وجود آهن و منگنز در آب آشامیدنی چه خطراتی دارد؟

بخشی از منابع آب آشامیدنی و صنعتی ما توسط آب چاه ها و آب های زیر زمینی تامین می شود و عمدتاً دارای مقادیر بالایی از فلزاتی نظیر آهن و منگنز می باشد. اگر چه مصرف این عناصر برای انسان سودمند است، اما وجود مقدار بالای آهن و منگنز در آب می تواند سبب تغییر رنگ و مزه آب و ایجاد مشکلاتی در استفاده از این آب شود. در این مقاله قصد داریم با بررسی اثر وجود آهن و منگنز در آب آشامیدنی و روش های جداسازی آن ها بپردازیم.

اثر آهن در آب آشامیدنی بر سلامتی انسان

آهن یکی از عناصر مهم برای سلامتی انسان محسوب می شود و کمبود آن در بدن می تواند به صورت آنمی بروز کند. مقدار مورد نیاز بدن به آهن حدود 14 میلی گرم تعیین شده است، اما بسیاری از افراد مقدار بیشتری و حدود 20 میلی گرم آهن مصرف می کنند. البته باید بدانیم که این مقدار بسته به سن، جنس و وضیت فیزیولوژی انسان می تواند متفاوت باشد و معمولاً در بازه 10 تا 50 میلی گرم در لیتر قرار می گیرد. البته باید توجه داشت که مقادیر بالای آهن در آب برای سلامتی انسان خطر چندانی ندارد و عمدتاً به دلیل بروز مشکلاتی مانند ایجاد مزه متالیک یا فلزی در آب، ایجاد لکه های زرد یا قهوه ای رنگ بر روی لباس ها، مسدود کردن لوله ها و سیستم لوله کشی در اثر رشد عوامل میکروبی، تولید آب قرمز و بروز خوردگی در سیستم های آب و فاضلاب گردد. اگر چه توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) حد مجازی برای آهن تعیین نشده است، اما در مقرراتی غلظت مناسب آهن در آب آشامیدنی معمولاً 0.3 میلی گرم بر لیتر مشخص می شود. 

 
تاثیر منگنز موجود در آب شرب بر سلامتی انسان

منگنز یکی از عناصر ضروری برای انسان و سایر موجودات محسوب می شود، که عمدتاً در بسیاری از مواد غذایی نظیر برنج و دانه های روغنی به وفور یافت می گردد. مقدار مجاز مصرف منگنز برای بدن حدود 4 میلی گرم می باشد و کمتر از 2 درصد از این مقدار، توسط آب شرب تامین می شود. باید توجه داشت که کمبود و یا غلظت بالای این ماده اثرات نامطلوبی برای انسان دارد. کمبود منگنز در بدن می تواند متابولیسم کربوهیدرات ها در بدن را با اختلال مواجه کند و بر رشد نوزدان و جنین آثار نامطلوبی بر جای بگذارد. تحقیقاتی که بر روی عوارض مصرف بیش از حد مجاز منگنز انجام شده نشان می دهد، که افزایش غلظت منگنز در آب آشامیدنی نیز سبب کاهش عملکرد مغزی کودکان خواهد شد. میزان منگنز موجود در آب باید کمتر از 0.05 PPM باشد. 

روش های حذف آهن و منگنز موجود در آب

وجود مقادیر بالای آهن و منگنز در آب می تواند سبب بروز مشکلاتی در مصارف خانگی و صنعتی شود. به منظور حذف آهن و منگنز موجود در آب می توان از فرایند تصفیه آب استفاده نمود. روش های متداول جهت حذف آهن و منگنز از آب به صورت زیر هستند:

•    سختی گیر رزینی: استفاده از سیستم سختی گیر رزینی جهت تصفیه آب و حذف آهن و منگنز از آب بسیار کارآمد می باشد. در این فرآیند جهت کاهش سختی و املاح آب از رزین های تبادل یونی استفاده می شود. نوع متداول این رزین ها معمولاً جهت حذف کلسیم و منیزیم از آب و جایگزینی آن با یون سدیم مورد استفاده قرار می گیرد، اما از فرایند مشابه با آن نیز می توان برای حذف آهن و منگنز از آب استفاده کرد. در این روش رزین های ویژه ای برای حذف این فلزات از آب به کار می روند. فلزات آهن و منگنزی که به این روش توسط رزین جذب می گیرند، در بستر رزین باقی مانده و لازم است که توسط فرایند شستشوی معکوس و احیا از سطح آن شسته شوند.  

•     افزودن ماده پلی فسفات: اگر مقدار آهن در آب کمتر از 2 میلی گرم بر لیتر باشد، می تواند جهت پیشگیری از بروز مشکلات ناشی از وجود آهن، ماده پلی فسفات به آب افزوده شود. این روش سبب احاطه شدن آهن توسط یون های فسفات شده و از ایجاد رسوب توسط عنصر آهن جلوگیری می شود.

•    فیلترهایی با خاصیت اکسید کننده: این فیلترها می توانند به صورت همزمان یون های آهن و منگنز را از آب اکسید کرده و از آن جداسازی کنند. فیلترهای اکسید کننده عمدتاً از جنس ماسه تر (green sand) می باشند و توانایی حذف و فیلتراسیون آهن و منگنز در حالت محلول و در ترکیبات اکسیدی از آب را دارند. مقدار مجاز آهن و منگنز در آب برای استفاده از این روش در محدوده 3 تا 10ppm می باشد.

•    اکسیداسیون و فیلتراسیون: اگر مقدار آهن و منگنز موجود در آب بیشتر از 10 PPM در آب باشد، بهتر است از روش اکسیداسیون و فیلتراسیون استفاده کنید. به این صورت که ابتدا با تزریق ماده شیمیایی مانند کلر، پروکسید هیدروژن، پرمنگنات پتاسیم آهن و منگنز را اکسید کرده و سپس آن ها را با فیلتراسیون از آب حذف کرد. 

•    کربن های کاتالیزوری: از این روش زمانی می توان استفاده کرد، که میزان آهن موجود در آب کمتر از 1 PPM باشد. در روش کربن کاتالیزوری اکسید کردن و فیلتر همزمان انجام می شود. از مواد شیمیایی در این روش استفاده نمی شود، بنابراین نیازی به بکواش نیست، به این صورت هزینه های نگهداری کاهش پیدا می کند. 

•    هوادهی: برای اکسید کردن آهن و منگنز می توان هوا را به داخل آب تزریق کرد و بعد از اکسید شدن، می توان آن ها را با استفاده از فیلتراسیون از آب جدا کرد. استفاده از این روش در ابتدا برای خرید دستگاه هزینه های بیشتری دارد، ولی هزینه نگهداری کمتری به نسبت دیگر روش ها دارد. 

•    ازن زنی: برای اکسید کردن آهن و منگنز از ازن نیز می توان استفاده کرد. ولی این ماده ناپایدار است و در محل باید استفاده شود. بعد از اکسید شدن مواد موجود در آب، آن ها را می توان با فیلتراسیون حذف کرد. دستگاه های ازن زن قیمت بالاتری نسبت به دیگر روش های معرفی شده دارند، ولی می توانند فلزات، باکتری ها و دیگر مواد محلول در آب را نیز حذف کنند. 
 

در میان روش های بالای استفاده از سختی گیر رزینی کارایی و عملکرد بالاتری دارد و به صورت گسترده ای به منظور حذف آلاینده های موجود در آب در دستگاه های تصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

بازار تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع دستگاه های تصفیه آب صنعتی است، که با بهترین قطعات در بازار ایران طراحی و تولید می شوند. اگر قصد خرید و راه اندازی دستگاه تصفیه آب صنعتی را دارید با کارشناسان تیم ما تماس حاصل فرمایید.