УДК 553.78;543.33

ББК 26.35

Д31

Демченко Ю.А., Морин К.О.

ФГБОУ ВО «Адыгейский государственный университет»

Лаборатория нутрициологии, экологии и биотехнологии НИИ комплексных проблем АГУ

 

Установление содержания железа и марганца в колодезной воде а. Ассоколай

 

Аннотация: В статье представлены результаты экспериментальных исследований содержания ионов железа и марганца в питьевых водах Республики Адыгея а. Ассоколай. Отмечено высокое содержание, выше ПДК, исследуемых элементов в пробе из колодца с горячей водой, что может быть связанно с вымыванием элементов из минералов грунта, в особенности в сочетании с высокой температурой.

Ключевые слова: марганец, железо, природная вода, колодезная вода, горячий источник

Demchenko Yu.A., Morin K.O.

Adyghe State University

Nutritiology, Ecology and Biotechnology Laboratory, of Scientific Research Institute of complex Problems of ASU

 

Determination of iron and manganese content in well water a. Assokolai

 

Abstract: The article presents the results of experimental studies of the content of iron and manganese ions in the drinking waters of the Republic of Adyghe a. Assokolai. There is a high content, higher than the MAC, of the investigated elements in the sample from the well with hot water, which can be associated with the washing out of elements from soil minerals, especially in combination with high temperature.

Key words: manganese, iron, natural water, well water, hot spring

 

Вопросы качества питьевой воды остаются одними из самых актуальных на сегодняшний день, прежде всего потому, что вода играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека констатирует общее низкое качество питьевой воды в России [5]. Гигиенические требования к питьевой воде в РФ определяются санитарно – эпидемиологическими правилами и нормативами, в том числе СанПиН 2.1.4.1175-02 и СанПиН 2.1.4.1074-01 на основании которых, концентрации опасных для здоровья веществ, таких как хром, железо, алюминий, марганец и т.п., не должны превышать установленных нормативных значений. В целом, качество питьевой воды складывается из целого ряда факторов: ее органолептических свойств, определяемого цвета, вкуса и запаха, а также химического и бактериального состава.

Железо является одним из элементов наиболее широко распространенных и обнаруживаемых в питьевой воде. В небольших концентрациях оно не наносит никакого вреда организму, поскольку практически не усваивается, однако, систематическое использование воды с высокими концентрациями этого элемента для питья и приготовления пищи в течение многих лет вполне может отразиться на самочувствии. Организм, перенасыщенный железом, теряет запас других критически важных химических элементов, таких как: кальций, медь, цинк и другие [3]. В связи с этим, содержание железа нормируется для питьевой воды в соответствии с ГОСТ. Установлены нормы содержания железа в воде на уровне 0,3 мг/л (а по нормам ЕС даже 0,2 мг/л) [5] Многочисленные исследования показывают, что избыточное железо накапливается в организме человека и разрушает печень, иммунную систему, увеличивая риск инфаркта, вызывает аллергические реакции, негативно влияет на репродуктивную функцию организма.

Схожее негативное влияние на организм человека оказывают высокие концентрации ионов марганца в питьевой воде. В настоящее время установлена достоверная зависимость между повышением допустимого уровня марганца и увеличением числа болезней костномышечной и мочеполовой систем, осложнений беременности и родов. Повышенные концентрации марганца (более 0,1 мл/л) способствуют развитию аллергических реакций, болезней кожи и подкожной клетчатки, увеличивают риск развития болезней крови [2].

Необходимо отметить, что для систем централизованного водоснабжения налажен систематический контроль качества и безопасности питьевой воды, поступающей по трубопроводу, в то же время, качество воды из индивидуальных скважин, колодцев и родников не всегда контролируется органами и учреждениями государственного санитарного надзора. Именно поэтому в случае индивидуальной системы водоснабжения для каждого пользователя очень важно знать качество потребляемой воды.

В связи с этим, целью нашего исследования выступило определение содержания железа и марганца в колодезной воде а. Ассоколай Республики Адыгея.

Материалы и методы исследования.

Объектом исследования выступили пробы колодезной воды а. Ассоколай Республики Адыгея. Всего было исследовано 3 пробы колодезной, одна из которых отличалась и 2 пробы воды центрального водоснабжения а. Ассоколай и г. Майкоп для сравнения. Одна из проб колодезной воды отличалась не характерной для такого типа источников температурой - около 40 °С, присутствием слабого запаха и опалесцирующей примесью.

Определение содержания железа в воде проводили согласно ГОСТ 4011-72 «Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа». Фотометрический метод определения массовой концентрации общего железа основан на образовании сульфосалициловой кислотой или ее натриевой солью с солями железа окрашенных комплексных соединений, причем в слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями железа 3+ (красное окрашивание), а в слабощелочной среде с солями железа (2+) и (3+) (желтое окрашивание). Оптическую плотность окрашенного комплекса для железа общего измеряют при длине волны λ = 420 нм. Данные о содержании железа определяли по калибровочному графику.

Определение содержания марганца в воде проводили согласно ГОСТ 4974-2014 «Вода питьевая. Определение содержания марганца фотометрическими методами». Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов марганца основан на окислении ионов марганца (2+) до перманганат-ионов в азотнокислой среде действием персульфата аммония в присутствии катализатора — ионов серебра с последующим измерением оптической плотности раствора при длине волны 540 нм. Определение содержания марганца проводили с предварительным устранением мешающего влияния хлорид-ионов выпариванием с серной кислотой по варианту 2 .

Оборудование и реактивы: спектрофотометр Unico 2100, весы аналитические Pioneer PR224, аммоний хлористый, квасцы железоаммонийные, аммиак водный, кислота соляная, кислота сульфосалициловая, кислота серная, магний сернокислый 7-водный, ортофосфорная кислота, гидроксид натрия, азотнокислое серебро, персульфат аммония, вода дистиллированная.

Статистическую обработку полученных результатов проводили в Exel 2016.

Результаты и их обсуждение.

Анализ содержания железа и марганца в питьевой воде показал, что в воде исследуемых пробах, кроме воды из колодца с горячей воды, значения не превышают нормативных (табл. 1).

Таблица 1. Содержание железа и марганца в исследуемых пробах воды, мг/л.

Объект исследования	Содержание железа, мг/л	Содержание марганца, мг/л
Центральное водоснабжение г. Майкоп	0,196±0,02	0,082±0,001
Центральное водоснабжение а. Ассоколай	0,067±0,03	0,061±0,003
Колодец 1	0,056±0,01	0,058±0,001
Колодец 2	0,059±0,02	0,060±0,002
Колодец (с горячий водой)	0,490±0,03	0,123±0,026

 

 

Как видно из таблицы, содержание железа в пробе воды из горячего источника превышает нормативное в 1,6 раза. Главным источником соединений железа в природной воде являются процессы химического выветривания и растворения горных пород. Железо реагирует с содержащимся в природных водах минеральными и органическими веществами, образуют сложные комплексы соединений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии, поэтому природная подземная вода сначала прозрачна и чиста на вид, однако со временем при контакте с кислородом воздуха железо окисляется и придает коже желтовато-бурую окраску [4, 3]. Содержание железа в водопроводной воде центрального водоснабжения г. Майкоп на уровне 65,3% от ПДК может быть связано с физическим износом систем водоснабжения (рис.1).

Рисунок 1. Содержание железа и марганца в пробах от ПДК

 

Как видно из рисунка, в пробе воды из колодца с горячей водой кроме высокого содержания железа, отмечается значительное содержание марганца на 23% больше ПДК. Присутствие в природных водах марганца, как и железа, объясняется в основном растворением горных пород и минералов: оксидов, сульфатов, карбонатов и силикатов, в которых всегда содержится некоторое количество марганца [6].

Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод, что в большинстве проб питьевой воды из колодцев а. Ассоколай Республики Адыгея превышение содержания железа и марганца не наблюдается. Высокие значения содержания этих элементов в пробе из колодца с горячей водой объясняются вымыванием их из минералов грунта, в особенности в сочетании с высокой температурой, учитывая значительные фоновые содержания этих элементов в почвах Республики Адыгея [1].

 

Литература

1.                  Агиров А. Х. Агаджанян, Н. А., Ожева, Р. Ш., Лысенков, С. П. Экология и здоровье детского и подросткового населения Республики Адыгея //Фундаментальные исследования. – 2011. – №. 9-2. – С. 196-201.

2.                  Вишневецкий В. Ю., Попружный В. М. Оценка влияния содержания марганца в природной в природной воде на здоровье человека в районах водозаборов города Таганрога //Инженерный вестник Дона. – 2015. – Т. 39. – №. 4-2. – С. 24.

3.                  Гилязова И. Б., Давыдова А. Сравнительный анализ содержания железа в природной воде //Всемирный день охраны окружающей среды (экологические чтения-2015). – 2015. – С. 190-193.

4.                  Лейтес Е. А., Тыливанова Ю. А. Определение показателей химического состава вод участков бассейна верхней Оби и р. Алей //Известия Алтайского государственного университета. – 2013. – Т. 2. – №. 3 (79). – С. 190-194.

5.                  Онищенко Г. Г. Проблемы питьевого водоснабжения населения России в системе международных действий по проблеме «Вода и здоровье. Оптимизация путей решения» // Питьевая вода Сибири 2006 : материалы III науч.-практ. конф., 18-19 мая 2006 г. — Барнаул, 2006.

6.                  Петрова О. Н., Трубачева Л. В., Лоханина С. Ю. Определение содержания марганца в питьевых водах фотометрическим методом //XXVII Российская молодежная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии».—Екатеринбург, 2017. – Издательство Уральского университета, 2017. – №. 27. – С. 130-131.

________________________________________________________________________________

Демченко Юлия Александровна, к.т.н, доцент кафедры химии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, эксперт-биохимик лаборатории нутрициологии, экологии и биотехнологии НИИ комплексных проблем АГУ, тел.89284679097, e-mail:jesi-001@mail.ru

Морин Ксани Олеговна – студентка 1 курса направленность «Химии-биология» факультета естествознания Адыгейского государственного университета.