния.

Любую воду с минерализацией более 2 г/л нельзя употреблять постоянно, особенно людям с различными хроническими заболеваниями.

К ее приему есть несколько противопоказаний:

Популярные марки и их названия

Добывают сульфатную минеральную воду в разных регионах:

В зависимости от месторождения они могут отличаться составом, минерализацией. Большое разнообразие марок такой минералки усложняет выбор. Поэтому перед употреблением нужно разобраться в их особенностях.

Российские

Большое количество сульфатных вод добывается в России:

Они отличаются по составу, минерализации, лечебным свойствам.

Вот список самых популярных марок:

Грузинские

Минералка из грузинских источников известна по всему миру.

Добываются там также несколько видов:

Украинские

Среди сульфатных вод Украины есть несколько самых популярных:

Правила употребления

Эффективность приема минеральной воды зависит ее состава и от соблюдения правил употребления. Одна и та же минералка может оказать разное действие в зависимости от дозировки, способа приема, температуры и связи с едой. Поэтому желательно соблюдать все предписания врача.

Обычно рекомендуют пить минералку курсами по 3-5 недель. Потом нужно сделать перерыв на 3-4 месяца. Несоблюдение этого условия приводит к нарушению электролитного баланса. Сначала употребляют по 100 мл в день, увеличивая до 1 стакана 2-3 раза в день. Не рекомендуется выпивать более 600 мл в сутки.

Способ употребления минералки зависит от патологии:

Заключение

Сульфатная минеральная вода обладает сильным воздействием. Даже лечебно-столовые разновидности при злоупотреблении могут нарушить водно-солевой баланс. Но при правильном употреблении они помогают наладить пищеварение и предотвращают серьезные патологии кишечника, печени и желчевыводящих путей.

Источник