Питьевая вода с хромом

Хром в сточной воде

Хром является химическим элементом 6-й группы таблицы Менделеева и в обычном состоянии представляет собой твердый металл, имеющий голубовато-белый цвет. Иногда его причисляют к черным металлам. По уровню содержания в земной коре хром считается достаточно распространенным элементом, занимая около 0,03% общей массы.

В природе вещество встречается в виде хромистого железняка, из которого путем обработки в электропечах получают феррохром. Хром считается одним из наиболее твердых чистых металлов – по шкале Мооса его уровень твердости составляет 8,5. При этом элемент без примесей хорошо поддается обработке в условиях производства, в связи с чем активно используется многочисленными предприятиями.

Сфера применения хрома

Хром, как и все его соединения, находит широкое применение во многих промышленных направлениях. Одним из ключевых считается металлургическая промышленность. В частности, с помощью хрома получают сплавы с высокой температурой плавления, а также устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивной среды. Самым известным и часто используемым материалом, получаемым при обработке хрома, является нержавеющая сталь. Путем соединения хрома с алюминием и никелем удается добиться сплава с высоким уровнем сопротивления.

С учетом того, что соединения хрома относятся к веществам с высокой токсичностью, при наличии металлургических предприятий в пределах района необходимо периодически проверять сточные воды на предмет наличия соединений, а также их концентрации. В случае, если обнаруживается превышение допустимого уровня хрома, проводятся мероприятия, связанные с оптимизацией работы очистных сооружений и систем, установленных предприятием.

Польза и вред хрома для человека

В определенном количестве хром нужен человеческому организму, так как участвует сразу в нескольких важных процессах. В частности, он активирует ряд ферментов, помогает в поддержании молекул ДНК и РНК, принимает участие в процессах метаболизма липидов, а также способствует выработке гормонов и регулированию внутриглазного давления.

Негативные последствия может вызывать чрезмерная концентрация хрома. В первую очередь они выражаются в инактивации ферментов, что связано со способностью соединений объединяться с белками, из-за чего в их молекулах происходят разрывы связей.

ПДК хрома в воде зависит от его валентности. Так, предельно допустимая концентрация трехвалентного хрома, как малотоксичного, составляет 0,5 мг/л. В случае с хромом VI эта цифра значительно ниже и равна 1,5 мкг/м3.

Также есть риск возникновения мутаций в генетическом материале и ухудшения общего состояния микрофлоры. Среди заметных признаков отравления хромом – дерматит и экзема. Заболевания могут быть вызваны из-за того, что хром образовывает связи с другими макромолекулами, что приводит к сильной иммунной реакции.

Источники попадания хрома в стоки

Хромовые соединения активно применяются с целью получения защитных покрытий высокой прочности для изделий, которые имеют как практичное, так и декоративное назначение. Покрытие получается одним из двух способов: гальваническим или диффузионным. В ходе процесса используются соединения с высшим уровнем окисления хрома. Как результат технологических операций хром выводится в сточные воды. Таким образом, их основными источниками являются гальванические и красильные цеха текстильных производств, а также кожевенные и химические заводы.

С учетом этих факторов можно заключить, что металл находится в том или ином количестве практически во вех видах сточных вод. Несмотря на это, его сложно обнаружить даже при значительных концентрациях, так как он почти не имеет вкуса и запаха. Для этого и существуют лабораторные исследования, основная цель которых – определение точной концентрации металла и его соединений.

Методы определения хрома в воде

Общепринятые методы анализа сточных, природных и питьевых вод устанавливаются и регулируются Федеральной службой по надзору в сфере природопользования. В первую очередь организации рекомендуют использовать метод количественного анализа, который позволит установить факт наличия во взятом образце ионов хрома, а также определить их общее количество.

Для измерения массовой концентрации ионов трехвалентного и шестивалентного хрома в сточных водах используется фотометрический метод с применением дифенилкарбазида. Это активное вещество, по внешнему виду похоже на белые кристаллы. С помощью такого метода можно определить наличие соединений хрома в диапазоне от 0,010 до 3,0 мг/л.

При проведении анализа нельзя не учитывать несколько ограничивающих факторов, которые могут затруднять ход процедуры. Так, в нейтральных и щелочных водах будет сложнее выполнить раздельное определение трехвалентного и шестивалентного хрома, так как при окислении этих вод происходят восстанавливающие процессы, что приводит к росту концентрации соединений. Также мешающее влияние может оказывать высокое содержание кальция, вызывающего помутнение при вступлении в реакцию с серной кислотой. В этом случае серная кислота заменяется трихлоруксусной.

Правила отбора проб

Чтобы добиться ожидаемого результата, выбора эффективной методики тестирования может оказаться недостаточно – в особенности если будет допущена ошибка во время отбора пробы. По этой причине лучше доверить проведение операции специалисту. Еще одним поводом для заказа услуги является предрасположенность соединений хрома ко вступлению в реакцию с рядом веществ, которые могут быть в пробе между ее отбором и самим анализом. В связи с этим срок хранения образца не должен превышать 6 часов.

Емкости для отбора и хранения проб могут быть обработаны синтетическим моющим и раствором азотной кислоты. Это позволит исключить воздействие на точность исследований сторонних факторов. После обработки указанными веществами емкость активно промывается – в случае со сточной водой для этого используется небольшое количество, взятое из источника. После этого происходит наполнение бутыля.

Специалист внимательно следит за тем, чтобы не допустить воздействия на взятую пробу солнечного света. Для доставки в лабораторию сосуд помещается в тару, которая защитит не только от прямых солнечных лучей, но также резких температурных перепадов и повреждения при случайном падении. Процесс отбора пробы с указанием цели анализа, местом отбора и объемом взятой жидкости обязательно отражается в сопроводительной документации.

Порядок проведения анализа

Фотометрический метод, позволяющий установить массовую концентрацию ионов хрома, подразумевает взаимодействие дифенилкарбазида в кислой среде с бихромат-ионами. В ходе этой реакции образуется соединение фиолетового цвета. В нем хром становится трехвалентным, а дифенилкабразид переходит в дифенилкарбазон. Для измерения используется стандартная для этого метода длина волны 540 нм.

Для проведения анализа берется две порции пробы. Первая используется для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного, что позволяет определить суммарное количество обеих форм. Вторая порция не подвергается окислению, так как целью ее исследования является определение уровня содержания только шестивалентного хрома. После обработки обеих порций проб устанавливается разница между полученными результатами, что позволяет найти точное содержание хрома III. Далее они сравниваются с построенной градуировочной шкалой.

Очистка сточных вод

Соединения хрома являются токсичными и хорошо растворяются в большом диапазоне pH. В связи с этим самый востребованный метод очистки вод от ионов тяжелых металлов путем осаждения в случае с хромом не работает. Для того, чтобы добиться выведения большей части вещества из воды, а также возвращения ее состава к допустимым показателям, необходимо восстановить трехвалентный хром до шестивалентного с дальнейшим осаждением. Также на улучшение степени очистки влияют соединения титана – они используются в качестве коагулянтов, повышая интенсивность выведения не только хрома, но и других тяжелых металлов.

Анализ воды в лаборатории «НОРТЕСТ»

В испытательном центре «НОРТЕСТ» можно протестировать воду на предмет наличия вредных веществ, а также их концентрации. В нашей московской лаборатории выполняются анализы проб воды из любых источников, в том числе стоков предприятий. Для того чтобы определить уровень содержания хрома и его соединений используются современные методы в сочетании с качественным оборудованием. Для удобного обслуживания клиентов с Московской области доступен выезд специалиста для отбора проб и их доставки в центр.

Источник

Хром в питьевой воде очень опасен для здоровья

Обнаружение соединений шестивалентного хрома в питьевой воде в США вызвало большой скандал. Теперь на наличие этого элемента впервые была проверена и вода в Германии.

Хром — это один из так называемых биогенных химических элементов, то есть тех, что входят в состав растительных и животных тканей. Соответственно, не может обойтись без хрома и организм человека: этот элемент так или иначе участвует и в белковом, и углеводном, и в жировом обмене. Но дело в том, что хром хрому рознь: ему может быть присуща разная валентность, точнее — разная степень окисления. А степень окисления предопределяет химические свойства хрома, из которых, в свою очередь, вытекают и его реакционная способность, и номенклатура образуемых им соединений, и его биологическое и физиологическое воздействие.

Наиболее широкое распространение имеют две формы хрома, поясняет Аня Маттнер (Anja Mattner) из Баварского земельного ведомства по вопросам здравоохранения и безопасности продуктов питания в Обершляйсхайме близ Мюнхена: «Существуют хром-3 и хром-6. Хром-6 образует соединения, отличные от тех, что образует хром-3. Можно сказать, что хром-3 — это хороший хром, а хром-6 — плохой». Дело в том, что незаменимую функцию в живом организме выполняет только трехвалентный хром. А соединения на основе шестивалентного хрома токсичны и канцерогенны. Об этом свидетельствуют эксперименты на животных.

Разоблачения Эрин Брокович вызвали скандал в США

Многие, наверное, помнят известный голливудский фильм «Эрин Брокович» с Джулией Робертс в главной роли. В нем рассказывается о перипетиях борьбы за привлечение к судебной ответственности крупной промышленной компании, отравившей грунтовые воды, что привело к значительному росту заболеваемости раком и смертности среди местного населения.

Эта кинокартина основана на реальных событиях, имевших место в городке Хинкли в южной Калифорнии в 1993 году. Речь идет о компании Pacific Gas & Electric, а токсичное вещество, которое использовалось для борьбы с коррозией в здешней градирне, было шестивалентным хромом. Та же субстанция фигурировала и в ряде других судебных процессов, связанных с загрязнением окружающей в США, но все же это были отдельные случаи.

Однако в самом конце 2010 года вашингтонская экологическая организация Environmental Working Group впервые проверила качество питьевой воды на всей территории США, выбрав для этого 35 больших, средних и малых городов, и в 31 из них обнаружила в воде шестивалентный хром. Мало того, в 25 городах его содержание в воде достигало опасных для здоровья значений.

А как в Германии?

Понятно, что эти данные вызвали серьезную обеспокоенность медиков и экологов не только в США. В Германии, в частности, Технологический центр «Вода» в Карлсруэ решил проверить на шестивалентный хром водопроводную воду, а упомянутое выше баварское ведомство взялось за анализ минеральной воды. «Можно смело утверждать, что такого исследования минеральной воды в Германии до сих пор не проводилось, — говорит Аня Маттнер, — поэтому мы ни малейшего понятия не имели, что получим в результате: вообще ничего или, наоборот, очень много хрома. В общей сложности, мы проверили минеральную воду 64 марок, включая и воду иностранного производства, импортируемую в Германию».

Шестивалентный хром в воде присутствовал, но в ничтожных концентрациях, гораздо более низких, чем те, что были зарегистрированы в питьевой воде в США. «Мы полагаем, что опасности для здоровья нет», — говорит исследовательница.

Чем больше углекислоты, тем меньше шестивалентного хрома

Зато баварские специалисты обнаружили зависимость между содержанием шестивалентного хрома и концентрацией углекислоты в минеральной воде. Аня Маттнер поясняет: «Углекислота повышает кислотность воды, а в кислой среде соединения хрома-6 менее устойчивы, они легче распадаются. Видимо, поэтому содержание хрома-6 в воде без газа оказались выше, чем в газированной».

Контекст

Опасность притаилась в водопроводном кране

Стандарты, регулирующие качество водопроводной воды в Германии, относятся к самым строгим в мире. Однако теперь оказалось, что вода, льющаяся из крана в раковину или ванну, далеко не всегда отвечает этим стандартам. (01.06.2011)

Источник

Сплав для труб может создавать канцерогены в питьевой воде

Ржавые железные трубы могут вступать в реакцию с остаточными дезинфицирующими средствами в системах распределения питьевой воды и образовывать канцерогенный шестивалентный хром.

Читайте «Хайтек» в

Хром — это металл, который встречается в почве и грунтовых водах. Незначительное количество трехвалентного хрома может появиться в питьевой воде и пищевых продуктах и, как считается, он оказывает нейтральное воздействие на здоровье.

Определенные химические реакции могут превращать атомы хрома в шестивалентную форму: это химическое вещество может создавать в клетках генетические мутации, вызывающие рак.

Хайчжоу Лю, профессор химической инженерии и экологической инженерии инженерного колледжа Марлана и Розмари Борнс, изучал химический процесс очистки воды и был убежден, что часть хрома, который попадает в питьевую воду, может быть результатом химических реакций между дезинфицирующими средствами для воды и хромом ржавчины труб.

Лю совместно с группой ученых изучил отрезки двух труб, которые находились в эксплуатации около пяти лет. После этого они соскоблили ржавчину, измельчили ее до порошка и измерили количество и типы присутствующего в нем хрома. Дальше они поместили образцы в хлорноватистую кислоту, эта форма хлора обычно используется на муниципальных очистных сооружениях питьевой воды и в системах распределения питьевой воды.

В результате эксперимента хром, который был обнаружен в ржавых железных трубах, превратился в свою токсичную шестивалентную форму.

Результаты нашего исследования меняют наши традиционные представления о том, что мы контролируем шестивалентный хром в питьевой воде. Также это подчеркивает, как важно управлять инфраструктурой распределения питьевой воды, чтобы контролировать токсичные вещества в водопроводной воде.

Хайчжоу Лю, профессор химической инженерии и экологической инженерии инженерного колледжа Марлана и Розмари Борнс,

Группа исследователей призывает сократить прокладывание труб с высоким содержанием сплава хрома, а также использовать менее химически активные средства по отношению к хрому дезинфицирующие средства, например, монохлорамин.

Источник