Dzelzs

Publicēts: 18.03.2020.

Dzelzs ir Zemes garozā visbiežāk sastopamais elements (5% no Zemes garozas), šis minerāls izšķīdušā veidā nonāk gruntsūdeņos, ūdenim filtrējoties caur zemes iežiem. Dabīgajos saldūdeņos dzelzs daudzums ir robežās no 0,5 līdz pat 50 mg/l. Gruntsūdeņos, kuri nesatur skābekli, dzelzs atrodas izšķīdušā veidā (visbiežāk dzelzs sulfāta veidā) un neiespaido ūdens ārējo izskatu – ūdens ir dzidrs un caurspīdīgs. Taču saskaroties ar gaisu, t.i. skābekli, vai reaģējot ar citām oksidējošām vielām – piemēram, hloru), dzelzs pārvēršas nešķīstošā formā – dzelzs hidroksīdā, kurš izgulsnējas ūdenī kā rūsas krāsas daļiņas. Turklāt jāņem vērā, ka dzeramajā ūdenī dzelzs saturs var palielināties čuguna vai tērauda ūdensvadu korozijas gadījumos.

Tātad dzelzs dzeramajā ūdenī var būt sastopama trīs dažādos veidos:

izšķīdušā veidā (ūdens ir dzidrs);
izgulsnētā veidā (ūdens duļķains, rūsas krāsā);
koloidālā veidā – dzelzs saistīta ar organiskiem piemaisījumiem. Raksturīga ūdenim no seklām akām vai virszemes avotiem (ūdenim raksturīga dzeltenīga nokrāsa).

Problēmas saistībā ar palielinātu dzelzs daudzumu dzeramajā ūdenī ir novērojamas, ja dzelzs koncentrācija sasniedz 0,3 mg/l un vairāk.

Problēmas, kas saistītas ar palielinātu dzelzs daudzumu dzeramajā ūdenī:

Garša un izskats – ūdenim ir raksturīga metāliska garša, reizēm ūdens virspusē veidojas eļļaina kārtiņa, reizēm raksturīga sarkanbrūna nokrāsa. Reaģējot ar tannīnu tējā, ar kafiju vai dažiem alkoholiskajiem dzērieniem, ūdenī veidojas melnas nogulsnes, kas ietekmē gan dzēriena garšu, gan izskatu. Dārzeņi, kas vārīti ūdenī ar palielinātu dzelzs saturu, pieņem tumšāku nokrāsu un reizēm ir novērojama nepatīkama piegarša.
Nosēdumi un nogulsnes – rodas sarkanbrūni nosēdumi uz traukiem, izlietnēm, vannām, sanitārajām iekārtām, arī veļa, mazgājot to šādā ūdenī, pieņem dzeltenīgu nokrāsu. Nogulsnējumu notīrīšana iespējama, tikai lietojot balinātājus, kuri satur hloru vai koncentrētus sārmus.
Dzelzs baktēriju augšana – lai arī ir konstatēts, ka šī baktērija nav kaitīga veselībai, tomēr tā rada lielas problēmas - stāvošā ūdenī vai ūdenī ar Kā liecina dzeramā ūdens auditmonitoringa rezultāti samērā lēnu caurplūdi (spiediena tvertnes, ūdens sildītāji u.c.) sāk vairoties dzelzs baktērijas, kuras izmanto oksidēto dzelzi kā barības vielu. Šim procesam ir nepieciešams skābeklis. Rodas sarkanbrūni gļotveida nogulsnējumi, kas ar laiku var aizprostot ūdenssistēmas – ūdenim rodas nepatīkama smaka, pastiprinās cauruļvadu un to savienojumu korozija, kā arī palielinās sēra baktēriju vairošanās spēja.

Ietekme uz veselību

Dzelzs ir nepieciešama cilvēka organismam. Dzelzs nepieciešamais daudzums ir atkarīgs no cilvēka vecuma, dzimuma un vispārējā veselības stāvokļa. Dzelzs līdz ar citiem mikroelementiem ir nepieciešama kā katalizators fermentu darbībai organismā. Dzelzs ir daudzu cilvēka organisma proteīnu un fermentu sastāvā, tā iesaistīta skābekļa transportēšanā, šūnu augšanas un dalīšanās pocesos u.c. Dzelzs cilvēka organismā tiek uzņemta galvenokārt ar pārtiku – augu un dzīvnieku proteīniem – gaļu, zivīm, pupām, zirņiem u.c.

Tikai apmēram 5% līdz 10 % no nepieciešamā dzelzs daudzuma tiek uzņemts ar dzeramo ūdeni. Cilvēka organismam ir nepieciešams no 10 līdz 50 mg dzelzs dienā. ASV cilvēka organismam nepieciešamajam dzelzs daudzumam ir noteikti šādi vidēji pieļaujamie lielumi – pieaugušajiem 45 mg dienā, bet bērniem – 40 mg dienā. Pasaules veselības organizācijas un Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas apvienotā pārtikas piedevu ekspertu komiteja (JEFCA) ir noteikusi maksimāli pieļaujamo dzelzs dienas devu 0,8 mg uz 1 kg ķermeņa svara no visiem dzelzs avotiem kopumā, izņemot gadījumus, kad ir nepieciešams papildus dzelzs daudzums grūtniecības un bērna zīdīšanas laikā, kā arī ārstnieciskā nolūkā. Ja cilvēka organismā norisinās normāla dzelzs absorcija no zarnu trakta, tad palielināts dzelzs saturs dzeramajā ūdenī neradīs problēmas.

Tādēļ arī Pasaules veselības organizācija cilvēku veselības aspektā nav noteikusi īpašas vadlīnijas pieļaujamai dzelzs koncentrācijai. Taču PVO ir noteikusi pieļaujamo dzelzs koncentrācijas vadlīniju vērtību garšas un estētisko (ekonomisko) apsvērumu dēļ, - 0,3mg/l. Eiropas Savienības Padomes direktīva 98/83/EK (1998.gada 3. novembris) par dzeramā ūdens kvalitāti nosaka maksimāli pieļaujamo normu 0,2 mg/l.

Latvijā arī tiek noteikta maksimāli pieļaujamā norma jeb robežvērtība, kas saistīta ar estētiskiem un saimnieciskiem aspektiem – 0,2 mg/l (Ministru kabineta 2017. gada 14. novembra noteikumi Nr. 671 “Dzeramā ūdens obligātās nekaitīguma un kvalitātes prasības, monitoringa un kontroles kārtība”).

Iespējas dzelzs daudzuma samazināšanai

Lai varētu noteikt nepieciešamos pasākumus dzelzs koncentrācijas samazināšanai dzeramajā ūdenī, nepieciešams precīzi noteikt dzelzs koncentrācijas lielumu, ūdeņraža jonu koncentrāciju jeb pH, ūdens cietību, ūdenī izšķīdušo skābekļa daudzumu, kā arī noteikt dzelzs baktērijas esamību. Centralizētajām dzeramā ūdens apgādes sistēmām tiek uzstādītas speciālas ūdens atdzelzošanas iekārtas.

Atkarībā no dzelzs koncentrācijas līmeņa dzelzs daudzuma samazināšanai var tikt izmantoti ūdens mīkstinātāji (dzelzs koncentrācija mazāka par 0,5 mg/l), kālija permanganāta smilšu filtri (dabisks minerāls vai sintētiska materiāla filtri, apstrādāti ar kālija permanganātu, kas spēj absorbēt ūdenī izšķīdušo dzelzi) vai katalītiskie skābekļa filtri (granulēta materiāla filtri, kas veicina dzelzs reakciju ar skābekli un filtrē nešķīstošos dzelzs savienojumus).

Dzeramā ūdens piesārņojuma gadījumā ar organiskās dzelzs savienojumiem ieteicama kompleksa metode, izmatojot aktivēto ogli, ūdens mīkstināšanu un filtrēšanu, kā arī nodrošinot sistēmai gaisa caurlaidību.

Dzelzs baktēriju savairošanās gadījumos iesaka veikt īpaši spēcīgu hlorēšanu t.s. “šoka hlorēšanu” ar pēc tam sekojošu regulāru ūdens hlorēšanu.