マンガンは重金属のグループに属します。 健康にとって重要な微量元素として、あらゆる生物に少量含まれています。 しかし 水中の過剰なマンガン濃度非常に深刻な結果を招く可能性があります。 この元素は人体に蓄積され、除去することはほとんど不可能です。 マンガンは神経細胞の細管に浸透し、それによって神経インパルスの通過を防ぎます。
マンガンはどのようにして水に入りますか?
マンガンは、植物用の特別な肥料と一緒に土壌に入り込むことがよくあります。 そして、地上の流れに乗って、開いた貯水池に移動します。 さらに、それは地殻の最も一般的な元素の 1 つです。 そして最初は、それは多くの種類の土壌、堆積物、岩石の一部です。
マンガンは、鉄鋼産業や化学産業などでも使用されます。 企業からの廃水と一緒に、地下水や外水にたどり着きます。
なぜ水中のマンガンは有害なのでしょうか?
人体におけるマンガンの有効濃度は 1 パーセントの 1,000 分の 1 です。 マンガンの1日あたりの摂取量が40mgを超えると、人間にとっては本物の毒になります。 マンガンは食品中に多く含まれているため、水中のマンガン含有量を超えることは決して容認できません。 破壊的な影響はすぐには気づかれない可能性があり、マンガンはさらに数年間体内に蓄積されることを考慮することが重要です。
マンガン中毒は中枢神経系の機能に顕著な障害を引き起こします。 主な症状：疲労、眠気、記憶喪失、食欲不振、激しい頭痛。 また、非常に高濃度のマンガンは、動きの調整不能、けいれん、けいれん、感情状態の急激な変化を引き起こす可能性さえあります。
マンガンはポリトロピック毒としても分類されます。 これは、肺や心血管系に非常に有害な影響を及ぼし、アレルギー反応やさらには変異原性反応を引き起こす可能性があることを意味します。 マンガンの過剰摂取は妊婦にとって特に危険です。 この場合、知的障害のある子供が生まれることが多いことが研究でわかっています。
他の重金属と同様、マンガンは体から除去するのが非常に難しく、蓄積すると血管や尿路を詰まらせる可能性があります。 これは骨格系にも壊滅的な影響を及ぼし、もろくなり、もろくなります。
水中のマンガンが多すぎると、液体は暗い色合いを帯び、不快で渋い味がします。 また、人体だけでなく水道系にも沈着・蓄積しやすい。 その結果、パイプは黒い成長物で覆われ、徐々に詰まります。 配管設備や家電製品にも同じような成長物や汚れがつき始めます。 それらを取り除くのは非常に困難です。
水中のマンガン濃度を測定するには、水の化学分析を行う必要があります。 SanPin の基準によれば、水中の最大許容濃度は 0.1 mg/l を超えてはなりません。
（脱マンガン化）の場合は、次のいずれかを使用します
マンガンは通常、重金属として分類されます。この物質は鉄ほど普及していませんが、非常に頻繁に存在し、その特性は鉄そのものに似ています。 水中のマンガン含有量が増加すると、この金属の堆積物が水道管や給湯器の内面に蓄積し始め、熱交換プロセスの閉塞や劣化を引き起こす可能性があるため、次のことを考慮する必要があります。品質について。 さらに、そのような水は配管設備に消えない跡を残します。 高濃度のマンガンを含む液体が引き起こす可能性のある害がこれだけではないことにも注意してください。 飲料水中のマンガンこれはその不快な味の主な理由の1つであり、さらに、喉の渇きを潤したり食べ物を準備するためにそのような液体を使用すると、人体の状態に悪影響を及ぼします。 最近の研究では、マンガンが過剰に濃縮された飲料水は子供の知的能力の低下につながることが示されています。 マンガン濃度が 0.1 mg/l を超える飲料水を継続的に摂取すると、骨格系の重篤な疾患の発生を引き起こす可能性があります。
水の脱鉄のための BWT ソリューション:
今日、飲料水や水道水中の高レベルのマンガンの問題が、高濃度の鉄分を含む水の問題とほぼ同じくらい深刻であることは注目に値します。 このため、ロシア連邦を含む多くの現代諸国では、これが水処理の主要なタスクの 1 つとなっています。 それにもかかわらず、多くの人は、すべての生物が正常に存在するために非常に必要な液体の最適な組成を得るために、自宅やアパートに追加のフィルターシステムを設置します。
水道水または飲料水中のマンガンの許容濃度を超えると、液体は黄色がかった色になり、不快な渋味が生じます。 このような水を飲むと、味が悪くて不快なだけでなく、健康にも危険です。 ということで、コンテンツが増えました 飲料水中のマンガンこの金属が主に集中している肝疾患の脅威となります。 さらに、マンガンは水と一緒に摂取すると、小腸、骨、腎臓、内分泌腺に浸透し、脳にも影響を与える可能性があります。 この化学元素の含有量を超える飲料水を継続的に摂取すると、この有害金属による慢性中毒が始まる可能性があることを知っておくことが重要です。 中毒には神経系または肺系のいずれかの形式があります。 神経系の中毒の場合、患者は次の症状を経験することがあります。
- 周囲で起こっている出来事には完全に無関心。
- 眠気;
- 食欲減少;
- めまい;
- ひどい頭痛。
中毒が非常に重度の場合は、動きの調整の喪失、けいれん、背中の痛み、気分の突然の変化が発生する可能性があります。 マンガンで中毒になった人は、突然泣き出したり、逆に笑い出したりすることがあります。 上記のすべてに顔の筋肉の緊張が加わり、患者の顔の表情に変化が生じます。 それで 飲料水中のマンガン人体の健康にとって非常に危険です。
以上のことから、マンガン濃度が許容基準、より正確には 0.1 mg/l を超えた場合には、飲料水と通常の水道水を浄化する必要があると、何の疑いもなく宣言することができます。 さらに、一部の国ではマンガンの最大濃度が 0.05 mg/l を超えません。この物質は非常に危険であると考えられています。 一般に、マンガンから水を精製するための現在存在するすべての方法は、次の原理に帰着します。 最初に、二価のマンガンは酸化されて（自然源から給水システムに入るのはこの形です）、三価および四価のマンガンになります。 酸化された四価マンガンは、特定の物質と反応して不溶性の沈殿物を形成し、機械的洗浄フィルターによって除去されます。 不溶性沈殿物の役割は、酸化物、水酸化物、または酸の塩である可能性があります。 沈殿物の種類は主に、使用する試薬の種類と選択した方法によって異なります。
きれいな飲み水はあらゆる人の健康の鍵です。 しかし、井戸水も水道水も汚染がないことを保証することはできません。
また、中央給水システムに工業用濾過システムが装備されている場合、その敷地内で得られる水は通常、高品質の浄化が必要です。 一般的な汚染物質の 1 つは、井戸水中のマンガンです。
マンガン含有量基準
井戸水中のマンガン含有量の増加は、それほど一般的な現象ではありませんが、決して珍しいことではありません。 この物質は重金属であり、鉄とともに水中に最もよく見られます。
ちなみに、水に含まれる鉄が三価の不溶性になるのはマンガンのおかげです。 通常、この元素は高水域または鉱石で飽和した層から井戸に入ります。
ただし、いずれの場合も、最大許容コンテンツ基準を超えないことが望ましいです。 結局のところ、これは深刻な結果を伴います。
高マンガン含有量はなぜ危険なのですか?
この要素は、配管システム、家電製品、人間の健康に悪影響を及ぼします。
配管システムへの影響:
- マンガンは水道管内に堆積物を残し、それにより水道管の耐用年数が短くなります。
- 電化製品にスケールが形成されます。
- 汚染された水に触れるとシミが残ります。
健康への影響：
- 疲労が増し、記憶力が低下し、神経系の全身状態が悪化します。
- 骨格の状態に悪影響を及ぼします。
- アレルギー反応の発症を促進します。
- マンガンは体内に沈着しやすいため、徐々にスラッジ化していきます。
この物質の含有量が高いと重大な結果が生じることを考慮すると、水からマンガンを除去する必要があります。 ただし、まず第一に、研究室で水を分析してもらう必要があることを理解する必要があります。 そして、すでに正確な内容がわかっているので、掃除対策を計画することができます。
マンガン除去
実際、マンガンからの水の浄化は鉄からの浄化と同じ方法で行われます。 なぜなら この元素は金属に属し、液体中に不溶性の形で含まれており、主な役割は酸化とその後の濾過です。 これにより、自分でインストールを行うことができます。
エアレーション
この方法の本質は、水を酸素で飽和させることです。 これにより、鉄とマンガンが酸化され、可溶性の形に変換されます。 次に、水は沈殿するか、カートリッジまたは吸着フィルターのシステムを通過します。 エアレーションには次の 2 種類があります。
- プレッシャー。
- ノンプレッシャー。
圧力システムはより高価で、曝気カラムと追加のフィルターで構成されます。 酸素は高圧下でカラムに供給され、カラムを積極的に酸化させます。 余分なガスは特別なバルブを通して除去されます。
曝気塔
このシステムの利点は、その効率性と自律性です。すべてのプロセスは自動化ユニットによって制御されます。 また、洗浄の結果としてシステム内の圧力が失われることがないため、追加の機器を設置する必要もありません。
非加圧曝気システムは、加圧曝気システムをより簡略化したものと考えられます。 この場合、大容量タンクを基本とします。 通常、これは 700 ～ 1000 リットルです。 水は小さなノズルを備えた特別な噴霧器を通ってそれに入ります。
重力曝気
噴霧器自体は、水面との間に少なくとも1メートルあるように設置されます。 このおかげで、水は空気とよく混ざり、酸化する時間があります。
さらに、コンテナに空気を供給する低電力コンプレッサーが設置されています。 噴霧器の使用により給水が遮断されるため、水をシステムに戻すためにポンプ場が必要になります。
一般に、どちらの曝気オプションでも水からマンガンと鉄をうまく除去できます。 さらなる利点は、硫化水素不純物の除去である。
沈降と機械的洗浄
機械的洗浄はカートリッジ システムの使用に基づいています。 これらは粗いフィルター システムであるため、大きな粒子を濾過する場合にのみ適しています。 それらの使用は、他の種類の洗浄と組み合わせてのみ正当化されます。 溶解したマンガンと鉄を保持することができます。
たとえば、曝気槽の後にカートリッジフィルターを設置することもできます。 その前に、大きな部分をすべて保持できるマッドトラップを使用することは悪い考えではありません。
イオンフィルター
これらのシステムは触媒樹脂の使用に基づいており、試薬法として分類されます。 必要な精製度に応じて、さまざまな種類の試薬を使用できます。
このようなシステムの動作原理は、マンガンおよび鉄イオンをナトリウムに置き換えることに基づいています。 したがって、イオンカラムは水に溶解した不純物に容易に対処できます。
イオン化
エアレーションシステムとは異なり、イオンカラムでは試薬を定期的に交換する必要があります。 ただし、その特性は通常の食卓塩を使用して部分的に復元できます。 したがって、3〜4年間の使用には十分である可能性があります。
逆浸透
逆浸透に基づく浄化システムが最も効果的であると考えられています。 これにより、水から既存の不純物をほぼすべて除去することができます。 このシステムは、細粒膜の使用に基づいています。
システムの動作の結果、水の流れは 2 つの部分に分割されます。きれいな水は給水システムに送られ、汚れた水は排水管に送られます。 ただし、逆浸透には次のような欠点もあります。
- システムのコストが高い。
- 掃除しすぎるのはちょっとばかげていますが、それは事実です。 装置の出口では、実質的に蒸留水が得られます。 そして、飲用に使用するには、追加の鉱化が必要になります。
- 生産性が低い - 浄化技術により、入ってくる水の約 2/3 が下水道に流れます。
お金を節約するには、一般的な水道を飲料水と技術用水に分けるのが合理的です。 逆浸透は飲料水にのみ関係します。 もう 1 つの点は、膜が固体汚染物質に対して非常に敏感であることです。 したがって、システムの前に粗いフィルターを設置することをお勧めします。
逆浸透システム
既製のソリューションのコスト
性能および動作原理自体に応じて、マンガンから水を浄化するためのフィルターの価格はまったく異なる場合があります。
したがって、比較的少ない金額でフィルターを購入できます。 同時に、最良の結果は井戸からの包括的な水を浄化することによってのみ達成されることを覚えておく必要があります。 適切なシステムを選択するには、まず実験室で水の分析を行う必要があります。
マンガン水汚染 - 使用する水を準備する際の深刻な問題。
マンガン汚染の原因は、地球の地殻変動による深層水の上昇です。 しかし、これはマンガン含有肥料が使用される土地からの廃水による汚染ほど一般的なケースではありません。 マンガンは重金属であり、その濃度が増加すると体に深刻な影響を与える可能性があります。 同時に、水中のマンガン量の増加は、その濃度が非常に高い場合にのみ、外観と味によって判断できます。 その後、水は黄色がかって濁り、酸っぱくなります。
体内では、マンガンは造血機能を促進し、生殖腺と下垂体の活動を調節します。 しかし、これらの機能に必要なマンガンの量は非常に少量です。 過剰になると深刻な結果につながります。 人間にとって有毒な特性を持つ用量は次のとおりです。 1日あたり40mg。 致死量はまだ決定されていません。 原則として、この元素はすべての重金属の中で最も毒性が低いと考えられており、自然条件におけるその含有量が過大評価されることはほとんどありません。 通常、すべての中毒は、定期的な技術的産業排出の結果として発生します。 症状はすぐには現れません。 数年後に初めて、体内のマンガンの蓄積が臨床的に明らかに増加していることに気づくことができます。
最大許容濃度ロシア、ウクライナ、その他の CIS 諸国の飲料水および家庭用水に含まれるマンガンは、 0,1 水1リットルあたりミリグラム。 欧州の一部の国では要件が強化されています。
人間の健康への害
まず最初にマンガンの含有量が増加すると、神経系の機能に障害が生じます。 症状には疲労、眠気、記憶喪失などが含まれます。 過剰なマンガンは体に吸収されません。
第二に、水中のマンガン含有量が増加すると、マンガンと複合体内の他の物質の両方に対する初歩的なアレルギーを引き起こす可能性があります。
三番目、マンガンは、尿石症、血管の閉塞、栄養血管系の破壊、肝臓や内分泌腺の問題を引き起こす可能性があります。 これらの症状はすべて、重金属塩の沈着によって引き起こされます。
第四に、アレルギーと相まって血管機能の破壊により、マンガンは肺や気管支の病気を引き起こします。
過剰なマンガンは、骨のもろさを増大させる原因の 1 つです。
まれに、過剰なマンガン濃度が「マンガン狂い」を引き起こすことがあります。 その人は不適切、攻撃的、一貫性のない行動をします。
家電製品や通信ネットワークへの被害
水中の過剰な鉄とは異なり、マンガンは機器や通信にそれほど深刻な影響を及ぼしません。
その過剰分は、配管設備の表面に汚れや茶色がかった沈殿物として現れます。 長期的には、マンガンの堆積によりパイプが詰まる可能性があります。 唯一の違いは、マンガンの詰まりを除去するのがはるかに難しいことです。 場合によっては、マンガンが洗濯中に染料となって物を台無しにしてしまうことがあります。
水からマンガンを除去する
水中のマンガンの量は化学実験室で測定されます。 前述したように、この要因は外観から判断することはできません。
酸化はマンガンから水を浄化するために使用されます。 その助けを借りて、マンガンは不活性な二価の形から三価および四価の形に変換されます。 このマンガンは沈殿物の形で落下し、フィルターによって安全に除去されます。
水からマンガン塩とイオンを抽出するために使用される方法:
1. エアレーションとそれに続く機械的濾過。
2. 過マンガン酸カリウムを使用した試薬処理とそれに続くケイ酸などの弱酸による凝固。 高濃度の汚染物質が存在する場所で使用されます。
3. 逆浸透は、原水に非常に高濃度のマンガンが含まれる場合に使用されます。
4. 4価の水酸化マンガンの層を塗布した装入物を通して濾過する。
マンガンは、D.I. メンデレーエフの化学元素の周期系の第 4 周期の第 7 族の側部分群の元素であり、原子番号 25 です。記号 Mn で指定されます。
マンガンは非常に一般的な元素であり、地殻の原子の総数の 0.03% を占めます。 重金属（原子量 40 以上）の中で、マンガンは鉄とチタンに次いで地殻内で 3 番目に分布しています。
マンガンは生化学の観点から非常に興味深いものです。 正確な分析により、それがすべての動植物の体内に存在することが示されています。 通常、その含有量は 1,000 分の 1 パーセントを超えませんが、場合によっては大幅に高くなることがあります。 たとえば、ビートの葉には最大 0.03%、赤アリの体には最大 0.05%、さらに一部の細菌には最大数パーセントのマンガンが含まれています。
マンガンは、8 つの異なる酸化状態で存在できる数少ない元素の 1 つです。 ただし、これらの状態のうち、生物学的システムで実現されるのは、Mn (II) と Mn (III) の 2 つだけです。
マンガンは、環境の酸性度に応じてさまざまな形で天然水中に存在します。 酸素のない地下水では、マンガンは通常、二価の塩の形で存在します。 地表水では、マンガンは有機複合化合物、コロイド、微細な懸濁物質の形で存在します。
マンガン化合物の主な供給源は次のとおりです。
1. 湾に放流される処理排水の基準は飲料水の基準の 10 倍厳しいため、飲料水はマンガンの供給源となります（実際の飲料水道水中のマンガン含有量は最大 0.05 mg/dm3 です）。
2. 地下水 (マンガン含有量 0.5 mg/dm3 まで): 重力下水システムへの排水の場合。
3. 外部加入者：独立した水供給源（井戸）（マンガン含有量 0.1 mg/dm 3 まで）、タンカーからの生活廃水（マンガン含有量 0.6 mg/dm 3 まで）を持つ企業。
その結果、家庭下水処理場の入口における総マンガン濃度は 0.3 ～ 0.4 mg/dm 3 であることがわかりました。
地表水域のマンガン含有量は一定ではなく、顕著な周期変動があります。 最大値は、冬から春の期間（2月から3月のピーク）、夏期間（8月のピーク）、秋から冬にかけて観察されます。 これらの期間中、地表水域のマンガン含有量は平均値よりも数十倍高くなる可能性があります。 2 月から 3 月のピークの考えられる理由は、溶存酸素濃度と水の pH の低下 (まだ氷が存在するため)、水柱における酸化プロセスの役割の低下です。 8 月の遊離マンガン濃度の増加は以下によって促進されます: 植物プランクトン、特に藍藻類の死滅により、遊離マンガン (II) カチオン (約 60%) および低分子量化合物の形でマンガンが放出されます (約 30 ～ 35%)、溶存酸素濃度の減少。この酸素は、分解する水生生物の「有機物」の酸化に費やされます。 高等水生植物の分解とその後の水中へのマンガン (II) の放出は 7 ～ 8 か月以内に起こることに注意する必要があります。 どうやらこの状況も2月から3月のピークに関係している可能性がある。
秋から冬にかけて溶解マンガンの濃度が高くなるのは、シルト水からのマンガンの侵入によるものです。 この時期は冬から春に非常に近いです。 還元条件下では、シルト水中の溶解形態のマンガンの含有量は 1 ～ 3 mg/dm3 です。
マンガンの神経毒性は完全には説明されていません。 マンガンと鉄、亜鉛、アルミニウム、銅との相互作用の証拠があります。 多くの研究に基づいて、鉄代謝の混乱が神経系への損傷のメカニズムである可能性があると考えられています。 酸化損傷を引き起こす可能性があります。
マンガンの長期蓄積が生殖能力に影響を与える可能性があります。 動物実験では、高用量のマンガンに長期曝露された妊娠は、子孫に先天性奇形を引き起こす可能性が高くなりました。
マンガンは肝機能を妨げる可能性がありますが、実験では毒性の閾値が非常に高いことが示されています。 一方、マンガンの 95% 以上は胆汁中に排泄され、肝臓に損傷があると解毒が遅くなり、血漿マンガン濃度が上昇する可能性があります。
これらの状況は、廃水中のこの重金属の塩含有量の基準を強化することが好ましいことを示しています。
