Iron and Manganese in Private Drinking Water Wells

Właściciele prywatnych studni są odpowiedzialni za jakość swojej wody pitnej. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) nie reguluje prywatnych studni. Właściciele domów z prywatnymi studniami zazwyczaj nie są zobowiązani do badania wody pitnej, chociaż lokalne zarządy zdrowia lub kredytodawcy hipoteczni mogą wymagać badania wody z studni. Chociaż nie ma również państwowego wymogu badania wody ze studni, Massachusetts Department of Environmental Protection (MassDEP) zaleca, aby wszyscy właściciele domów z prywatnymi studniami robili to i korzystali z certyfikowanego przez państwo laboratorium badawczego. Właściciele domów mogą korzystać z publicznych standardów wody pitnej jako wytycznych do zapewnienia jakości wody pitnej.

Podstawowy Najwyższy Poziom Zanieczyszczenia (SMCL) dla żelaza wynosi 0,3 miligrama na litr (części na milion), a dla manganu 0,05 miligrama na litr (części na milion), zgodnie z EPA.

Podsumowanie

Żelazo i mangan są naturalnie występującymi pierwiastkami powszechnie spotykanymi w wodach gruntowych i studniach Massachusetts. Chociaż nie są uważane za zagrożenie dla zdrowia, ich obecność często powoduje zabarwienie bielizny i elementów instalacji wodno-kanalizacyjnej, a także nieprzyjemny smak i wygląd. Metody oczyszczania tych pierwiastków zależą od formy, w jakiej występują one w nieuzdatnionej wodzie. Dlatego dokładne badanie wody jest ważne przed rozważeniem opcji i wyborem sprzętu do uzdatniania. Podsumowanie opcji uzdatniania jest pokazane w Tabeli I.

Wskazania żelaza i manganu

Formy żelaza i manganu w wodzie pitnej

Żelazo i mangan występują w trzech różnych formach, które powodują wygląd wody od przejrzystej do przebarwionej.

• W studniach głębinowych, gdzie zawartość tlenu jest niska, woda zawierająca żelazo/mangan jest czysta i bezbarwna, ponieważ żelazo i mangan są rozpuszczone. Woda z kranu może wydawać się czysta, ale po wystawieniu jej na działanie powietrza, żelazo i mangan ulegają utlenieniu i zmieniają się z bezbarwnych, rozpuszczonych form w kolorowe, stałe formy.
• Gdy tlen w powietrzu miesza się z rozpuszczonymi cząstkami żelaza w wodzie, żelazo zmienia się w białe, potem żółte, a w końcu w czerwono-brązowe cząstki stałe, które mogą się osadzać z wody. Jeśli woda z kranu wydaje się być „rdzawo” zabarwiona, to proces ten już się rozpoczął, zanim woda dotrze do kranu.
• Żelazo, które nie tworzy wystarczająco dużych cząstek, aby się osadzić, pozostaje zawieszone (żelazo koloidalne), pozostawiając wodę z czerwonym lub żółtym odcieniem. Mangan jest zwykle rozpuszczony w wodzie, chociaż niektóre płytkie studnie zawierają koloidalny mangan (czarny odcień). Te koloidalne osady mają tendencję do tworzenia się, gdy żelazo i mangan łączą się z materią organiczną (taninami) w wodzie i powodują właściwości barwiące wody zawierającej wysokie stężenia żelaza i manganu. Te cząsteczki żelaza lub manganu mogą być wystarczająco obfite, aby zatkać rury wodociągowe.

Efekty żelaza i manganu w wodzie pitnej

• Żelazo i mangan mogą wpływać na smak i kolor żywności i wody. Mogą one reagować z taninami w kawie i herbacie, tworząc czarny osad, który wpływa zarówno na smak jak i wygląd. Mangan jest niepożądany w wodzie, gdy występuje w mniejszych stężeniach niż żelazo.
• Żelazo powoduje czerwono-brązowe przebarwienia bielizny, porcelany, naczyń, przyborów kuchennych, a nawet szkła. Mangan działa w podobny sposób, ale powoduje brązowo-czarne plamy. Mydła i detergenty nie usuwają tych plam, a stosowanie wybielaczy chlorowych i środków alkalicznych (takich jak sód i węglan) może nasilić plamy.
• Złogi żelaza i manganu mogą gromadzić się w rurociągach, zbiornikach ciśnieniowych, podgrzewaczach wody i jednostkach wymiany jonowej. Powoduje to zmniejszenie dostępnej ilości i ciśnienia dostarczanej wody. Nagromadzenie żelaza i manganu staje się problemem ekonomicznym, gdy konieczna jest wymiana urządzeń dostarczających lub uzdatniających wodę. Istnieją również związane z tym wzrosty kosztów energii z pompowania wody przez zwężone rury lub ogrzewania wody z prętów grzewczych pokrytych żelaza lub manganu złóż mineralnych.
• Problem, który często wynika z żelaza lub manganu w wodzie jest żelaza lub manganu bakterii. Bakterie te nie są groźne dla zdrowia i mogą występować naturalnie w glebie, płytkich wodach gruntowych i wodach powierzchniowych. Bakterie te żywią się żelazem i manganem w wodzie. Bakterie te tworzą czerwono-brązowy (żelazo) lub czarno-brązowy (mangan) szlam w zbiornikach toalet i mogą zatykać rury. Bakterie te mogą nadawać wodzie zapach stęchlizny lub bagna.

Źródła żelaza i manganu w wodzie pitnej

Żelazo i mangan są naturalnie występującymi pierwiastkami w ziemi. Żelazo i mangan są pierwiastkami niegroźnymi, które mogą być uciążliwe w wodzie pitnej. Żelazo i mangan są chemicznie podobne, powodując podobne problemy. Żelazo występuje częściej, podczas gdy mangan jest zwykle spotykany w wodach żelazonośnych. Gdy woda przesiąka przez glebę i skały, może rozpuszczać minerały zawierające żelazo i mangan i zatrzymywać je w roztworze. Czasami źródłem żelaza w wodzie może być również korozja i zniszczenie starych rur żelaznych.

Testowanie żelaza i manganu w prywatnych studniach wody pitnej

Aby określić czy żelazo i mangan są obecne, umów się na badanie wody pitnej w państwowym certyfikowanym laboratorium. Należy dokładnie przestrzegać instrukcji laboratoryjnych, aby uniknąć skażenia i uzyskać dobrą próbkę. Domowe zestawy testowe mogą nie dać dokładnych wyników. Ilość żelaza i manganu w wodzie jest ważna, aby pomóc określić rodzaj systemu uzdatniania, który jest potrzebny do rozwiązania problemu.

Reducing Iron and Manganese in Your Water Supply

Several methods are available for removing iron and manganese from water. Najbardziej odpowiednia metoda zależy od wielu czynników, w tym stężenia i formy żelaza i/lub manganu w wodzie, obecności bakterii żelaza lub manganu oraz objętości wody, którą trzeba uzdatnić. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje pięć podstawowych metod oczyszczania wody zawierającej te zanieczyszczenia. Są to:

1. związki fosforanowe
2. wymiana jonowa
3. filtry utleniające
4. napowietrzanie (typu ciśnieniowego), a następnie filtracja
5. utlenianie chemiczne, a następnie filtracja

Większość technik uzdatniania jest skuteczna w wodzie o wąskim zakresie pH, zbliżonym do 7,0. Obróbka związków fosforanowych jest skuteczna w zakresie pH od 5,0 do 8,0. Dlatego może być również konieczne uzdatnianie wody studziennej pod kątem pH w celu skutecznego uzdatniania żelaza i manganu.

Tabela 1 podsumowuje możliwości uzdatniania żelaza i manganu w wodzie pitnej.

Uzdatnianie w przypadku korozji instalacji wodno-kanalizacyjnej

Skorodowane żelazne rury i sprzęt mogą powodować czerwono-brązowe cząstki w wodzie, które po pobraniu z kranu będą się osadzać w miarę stania wody. To może wskazywać na utlenione żelazo lub, w niektórych przypadkach, może to być tylko cząstki korozji żelaza. Podniesienie pH wody i użycie filtra osadowego jest najprostszym rozwiązaniem tego problemu.

Traktowanie bakterii żelaza i manganu

Najczęstszym podejściem do kontroli bakterii żelaza i manganu jest chlorowanie uderzeniowe. Procedury chlorowania uderzeniowego są opisane w arkuszu informacyjnym Bacteria in Drinking Water (Bakterie w wodzie pitnej). Jest prawie niemożliwe aby zabić wszystkie bakterie żelaza i manganu w twoim systemie. Będą one w końcu odrastać, więc należy być przygotowanym na powtarzanie zabiegu od czasu do czasu. Chlorowanie szybko zmienia rozpuszczone żelazo w utlenione (kolorowe) żelazo, które wytrąca się do postaci stałej.

Jeśli odrastanie bakterii jest szybkie, powtarzane chlorowanie uderzeniowe staje się czasochłonne. Ciągłe stosowanie niskich poziomów chloru może być mniej pracochłonne i bardziej skuteczne. Automatyczna pompa wtryskująca ciekły chlor lub dozownik, który upuszcza granulki chloru do studni jest częstym wyborem. Osad żelaza będzie się z czasem rozpraszał. Filtr może być potrzebny do usunięcia utlenionego żelaza, jeżeli ciągłe chlorowanie jest używane do kontroli bakterii żelaza.

Wybierając metodę leczenia, należy rozważyć zarówno koszt początkowy jak i koszty operacyjne. Koszty operacyjne obejmują energię potrzebną do obsługi systemu, dodatkową wodę, która może być potrzebna do płukania systemu, materiały eksploatacyjne i filtry, naprawy i ogólną konserwację.

Niezależnie od jakości zakupionego sprzętu, nie będzie on działał dobrze, jeżeli nie będzie konserwowany zgodnie z zaleceniami producenta. Należy prowadzić dziennik w celu rejestrowania konserwacji i napraw sprzętu. Konserwacja sprzętu może obejmować okresowe czyszczenie i wymianę niektórych elementów. Należy również wziąć pod uwagę wszelkie specjalne wymagania dotyczące instalacji, które mogą zwiększyć koszt sprzętu. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z arkuszem informacyjnym: Questions to Ask When Purchasing Water Treatment Equipment.

Table 1. Treatment of Iron and Manganese in Drinking Water

Indication	Cause	Treatment
Water is clear when drawn but redbrown or black particles appear as water stands; czerwono-brązowe lub czarne plamy na armaturze lub praniu	Rozpuszczone żelazo lub mangan	Związki fosforanowe (< 3 mg/L* żelaza) Wymiana jonowa (<5 mg/L połączonych stężeń żelaza i manganu) Filtr utleniający (piasek manganowy lub zeolit) (<15 mg/L połączonych stężeń żelaza i manganu) Nawietrzanie (ciśnieniowe) (<25mg/L połączonych stężeń żelaza i manganu) Otlenianie chemiczne nadmanganianem potasu lub chlorem; następnie filtracja (>10 mg/L połączonych stężeń żelaza i manganu)
Woda zawiera czerwono-brązowe cząsteczki przy pobieraniu; cząsteczki osiadają w miarę stania wody	Cząsteczki żelaza pochodzące z korozji żelaznych rur i sprzętu	Podwyższenie pH za pomocą filtra neutralizującego
Woda zawiera czerwono-brązowe lub czarne cząsteczki przy pobieraniu;	Oksydowane żelazo/mangan w wyniku wystawienia wody na działanie powietrza przed poborem	Filtr cząstek stałych (jeżeli ilość utlenionego materiału jest duża, użyj większego filtra niż liniowy; np.g., Filtr piaskowy)
Czerwono-brązowy lub czarny szlam pojawiający się w zbiornikach toalet lub z zatkanych kranów	Bakterie żelaza lub manganu	Zabić masy bakterii przez obróbkę szokową chlorem lub nadmanganianem potasu, następnie przefiltrować; bakterie mogą pochodzić ze studni, więc może być wymagane ciągłe podawanie chloru lub nadmanganianu potasu, a następnie filtrowanie
Czerwonawy lub czarny kolor, który pozostaje dłużej niż 24 godziny	Koloidalne żelazo/mangan; organicznie skompleksowane żelazo/mangan	Chemiczne utlenianie chlorem lub nadmanganianem potasu, a następnie filtracja
*Uwaga: mg/L = miligramy na litr.

Zasoby

Centrum Rolnictwa, Żywności i Środowiska

Ten arkusz informacyjny jest jednym z serii na temat studni wody pitnej, testowania, ochrony, wspólnych zanieczyszczeń i domowych metod uzdatniania wody dostępnych on-line
oraz Cape Cod Cooperative Extension: 508-375-6699
http://www.capecodextension.org

MA Dept. of Environmental Protection, Division of Environmental Analysis
Offers assistance, information on testing and state certified laboratories: 617-292-5770
W celu uzyskania listy certyfikowanych przez MassDEP prywatnych laboratoriów w Massachusetts

U.S. Environmental Protection Agency, New England Office
Informacje i edukacja na temat tego, skąd pochodzi woda pitna; testowanie wody pitnej i prawa krajowe; oraz jak zapobiegać skażeniu

US Environmental Protection Agency

Dla pełnej listy podstawowych i drugorzędnych standardów wody pitnej

MA Department of Conservation and Recreation, Division of Water Supply Protection
Dostęp do listy zarejestrowanych wiertników studni, informacje na temat lokalizacji i budowy studni: 617-626-1409,

NSF International

NSF International testuje i certyfikuje systemy uzdatniania od 1965 roku. Aby uzyskać informacje na temat systemów uzdatniania wody: 800-NSF-MARK

Stowarzyszenie Jakości Wody

Stowarzyszenie Jakości Wody jest międzynarodowym stowarzyszeniem handlowym typu not-for-profit reprezentującym przemysł uzdatniania wody dla gospodarstw domowych, komercyjnych, przemysłowych i małych społeczności.

.