Iron and Manganese in Private Drinking Water Wells

Yksityisten kaivojen omistajat ovat vastuussa juomavetensä laadusta. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA) ei sääntele yksityisiä kaivoja. Yksityisten kaivojen omistajilta ei yleensä vaadita juomaveden testausta, vaikka paikalliset terveysviranomaiset tai asuntolainanantajat saattavat vaatia kaivoveden testausta. Vaikka osavaltiossa ei myöskään vaadita kaivoveden testaamista, Massachusettsin ympäristönsuojeluvirasto (MassDEP) suosittelee, että kaikki kodinomistajat, joilla on yksityinen kaivo, tekevät sen ja käyttävät osavaltion sertifioimaa testauslaboratoriota. Kodinomistajat voivat käyttää julkisen juomaveden standardeja ohjeina varmistaakseen juomaveden laadun.

Yksikön ympäristönsuojeluviraston (EPA) vahvistama raudan sekundaarinen enimmäisraja-arvo (SMCL) on 0,3 milligrammaa litrassa (miljoonasosaa) ja mangaanin 0,05 milligrammaa litrassa (miljoonasosaa).

Yhteenveto

Rauta ja mangaani ovat luonnostaan esiintyviä alkuaineksia, joita esiintyy yleisesti Massachusettsin pohjavedessä ja kaivoissa. Vaikka niiden esiintymistä ei pidetä terveydelle vaarallisena, ne aiheuttavat usein pyykin ja putkiston osien värjäytymistä sekä epämiellyttävää makua ja ulkonäköä. Näiden alkuaineiden käsittelymenetelmät riippuvat siitä, missä muodossa ne esiintyvät käsittelemättömässä vedessä. Tarkka veden testaaminen on siksi tärkeää ennen vaihtoehtojen harkintaa ja käsittelylaitteiden valintaa. Yhteenveto käsittelyvaihtoehdoista on esitetty taulukossa I.

Raudan ja mangaanin esiintyminen

Raudan ja mangaanin muodot juomavedessä

Rautaa ja mangaania esiintyy kolmessa eri muodossa, jotka aiheuttavat veden ulkonäön vaihtelun kirkkaasta värittyneeseen.

• Syvissä kaivoissa, joissa happipitoisuus on alhainen, rauta-/mangaanipitoinen vesi on kirkasta ja väritöntä, koska rauta ja mangaani ovat liuenneet. Vesijohtovesi voi näyttää kirkkaalta, mutta kun se altistuu ilmalle, rauta ja mangaani hapettuvat ja muuttuvat värittömästä, liuenneesta muodosta värilliseksi, kiinteäksi muodoksi.
• Kun ilman happi sekoittuu veteen liuenneisiin rautahiukkasiin, rauta muuttuu valkoiseksi, sitten keltaiseksi ja lopulta punaruskeiksi kiinteiksi hiukkasiksi, jotka voivat laskeutua vedestä. Jos hanasta tuleva vesi näyttää ”ruosteisen” väriseltä, tämä prosessi on jo alkanut, kun vesi tulee hanaan.
• Rauta, joka ei muodosta tarpeeksi suuria hiukkasia laskeutuakseen pois, pysyy suspendoituneena (kolloidinen rauta), jolloin vesi on punaisen tai keltaisen väristä. Mangaani on yleensä liuennut veteen, vaikka joissakin matalissa kaivoissa on kolloidista mangaania (musta sävy). Nämä kolloidiset sedimentit muodostuvat yleensä silloin, kun rauta ja mangaani yhdistyvät vedessä olevaan orgaaniseen ainekseen (tanniineihin), ja ne saavat aikaan suuria rauta- ja mangaanipitoisuuksia sisältävän veden värjäytymisominaisuudet. Näitä rauta- tai mangaanihiukkasia voi olla niin paljon, että ne tukkivat vesiputket.

Raudan ja mangaanin vaikutukset juomavedessä

• Rauta ja mangaani voivat vaikuttaa elintarvikkeiden ja veden makuun ja väriin. Ne voivat reagoida kahvin ja teen tanniinien kanssa tuottaen mustaa lietettä, joka vaikuttaa sekä makuun että ulkonäköön. Mangaani on epämiellyttävää vedessä, kun sitä esiintyy pienempinä pitoisuuksina kuin rautaa.
• Rauta aiheuttaa punaruskeita värjäytymiä pyykkiin, posliiniin, astioihin, ruokailuvälineisiin ja jopa lasiesineisiin. Mangaani toimii samalla tavalla, mutta aiheuttaa ruskehtavan mustan tahran. Saippuat ja pesuaineet eivät poista näitä tahroja, ja kloorivalkaisuaineiden ja emäksisten rakennusaineiden (kuten natriumin ja karbonaatin) käyttö voi voimistaa tahroja.
• Rauta- ja mangaanisaostumat voivat kerääntyä putkistoihin, painesäiliöihin, vedenlämmittimiin ja ioninvaihtoyksiköihin. Tämä vähentää vesijohtoveden käytettävissä olevaa määrää ja painetta. Rauta- ja mangaanikertymistä tulee taloudellinen ongelma, kun vesihuolto- tai vedenkäsittelylaitteet on vaihdettava. Siihen liittyy myös energiakustannusten nousua, kun vettä pumpataan ahtaiden putkien läpi tai vettä lämmitetään rauta- tai mangaanimineraalisaostumilla päällystetyillä lämmityssauvoilla.
• Veden sisältämästä raudasta tai mangaanista johtuva ongelma on usein rauta- tai mangaanibakteeri. Nämä bakteerit eivät ole terveydelle vaarallisia, ja niitä voi esiintyä luonnostaan maaperässä, matalassa pohjavedessä ja pintavedessä. Bakteerit käyttävät ravinnokseen vedessä olevaa rautaa ja mangaania. Nämä bakteerit muodostavat punaruskeaa (rauta) tai mustanruskeaa (mangaani) limaa WC-säiliöissä ja voivat tukkia putket. Nämä bakteerit voivat antaa vedelle multaisen tai soisen hajun.

Raudan ja mangaanin lähteet juomavedessä

Rauta ja mangaani ovat luonnossa esiintyviä alkuaineita maassa. Rauta ja mangaani ovat vaarattomia alkuaineita, joista voi olla haittaa vesijohtoverkossa. Rauta ja mangaani ovat kemiallisesti samankaltaisia ja aiheuttavat samanlaisia ongelmia. Rautaa esiintyy useammin, kun taas mangaania esiintyy tyypillisesti rautapitoisessa vedessä. Kun vesi suotautuu maaperän ja kallion läpi, se voi liuottaa rautaa ja mangaania sisältäviä mineraaleja ja pitää ne liuoksessa. Toisinaan myös vanhojen rautaputkien korroosio ja rappeutuminen voivat olla raudan lähde vedessä.

Raudan ja mangaanin testaaminen yksityisistä juomavesikaivoista

Määrittääksesi, esiintyykö vedessä rautaa ja mangaania, järjestä juomavetesi testaaminen valtion sertifioimassa laboratoriossa. Noudata laboratorion ohjeita huolellisesti saastumisen välttämiseksi ja hyvän näytteen saamiseksi. Kotitestipaketit eivät välttämättä anna tarkkoja tuloksia. Raudan ja mangaanin määrä vedessä on tärkeää, jotta voit määrittää, millaista käsittelyjärjestelmää tarvitset ongelman korjaamiseksi.

Raudan ja mangaanin vähentäminen vesihuollossasi

Raudan ja mangaanin poistamiseksi vedestä on käytettävissä useita menetelmiä. Sopivin menetelmä riippuu monista tekijöistä, kuten raudan ja/tai mangaanin pitoisuudesta ja muodosta vedessä, rauta- tai mangaanibakteerien esiintymisestä ja käsiteltävän veden määrästä. Yleisesti ottaen näitä epäpuhtauksia sisältävän veden käsittelyyn on viisi perusmenetelmää. Ne ovat:

1. fosfaattiyhdisteet
2. ioninvaihto
3. hapettavat suodattimet
4. ilmastus (painetyyppinen), jota seuraa suodatus
5. kemiallinen hapetus, jota seuraa suodatus

Useimmat käsittelytekniikat tehoavat veteen kapealla pH:n vaihteluvälialueella, joka on lähellä 7,0. Fosfaattiyhdisteiden käsittely on tehokasta pH-alueella 5,0-8,0. Siksi voi olla tarpeen käsitellä myös kaivoveden pH-arvo, jotta raudan ja mangaanin käsittely olisi tehokasta.

Taulukossa 1 on yhteenveto juomaveden raudan ja mangaanin käsittelyvaihtoehdoista.

Vesijohtoverkoston korroosion käsittely

Korroosioituneet rautaputket ja -laitteet voivat aiheuttaa veteen punertavanruskeita hiukkasia, jotka vesijohtovedestä otettaessa laskeutuvat pois veden seistessä. Tämä voi viitata hapettuneeseen rautaan tai joissakin tapauksissa kyse voi olla vain rautakorroosiohiukkasista. Veden pH:n nostaminen ja saostussuodattimen käyttö on yksinkertaisin ratkaisu tähän ongelmaan.

Rauta- ja mangaanibakteerien käsittely

Yleisin tapa torjua rauta- ja mangaanibakteereja on iskuklooraus. Iskukloorausmenetelmät on kuvattu Bacteria in Drinking Water -tiedotteessa. On lähes mahdotonta tappaa kaikkia järjestelmässä olevia rauta- ja mangaanibakteereja. Ne kasvavat lopulta takaisin, joten varaudu siihen, että käsittely toistetaan aika ajoin. Klooraus muuttaa liuenneen raudan nopeasti hapettuneeksi (värilliseksi) raudaksi, joka saostuu kiinteään muotoon.

Jos bakteerien uusiutuminen on nopeaa, toistuvasta sokkikloorauksesta tulee aikaa vievää. Matalien klooripitoisuuksien jatkuva käyttö voi olla vähemmän työlästä ja tehokkaampaa. Automaattinen nestemäisen kloorin ruiskutuspumppu tai annostelija, joka pudottaa klooripellettejä kaivoon, on yleinen valinta. Rautasakka haihtuu ajan myötä. Hapettuneen raudan poistamiseen saatetaan tarvita suodatin, jos rautabakteerien hallintaan käytetään jatkuvaa kloorausta.

Käsittelymenetelmää valittaessa on otettava huomioon sekä alkuperäiset kustannukset että käyttökustannukset. Käyttökustannuksiin sisältyvät järjestelmän käyttämiseen tarvittava energia, järjestelmän huuhteluun mahdollisesti tarvittava lisävesi, kulutustarvikkeet ja suodattimet, korjaukset ja yleinen kunnossapito.

Ostetun laitteen laadusta riippumatta se ei toimi hyvin, ellei sitä huolleta valmistajan suositusten mukaisesti. Pidä päiväkirjaa, johon kirjataan laitteiden huollot ja korjaukset. Laitteiden kunnossapitoon voi kuulua määräaikainen puhdistus ja joidenkin komponenttien vaihto. Huomioi myös mahdolliset erityiset asennusvaatimukset, jotka voivat lisätä laitekustannuksia. Lisätietoja on tietolehdessä: Questions to Ask When Purchasing Water Treatment Equipment.

Table 1. Juomavedessä olevan raudan ja mangaanin käsittely

Indikaatio	Syy	Hoito
Vesi on juomavedestä otettaessa kirkasta, mutta veden seistessä siinä näkyy punaruskeita tai mustia hiukkasia; red-ruskeita tai mustia tahroja kalusteissa tai pyykissä	Liuennut rauta tai mangaani	Fosfaattiyhdisteet (< 3 mg/L* rautaa) Ioninvaihto (<5 mg/L raudan ja mangaanin yhteenlasketut pitoisuudet) Hapetussuodatin (mangaanivihreä hiekka tai zeoliitti) (<15 mg/L raudan ja mangaanin yhteenlasketut pitoisuudet) Aerointi (paine) (<25mg/L raudan ja mangaanin yhteenlasketut pitoisuudet) Kemiallinen hapetus kaliumpermanganaatilla tai kloorilla; jota seuraa suodatus (>10 mg/L raudan ja mangaanin yhteenlasketut pitoisuudet)
Vesi sisältää punaruskeita hiukkasia vedettäessä; hiukkaset laskeutuvat pois veden seistessä	Rautaputkien ja -laitteiden korroosiosta peräisin olevat rautahiukkaset	PH:n nostaminen neutraloivalla suodattimella
Vesi sisältää punaruskeita tai mustia hiukkasia vedettäessä; hiukkaset laskeutuvat pois veden seistessä	Hapettunutta rautaa/mangaania, joka johtuu veden altistumisesta ilmalle ennen vesijohtoa	Hiukkassuodatin (jos hapettuneen aineksen määrä on suuri, käytä suurempaa suodatinta kuin inline; esim.g., hiekkasuodatin)
Punaruskeaa tai mustaa limaa esiintyy wc-altaissa tai hanojen tukoksista	Rauta- tai mangaanibakteerit	Tuhoa bakteerimassat shokkikäsittelyllä kloorilla tai kaliumpermanganaatilla, suodata sitten; bakteerit voivat olla peräisin kaivosta, joten se voi vaatia jatkuvaa kloorin tai kaliumpermanganaatin syöttöä, sitten suodattaa
Punertava tai musta väri, joka säilyy pidempään kuin 24 tuntia	Kolloidinen rauta/mangaani; orgaanisesti kompleksoitunut rauta/mangaani	Kemiallinen hapetus kloorilla tai kaliumpermanganaatilla; sen jälkeen suodatus
*Huom: mg/L = milligrammaa litrassa. Sovitettu lähteestä ”Iron and Manganese in Household Water”, Water Treatment Notes. Fact Sheet 6, Cornell Cooperative Extension. (1989).

Lähteet

Center for Agriculture Food and the Environment

Tämä tietolehtinen on yksi osa sarjaa, joka käsittelee juomavesikaivoja, niiden testausta, suojelua, yleisimpiä saastuttavia aineita ja kotitalouksien vedenkäsittelymenetelmiä, jotka ovat saatavilla internetissä
ja Cape Codin osuustoiminnallisessa neuvontapalvelussa (Cape Cod Cooperative Extension) osoitteessa: 508-375-6699
http://www.capecodextension.org

MA:n osasto. of Environmental Protection, Division of Environmental Analysis
Tarjoaa apua, tietoa testauksesta ja valtion sertifioiduista laboratorioista: 617-292-5770
Luettelo Massachusettsissa sijaitsevista MassDEP:n sertifioimista yksityisistä laboratorioista

U.S.A. Environmental Protection Agency, New England Office
Tietoa ja koulutusta siitä, mistä juomavesi tulee, juomaveden testauksesta ja kansallisista laeista sekä siitä, miten ehkäistä saastumista

US Environmental Protection Agency

Täydellinen luettelo ensisijaisista ja toissijaisista juomavesistandardeista

Massachusettsin luonnonsuojelu- ja vapaa-ajanviraston vesihuollon suojelun osasto
Pitää yllä luetteloa rekisteröidyistä kaivonporaajista, tietoa kaivojen sijainnista ja rakentamisesta: 617-626-1409,

NSF International

NSF International on testannut ja sertifioinut käsittelyjärjestelmiä vuodesta 1965 lähtien. Tietoa vedenkäsittelyjärjestelmistä: Water Quality Association

Water Quality Association

Water Quality Association on voittoa tavoittelematon kansainvälinen ammattiyhdistys, joka edustaa kotitalouksien, kaupan, teollisuuden ja pienten yhteisöjen vedenkäsittelyteollisuutta.