Фосфаты в воде — методы очистки

Что такое фосфаты?

Фосфатами называется класс солей, полученный в результате химической реакции фосфорной кислоты с другими химическими элементами. 
Фосфор необходим всему живому на земле, в том числе и людям, как один из элементов жизнедеятельности.
Однако опасность представляет чрезмерное и неправильное потребление соединений фосфатов. Их основное применение — фосфорные удобрения и большинство видов бытовой химии, также натриевые соли полифосфатов используются для умягчения воды, чтобы уберечь оборудование и трубы от образования накипи.

Источники фосфатов

Фосфаты РО₄^3- существуют в трех формах: ортофосфат, метафосфат (или полифосфат Р₂О₅) и органически связанный фосфат, каждое соединение содержит фосфор в различной химической структуре.

• Ортофосфаты, применяемые на сельскохозяйственных землях в качестве удобрений. Они попадают в поверхностные воды во время дождей или таяния снега. 
• Полифосфаты используются в стиральных порошках и синтетических моющих средствах. В воде они превращаются в ортофосфат и доступны для поглощения растениями. 
• Органический фосфат — это фосфат, который связан в растительной ткани, твердых отходах или другом органическом материале. После разложения этот фосфат может быть превращен в ортофосфат.

Фосфат присутствует в чистых водоёмах в очень незначительных количествах. Это важный элемент для жизни растений, но когда его слишком много в воде, он может ускорить эвтрофикацию рек и озер (сокращение растворенного кислорода в водоемах, вызванное эффектом цветения водорослей). Повышенное содержание фосфатов в воде является следствием ее загрязнения. Естественные незагрязненные водоемы имеют концентрацию фосфатов менее 0,1 мг/л, а иногда даже менее 0,03 мг/л. Концентрация фосфатов в воде свыше 0,3 мг/л указывает на явную загрязненность. 
Фосфор попадает в воду как в городских, так и в сельскохозяйственных условиях.

Ортофосфатные формы образуются в результате естественных процессов, но основные источники подвержены влиянию человека. В последние годы одними из наиболее опасных загрязнителей воды стали соединения фосфора, попадающие в водные экосистемы со сточными водами городов, промышленных производств и сельскохозяйственными минеральными удобрениями.

1. В реки сбрасываются коммунальные стоки (содержащие моющие средства и органические отходы). Даже после механической и биологической очистки воды в очистительных установках большое количество фосфатов попадает в воду. По некоторым данным до 75% от общего количества сбрасываемого фосфора в водоемы вносят коммунальные стоки.
2. Другим источником фосфатов являются различные промышленные отходы с химического производства, переработки овощей и фруктов, целлюлозно-бумажной промышленности и др. Вклад промышленной группы стоков в общее количество сбрасываемого фосфора достигает 20%.
3. Фосфор является распространенным компонентом сельскохозяйственных удобрений. В свою очередь зерновыми культурами кормят сельскохозяйственных животных, которые дают богатый фосфатами навоз. Внесение химических удобрений в почву, уже насыщенную фосфатами, и внесение чрезмерного количества навоза приводит к стоку фосфатов во время сильных дождей и загрязнению близлежащих источников воды.

Влияние фосфатов на человеческий организм

Фосфор необходим и для человека, так как он входит в состав всех тканей организма, участвует во всех видах обмена веществ, важен для нормальной работы сердца, мышц, мозга, нервной системы и других органов. Большая часть фосфора содержится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, а наиболее интенсивный обмен соединений фосфора происходит в мышцах, предоставляя энергию для мышечных сокращений. Потребность человека в фосфоре составляет в среднем 0,9 г в сутки. В организм фосфор поступает с пищей. Содержание фосфора регулируется работой органов эндокринной системы — гипофиза, щитовидной и поджелудочной желез. При протекании различных заболеваний может наблюдаться накопление фосфора в организме, что может повлиять на правильное функционирование почек, нервной системы и опорно-двигательного аппарата.

Помимо внутреннего воздействия было выявлено отрицательное влияние на организм человека моющих и чистящих средств, содержащих фосфаты. Нарушая кислотно-щелочное равновесие защитного слоя клеток, они могут спровоцировать дерматологические заболевания. Помимо этого при контакте с кожей фосфаты проникают непосредственно в кровь. Вследствие этого нарушаются функции печени, почек, мышц, что приводит, в свою очередь к тяжелым отравлениям, нарушению обменных процессов, обострению хронических заболеваний и другим неприятным последствиям.
Важно также понимать, что фосфаты вводятся в состав стиральных порошков и мыла для снижения влияния жесткости воды на пенообразование. При этом полифосфаты способствуют накоплению поверхностно-активных веществ (ПАВ) между волокнами ткани и в них. Даже многократное полоскание горячей водой после стирки не освобождает волокна полностью от химикатов, особенно это касается шерстяных и хлопковых тканей. Отсюда следует, что мы носим на себе и спим в среде, содержащей негативно влияющие на здоровье химические вещества.

Вредное воздействие фосфатов на окружающую среду

Фосфор важен для жизни животных и растений. И сам по себе фосфор как элемент нельзя назвать опасным или вредным. Проблема заключается в чрезмерном количестве фосфора. 
Превышение фосфатов в сточных водах представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Попадая в водоемы, фосфаты питают сине-зеленые водоросли, чем способствуют их активному росту. Цветение воды — экологическая катастрофа, ставшая уже привычным явлением. Чрезмерно разрастаясь сине-зеленые водоросли препятствуют поступлению в воду кислорода и солнечного света. Когда водоросли умирают, в воду выделяется в больших количествах метан, аммиак, сероводород, в результате чего гибнут рыбы, раки и другие обитатели водоемов. 

За последние десять лет содержание фосфатов в сточных водах, поступающих в Днепр, выросло втрое — с 8 до 22 мг/л воды, тогда как в западных странах их количество не превышает 1 мг/л. Вследствие этого «цветут» и погибают Днепр и Днестр, другие водоемы. Коммунальные службы для подготовки питьевой воды берут воду из окружающих рек и водохранилищ, естественно, чем больше загрязнена в них вода, тем сложней получить из них качественную питьевую воду соответствующую санитарным нормам.

Очистка воды от фосфатов

Учитывая высокую гигиеническую и экологическую опасность фосфатов, мировое сообщество установило очень жесткие требования к их содержанию в сточных водах, питьевой воде и продуктах питания. Так, Директивы ЕС 98/83/ЕС и 75/440/ЕС устанавливают предельно допустимую концентрацию (ПДК) фосфатов в водах, предназначенных для питьевых нужд, на уровне 0,7 мг/л, в то время как действующим в Украине ДСанПиН 2.2.4-171-10 предусмотрено гранично допустимое значение 3,5 мг/л. Согласно Директиве 76/160/ЕС, содержание фосфатов в поверхностных водах культурно-хозяйственного и рекреационного назначения не должно превышать 0,2 мг/л, а в Украине, согласно ДСанПиН 4630-88, предельно допустимая концентрация фосфатов в водах аналогичного назначения — до 3,5 мг/л.

На сегодняшний день более чем в пятидесяти странах мира введены законодательные ограничения или полный запрет на применение фосфатных стиральных порошков. 

В быту полифосфаты предназначены для связывания солей жесткости, которые не только образуют накипь на нагревательных элементах, но и уменьшают пенообразование. Существенно уменьшить или даже исключить полностью содержание фосфатов в бытовых моющих средствах можно, используя для стирок и мытья умягченную воду, то есть очищенную от ионов жесткости. Системы умягчения воды на основе ионообменной смолы замещают ионы кальция и магния ионами натрия, которые не влияют на свойства ПАВ и не образуют твердых соединений, осаждающихся на нагревательных элементах. Умягчая бытовую воду в доме или квартире, вы сэкономите на стиральном порошке, мыле, шампуне, моющих средствах, а также на электроэнергии, затрачиваемой на нагревание воды в чайнике, стиральной и посудомоечной машине, бойлере, а главное — внесете свой вклад в охрану и защиту окружающей среды!

Больше о фильтрах для умягчении воды можно узнать у наших специалистов по телефонам:

• (044) 247-94-00,
• (063) 247-94-00,
• (067) 247-97-00,
• (095) 277-25-00

или напишите нам на почту [email protected].