Usuwanie metali ciężkich z wody obejmuje technologie stosunkowo proste i łatwo dostępne. W warunkach domowych najlepiej sprawdza się adsorpcja na węglu aktywnym lub dedykowanych jonitach, a także filtracja membranowa w postaci odwróconej osmozy. Wybór konkretnego rozwiązania nie zawsze bywa jednak oczywisty na pierwszy rzut oka.
Spis treści:
- Czym są metale ciężkie?
- Technologie usuwania metali ciężkich z wody
- Usuwanie metali ciężkich z wody – przegląd urządzeń
- Dlaczego należy usuwać metale ciężkie z wody?
- Jak usunąć metale ciężkie z wody – podsumowanie
Czym są metale ciężkie?
Poszukując odpowiedzi na pytanie, jak usunąć metale ciężkie z wody, warto zacząć od podstaw. Na początku może bowiem zaskakiwać fakt, że definicja metali ciężkich jest stosunkowo nieprecyzyjna.
W zależności od przyjętych kryteriów, obejmuje zazwyczaj szereg metali i półmetali charakteryzujących się dużą gęstością. W publikacjach naukowych spotyka się natomiast różne wartości graniczne gęstości, powyżej której dany pierwiastek uznawany jest za metal ciężki. Pewne definicje oparte są na liczbie atomowej, inne na liczbie masowej, a jeszcze kolejne na wybranych własnościach chemicznych (tj. liczba akceptorowa). W efekcie, do grupy metali ciężkich zaliczane są takie pierwiastki jak: rtęć, kadm, chrom, ołów, nikiel, miedź, bizmut, cynk, jak również półmetale, takie jak arsen, tellur.
Skąd metale ciężkie biorą się w wodzie?
Wiele metali ciężkich występuje w środowisku naturalnie, przy czym głównym źródłem emisji tych pierwiastków są zazwyczaj procesy glebotwórcze, wybuchy wulkanów oraz wietrzenie skał.
W ciągu kilku ostatnich dekad, na skutek masowej działalności człowieka równowaga geochemiczna i biochemiczna metali ciężkich drastycznie się zmienia. Stężenie tych pierwiastków w lokalnych ekosystemach rośnie bowiem wykładniczo do wielkości populacji ludzkiej oraz związanego z nią rozwoju działalności rolnej i postępującej industrializacji. W konsekwencji metale ciężkie coraz częściej przedostają się do zasobów wody pitnej.
W wyniku zanieczyszczenia spowodowanego przez ścieki przemysłowe, w wodzie coraz częściej pojawia się arsen. Źródłem ołowiu, oprócz ścieków przemysłowych, bywają z kolei związki tego metalu wymywane z gruntu oraz korozja rur ołowianych i zbiorników pokrytych farbami z ołowiem. Z ocynkowanych rur, spawów i niektórych metalowych elementów uzbrojenia przewodów – do wody może przedostawać się kadm. Źródłem miedzi są ścieki z zakładów metalurgicznych i maszynowych, a także miedziane przewody wodociągowe mające kontakt z wodą o właściwościach korozyjnych. Nikiel przenika do wody z armatury wodociągowej oraz ze ścieków powstających w galwanizerniach. Źródłem rtęci bywają z kolei m.in. ścieki przemysłowe z zakładów farmaceutycznych i petrochemicznych, a także spływy z pól, na których stosowano środki ochrony roślin typu rtęciowego.
Technologie usuwania metali ciężkich z wody
Zmiany klimatyczne oraz postępująca na szeroką skalę industrializacja zwiększają ryzyko związane z toksycznymi zanieczyszczeniami wody pitnej. Zagrożenia płynące z takiego stanu rzeczy można na szczęście skutecznie eliminować. Na rynku dostępne są bowiem różne metody usuwania metali ciężkich z wody, w tym skuteczne systemy uzdatniania przeznaczone do pracy w warunkach domowych. Choć w kwestii poszukiwania najlepszego rozwiązania niemałą rolę odgrywają indywidualne preferencje użytkowników, dobór odpowiedniej metody uzdatniania powinna poprzedzać profesjonalna analiza wody. Ze względu na różnorodność dostępnych produktów, wybór konkretnego urządzenia warto również skonsultować ze specjalistą.
Usuwanie metali ciężkich z wody odbywa się w relatywnie prosty sposób. W przemyśle wodnym wykorzystuje się koagulację, a w przypadku mniejszych źródeł zazwyczaj sprawdza się adsorpcja na węglu aktywnym lub specjalistycznych złożach jonowymiennych oraz odwrócona osmoza.
Adsorpcja na węglu aktywnym
Węgiel aktywny usuwa metale ciężkie z wody, ale nie tylko. Filtry węglowe skutecznie zatrzymują zanieczyszczenia, a dodatkowo poprawiają parametry organoleptyczne wody (tj. smak, zapach i barwa), dzięki czemu przyrządzone na jej bazie napoje i potrawy są po prostu smaczniejsze. Filtry z węglem aktywnym skutecznie usuwają zanieczyszczenia nieorganiczne i organiczne.
Odwrócona osmoza
Membrana osmotyczna usuwa zanieczyszczenia z dokładnością do pojedynczych jonów o średnicy 0,001-0,01 µm. Inne metody filtracyjne (tj. ultrafiltracja) zatrzymują tylko większe cząsteczki o wielkości około 1-1000µm. Oprócz metali ciężkich, odwrócona osmoza eliminuje pierwiastki radioaktywne, pestycydy, azotany, chlor i jego pochodne, niektóre związki kancerogenne, a nawet wirusy i bakterie w wodzie.
Strącanie na jonitach
Stosunkowo trudne jest usuwanie z wody arsenu. W tym przypadku specjaliści zalecają współstrącanie tego metalu z żelazem, jeśli oczywiście występuje ono w wodzie w wystarczającym stężeniu. Do tego celu stosuje się odżelaziacze wody, które dobiera się na podstawie indywidualnych potrzeb danego gospodarstwa domowego oraz pod kątem fizykochemicznych parametrów wody. Oprócz stężenia żelaza czy arsenu bierze się bowiem pod uwagę także utlenialność, odczyn pH, a nawet barwę wody.
Usuwanie metali ciężkich z wody – przegląd urządzeń
Do usuwania metali ciężkich z wody sprawdzi się zarówno filtr kuchenny, jak i centralna stacja uzdatniania wody. Wybór konkretnego rozwiązania zależy przede wszystkim od potrzeb potencjalnego użytkownika oraz przeznaczenia kranówki.
Filtry kuchenne do wody pitnej
Chcąc do minimum ograniczyć ryzyko narażenia na metale ciężkie w wodzie pitnej, warto zainstalować dobrej jakości filtry kuchenne. W tym kontekście najlepiej sprawdzi się połączenie węgla aktywnego z membraną osmotyczną, które wyeliminuje do 99 proc. zanieczyszczeń. Z drugiej strony, nie zawsze jest oczywiste jaki filtr kuchenny wybrać do domu. Dostępne na rynku urządzenia różnią się między sobą nie tylko skutecznością, ale też budową i funkcjami dodatkowymi.
W celu zachowania pełnej higieny procesu uzdatniania wody, warto rozważyć zakup systemu odwróconej osmozy Atlas Filtri OASIS Sanic z antybakteryjną powłoką Microban®. Aby otrzymać kranówkę o właściwościach prozdrowotnych, można z kolei zainstalować filtr kuchenny Ecoperla Rosa z wkładem rewitalizującym Ecoperla Elixir, który wzbogaci wodę w magnez oraz podniesie jej pH. W małym mieszkaniu, gdzie liczy się każdy centymetr powierzchni, najlepiej sprawdzi się natomiast odwrócona osmoza bez zbiornika.
Centralna stacja uzdatniania wody na cały dom
Dostęp do czystej wody w całym domu najlepiej zapewni centralna stacja uzdatniania wody. W tej kategorii urządzeń idealnie sprawdzają się wydajne kolumny węglowe o dużej powierzchni filtracyjnej, w których świetne efekty uzdatniania gwarantuje długi czas kontaktu wody ze złożem. Wśród zalet takich urządzeń warto również wymienić płukanie bez użycia chemicznego regeneratu, co powinno ucieszyć osoby oszczędne oraz dbające o środowisko naturalne.
W zależności od zużycia wody w budynku, polecam zazwyczaj urządzenia polskiego producenta Ecoperla Carbotower. To bardzo wydajne kolumny węglowe, dostępne w dwóch wersjach – z głowicą mechaniczną lub automatyczną. Montując w domu Ecoperla Carbotower zyskujesz dostęp do czystej, a jednocześnie smacznej wody, ponieważ węgiel aktywny usuwa również chlor i jego pochodne.
Piotr Pisarski
Złoże zastosowane w Ecoperla Carbotower to najwyższej jakości markowy węgiel aktywny z łupin orzechów. Kolumny węglowe występują w 3 wariantach różniących się wydajnością oraz wymiarami. Dobór takiego urządzenia zależy przede wszystkim od ilości zanieczyszczeń w wodzie oraz pożądanej wydajności procesu.
Dlaczego należy usuwać metale ciężkie z wody?
Co do tego, że metale ciężkie w wodzie pitnej stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, wątpliwości nie ma nikt. Do chwili obecnej w kilku tysiącach publikacji opisano różne aspekty tego problemu, w tym rodzaje oraz stężenie metali w wodzie pitnej, ich źródła, czynniki wpływające na wzrost stężenia w punktach narażenia, potencjalne niebezpieczeństwa dla człowieka i oczywiście sposoby walki z tym zagrożeniem. Metale ciężkie ulegają bioakumulacji w tkankach, ale skutków tego procesu nie widać od razu. Pojawiają się najczęściej po wielu latach przyjmowania nawet śladowych ilości tych pierwiastków. Metale ciężkie są toksyczne i w większości rakotwórcze. Warto jednak pamiętać, że sposób ich oddziaływania na ludzki organizm zależy od przyjętej dawki i sposobu narażenia.
| Metal | Konsekwencje zdrowotne |
|---|---|
| Arsen | Schorzenia dermatologiczne i kardiologiczne, problemy onkologiczne |
| Kadm | Uszkodzenia wątroby, niedokrwistość, choroba nadciśnieniowa, zmiany patologiczne w układzie kostnym, bóle kończyn i kręgosłupa, zanik lub upośledzenie powonienia |
| Ołów | Ołowica, upośledzenie pracy ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, upośledzenie metabolizmu wapnia |
| Miedź | Nudności i wymioty, ostre podrażnienie żołądka i uszkodzenia wątroby |
| Nikiel | Silne reakcje alergiczne, głównie skórne, ostre podrażnienie żołądka i wątroby |
| Rtęć | Zaburzenia pracy mózgu, nerek, serca, układu rozrodczego, podrażnienia skóry i układu pokarmowego |
Metale ciężkie w wodzie pitnej stanowią poważny kłopot, którego nie wolno bagatelizować. W dzisiejszych czasach to problem globalny, który stanowi zagrożenie nie tylko w kontekście ludzkiego zdrowia, ale również lokalnych ekosystemów. Ze względu na ograniczone możliwości ekonomiczne w zakresie stosowania zaawansowanych technologii usuwania metali ciężkich to olbrzymie wyzwanie dla krajów rozwijających się.
Ponieważ metale ciężkie mają istotny wpływ na jakość i bezpieczeństwo wody, aby ograniczyć związane z nimi ryzyko, ważna jest weryfikacja wszystkich źródeł, zrozumienie przemian chemicznych, którym podlegają oraz stosowanie właściwych metod uzdatniania wody.
Jak usunąć metale ciężkie z wody – podsumowanie
Chociaż sieci wodociągowe są coraz bardziej nowoczesne, do naszych kranów wciąż może docierać woda zawierająca metale ciężkie i inne niebezpieczne zanieczyszczenia, szczególnie jeśli pochodzi ona z własnego ujęcia. Niewidoczne dla oka szkodliwe pierwiastki mogą powodować wiele groźnych dolegliwości, dlatego warto podjąć odpowiednie środki zaradcze. Adsorpcja na węglu aktywnym, filtracja na dedykowanych jonitach czy odwrócona osmoza to obecnie najbardziej skuteczne metody usuwania metali ciężkich. Zyskaj dostęp do czystej i świeżej kranówki bez żadnych ograniczeń, montując w domu filtr kuchenny lub stację uzdatniania wody.
