Vee rauasisaldus (0)

SISUKORD

SISUKORD 1
SISSEJUHATUS 2
1.TEOREETILINE TAUST 4
1.1. Põhjavesi , selle rauasisaldus 4
1.2.Põhjavee rauasisalduse mõju inimesele ja tehnikale 4
1.3. Joogivee rauasisalduse normatiivid 5
1.4.Rauasisalduse vähendamise võimalused 5
2.MATERJAL JA METOODIKA 6
2.1.Rauasisalduse määramine 6
2.2.Mõõtmise läbiviimine 6
3.TULEMUSED 9
4.ARUTELU JA JÄRELDUSED 9
KOKKUVÕTE 11
KASUTATUD KIRJANDUS 12
Sissejuhatus 3
1. Teoreetiline taust 5
1.1. Põhjavesi, selle rauasisaldus 5
1.2. Põhjavee rauasisalduse mõju inimesele ja tehnikale 5
1.3. Joogivee rauasisalduse normatiivid 6
1.4. Rauasisalduse vähendamise võimalused 6
2. Materjal ja metoodika 8
2.1. Rauasisalduse määramine 8
2.2. Mõõtmise läbiviimine 9
3. Tulemused 11
4. Arutelu ja järeldused 12
Kokkuvõte 13
Kasutatud kirjandus 14

SISSEJUHATUS

Vesi on kõige tuntum ja kõige levinum, kõige nõiduslikum ja kõige salapärasem aine maailmas. Vesi katab Maad rohkem kui 70% ning on teinud Maal võimalikuks elu. [1, lk 3]
Kõigile inimestele puhta mageda vee tagamine on aga üks tänapäeva aktuaalsemaid probleeme. Kogu maailma veest on magedat vett ainult 3% ja põhjaveed moodustavad sellest 14%. [1, lk 3][2, lk 15-16]
Põhjavesi on maapinnaalune vesi. Võrreldes jõe-, järve- ja mereveega, on põhjavesi palju keerukama koostisega. Temas leidub enamik elemente Mendelejevi tabelist. Põhjavees esinevad nad ioonide, gaaside, lagunemata molekulide ja kolloidide kujul. [1, lk 18]
Põhjavee näitajatest, mis rikuvad vee tajutavaid omadusi ja halvendavad elanike elukvaliteeti, ohustamata tervist, ei vasta elanike joogivees sageli nõuetele rauasisaldus. Raud vees võib olla nii loodusliku päritoluga kui ka tingitud puurkaevu või veetorustike kehvast seisundist. Vees esineb raud tavaliselt kahe, harva kolmevalentse iooni kujul. Kuigi rauaühendid ei ole tervistkahjustavad, annavad nad veele ebameeldiva metalse maitse. [1, lk 19][3]
Euroliidu direktiivide nõuetest lähtuvalt tuleb Eesti vetes vähendada kloriidide sisaldust seal, kus neid on liigselt. Rauda ja mangaani tuleb ärastada. Veevõrgu puurkaevudele on reeglina paigaldatud puhastusseadmeid põhjaveest ülenormatiivse raua ja mangaani eraldamiseks. Euronõuete kohaselt on rauasisalduse piirnormiks tarbe- ja joogivees 0,2 mg/l. [2, lk 7, 25-26]
Vees olevate keemiliste näitajate kontrollimiseks tehakse veeproove, millega määratakse vee kvaliteet. Perioodilisi veeproove võetakse aga ainult ühisveevärgiga ühildatud puurkaev-pumpadest. Lisaks on ühisveevärgi puurkaevudele paigaldatud erinevaid veepuhastusseadmeid, mis stabiliseerivad ja kaitsevad liigsete ja lubamatute keemiliste elementide eest vees. [2, lk 26]
Uurimistöö eesmärgiks on uurida, kas erapuurkaevu rauasisaldus vastab seadusega etteantud piirnormile ja kuidas erineb rauasisaldus erapuurkaevus ja ühisveevärki kuuluvas puurkaevus ning kuidas sõltub vee rauasisaldus puurkaevu omanikust , kas vesi on rauarohkem siis, kui puurkaevu omanikuks on eraisik või linna veevärk. Selle kindlakstegemiseks võeti rauasisalduse proovid kahest erapuurkaevu veest ja ühest veevärki kuuluvast puurkaevust.
Hüpoteesiks oli, et erapuurkaevu rauasisaldus on suurem, kui ühisveevärgi puurkaevus, sest erapuurkaevust teostatakse veeproove ainult siis, kui puurkaevust võetakse vett üle 10 m3 ööpäevas või seda kasutab rohkem kui 50 inimest. [2, lk 19][4] Erapuurkaevu omanik peab ise oma vee kõlblikkuse eest hoolt kandma, ühisveevärgi puurkaevust aga teostatakse perioodilisi veeproove ja tehakse rohkem selleks, et vesi vastaks igati normidele. Selleks paigutatakse puurkaevu filtreid ja puhastusseadmeid ning teostatakse vee kvaliteedi parandamiseks muidki töid.

TEOREETILINE TAUST

Põhjavesi, selle rauasisaldus

Põhjavee keemiline koostis sõltub veekihi lasumissügavusest. Maapinna lähedal on hapnikurikas tsoon. Sügavuse suurenedes kaob veest vaba hapnik, seejärel kasutavad mikroorganismid ära nitraat- ja sulfaatiooni hapniku. Vastavalt ilmuvad vette lahustunud mangaan ja raud, hiljem väävelvesinik, seejärel lagunevad ka karbonaadid ja vette ilmub metaan. Seepärast on põhjavees sageli joogiveeks kasutamiseks liigselt rauda, mangaani, väävelvesinikku ja ammooniumiooni. [5, lk 24] Põhjavesi sisaldab keskmiselt 0,5 kuni 50 mg rauda liitri kohta. Rauasisaldus on suur (kuni 6 mg/l) eelkõige Kagu-Eesti elanike joogivees, kus devoni liivakividest saadav põhjavesi on juba looduslikult rauarikas . [3][6]
Raud võibki pärineda veeallikast, kuid samas võib ta lisanduda ka torustikust. Mida kauem vesi torustikus seisab, seda rohkem rauda vette lisandub. Suur rauasisaldus muudab vee häguseks ja kollakaks, metallimaitseliseks ning tekitab seadmetele rauarooste , mis häirib tarbijaid. [3]
Põhjavees esineb rauda kahte tüüpi: Fe2+ - kahevalentne ehk lahustunud raud ja harvemini esineb ka Fe3+ ehk kolmevalentset rauda. [1, lk 19]

Põhjavee rauasisalduse mõju inimesele ja tehnikale

Vee kõrge rauasisaldus häirib inimesi, kuna tarbitav vesi on kollakat värvi, hägune, jätab kööginõudele roostetriibud ja annab veele metallimaitse. Enim on täheldatav tarbija emotsionaalne reageerimine vee väljanägemisele kui mõte terviseohust. Tervisele on ohtlik juua vett, mille rauasisaldus on suurem kui 6 mg/l. [5]
Suure kontsentratsiooni korral mõjub raud pikapeale ka tervisele negatiivselt, tekivad allergilised reaktsioonid või kõrvalekalded normaalsest verepildist. On teada, et isikutel, kes kasutasid kõrge rauasisaldusega joogivett, ilmnes positiivne rauabilanss ja kõrgemad oksüdatiivse stressi näitajad. [6][7]
Rauarikas vesi rikub ka tehnikat . Eriti rikub ta kahhelkivist, emailist ja sanitaartehnilisi seadmeid. Veetorustiku seintele moodustub sete , mille moodustavad rauabakterid. Sooja vee varustussüsteem on rauabakterite paljunemiseks ideaalne koht. Sete ummistab radiaatoreid, torustikke, vähendab nende läbilaskepinda. See satub kraanidesse, segistitesse, automaatikaseadmetesse. Rauasademe eemaldamine valamute pindadelt on tülikas ja raske. Glasuuritud pindade puhastamiseks mõeldud hape rikub keraamilisi pindu ja nende valevus võib olla jäädavalt kadunud. Ka pesu pesemine rauarikkas vees on riietele hukatuslik. Kui raua kontsentratsioon on suurem kui 1,0 mg liitri kohta, siis muutub valge pesu kollakaks. [7]

Joogivee rauasisalduse normatiivid

Väärtuslikus aga teebki põhjavee selles sisalduvate mikroelementide kooslus. Kui aga mõnda neist on liiga palju, läheb asi halvaks. [8]
Euroopa Liidu direktiivi normide järgi kuulub suurem osa Eesti põhjaveest rauasisalduse poolest ebarahuldavasse kvaliteediklassi. Tervisekaitseinspektsiooni andmetel tarvitab ligi 30% Eesti elanikest joogivett, mis ei vasta kehtestatud nõuetele. [2, lk 23]
Rauda vees loetakse liigseks ja kahjulikuks, kui seda on üle lubatud normi. Euronõuete kohaselt on rauasisalduse piirnormiks tarbe- ja joogivees 0,2 mg/l. Tervisele ohutu rauasisaldus vees on 0,1-0,3 mg/l. [10]

Rauasisalduse vähendamise võimalused

Rauda ei ole võimalik keetmisega kõrvaldada. Seda on võimalik veest kõrvaldada veele hapniku lisamise (õhutamise ja filtreerimise) teel. [5, lk 24]
Raua eemaldamiseks veest on olemas spetsiaalsed rauaeraldus-filtrid. Juba ongi paljudesse puurkaevudesse paigutatud filtrid raua ärastamiseks. [2, lk 26][10]
Tänu nendele abinõudele on meie joogivee olukord paranenud . Renoveeritud on vanu ja ehitatud uusi veetorustikke, rajatud veevärke, veevõrgu puurkaevudele paigaldatud rauaärastusseadmeid ülenormatiivse raua ja mangaani eraldamiseks, mitmes linnas on tööd alustanud moodsad veetöötlusjaamad. Veemajandusse investeeritakse üha suuremaid rahasummasid ja loodetavasti jõuab igati puhas ja tervislik joogivesi peagi kõigini.  [3]

MATERJAL JA METOODIKA

Rauasisalduse määramine

Vees esineb rauda põhiliselt kahte tüüpi: Fe2+ - kahevalentne ehk lahustunud raud ja harvemini esineb ka Fe3+ ehk kolmevalentset rauda. Vee rauasisaldust saab määrata mitut viisi. Üks lihtne viis seda määrata on mõõta vee rauasisaldust kolorimeetriliselt, mõõtes vee üldist rauasisaldust. Üldine raud sisaldab endas nii raua ioonseid vorme kui ka orgaanilistes ühendites sisalduvat ja kolloididena esinevat rauda. [9]
Üldise rauasisalduse ligikaudsel määramisel lisatakse 10 cm3 veele 2…3 tilka kontsentreeritud HCl-lahust ja mõni kristallike (NH4)2S2O8. Pärast kristallikeste lahustumist lisatakse 0,2 cm3 50-% KSCN- (või NH4SCN-) lahust ning ligikaudne sisaldus leitakse tabelist 1. [9]
Värvus küljelt vaadatuna
Värvus ülalt vaadatuna
Fe3+ -iooni sisaldus mg/dm3
Värvust pole
Vaevu märgatav
Kollakasroosa
Väga nõrk kollakasroosa
Nõrk kollakasroosa
Hele kollakasroosa
Kollakasroosa
Kollakaspunane
Värvust pole
Vaevu märgatav
Kollakasroosa
Nõrk kollakasroosa
Hele kollakasroosa
Kollakasroosa
Kollakaspunane
Erepunane
0,1
0,25
0,5
1,0
2,0
> 2,0
Tabel 1. Vee üldise raua määramine lahuse värvuse järgi. [9]

Mõõtmise läbiviimine

Värvusskaala tegemiseks valmistati 100cm3 Fe2(SO4)3·9H2O alglahust rauasisaldusega 5 mg/dm3, mida omakorda lahjendati vajalike lahuste saamiseks. Valmistatud lahused olid järgmiste rauasisaldustega: 0,1 mg/dm3, 0,5 mg/dm3, 1,0 mg/dm3, 1,5 mg/dm3, 2,0 mg/dm3, 2,5 mg/dm3, 3,0 mg/dm3, 3,5 mg/dm3, 4,0 mg/dm3, 4,5 mg/dm3. Saadud värvusskaala on näha joonisel 1.
Joonis 1. Värvusskaala küljelt vaadates.
Värvusskaala lahustega viidi läbi üldise raua määramise protsess, katseklaasid sildistati. Veeproovide lahused saadi järgnevalt:

Katseklaasi mõõdeti 10cm3 uuritavat vett.

Veele lisatati 2…3 tilka kontsentreeritud HCl-lahust.

Lisatati mõni kristallike (NH4)2S2O8 (et oksüdeerida Fe2+- ioonid Fe3+-ioonideks).

Pärast kristallikeste lahustumist lisati 0,2 cm3 50-% KSCN lahust.

Rauasisaldus leiti võrdluslahuste seeria (värvusskaala) abil.
Järgnevalt teostati üldise raua määramine veeproovide lahustega - võrreldi saadud lahuseid värvusskaalaga. Võrdlust teostati nii küljelt kui ka ülalt vaadates. Ülalt vaadates on tänu paksemale vedelikukihile võrdlus paremini teostatav. Veeproovid on toodud joonisel 2.
Joonis 2. Veeproovide lahused küljelt vaadates.

TULEMUSED

Veeproovid võeti kokku kolmest veest. Kahest ettevõtte puurkaevu veest - OÜ Merineitsi ja AS Eraküte veest ning ühest veevärgile kuuluva puurkaevu veest - Jõgeva Põhikooli veest. Proovid võeti eelnevalt korralikult pestud plastpudelitesse ning pudelite peale kirjutati proovi võtmise asukoht. Veeproovide rauasisaldust määrati ühel korral, 21. jaanuaril 2014. aastal. Mõõtmise tulemused on toodud tabelis 2. Mõõtmisel selgunud rauasisaldusest annab ülevaate joonis 3.
Tabel 2. Üldise raua määramisel saadud tulemused.
Proovi nr
Asukoht
Rauasisaldus mg/dm3
1
OÜ Merineitsi
0,1
2
AS Eraküte
0,3
3
Jõgeva Põhikool
0,1
Joonis 3. Proovivõtukohtade vee rauasisaldus.

ARUTELU JA JÄRELDUSED

Rauasisaldus oli üsna väike kõigis võetud vetes. Kõige suurem oli see AS Eraküte puurkaevu vees, kus see oli 0,3 mg/dm3, tarbe- ja joogivees on aga lubatud piirnormiks 0,2 mg/dm3. AS Eraküttele kuuluv torustik on üsna vana ja amortiseerinud ja suurem rauasisaldus võibki olla sellest põhjustatud.
OÜ Merineitsi ning Jõgeva Põhikooli veest võetud vee rauasisaldus oli 0,1 mg/dm3. See näitab seda, et linna veevärgi vesi on puhas ning halvemas olukorras pole ka erapuurkaevu vesi, kus küll pidevaid vee kvaliteedi kontrolle ei teostata.
Uurimistöö tulemusena selgus, et vee rauasisaldus ei ole otseses sõltuvuses sellest, kas vesi pärineb erapuurkaevust või veevärgi puurkaevust. Küll aga mõjutavad vee rauasisaldust vees torustike seisukord ja nende vanadus.

KOKKUVÕTE

Uurimistöö eesmärgiks oli uurida, kas erapuurkaevu rauasisaldus vastab seadusega etteantud piirnormile. Uuriti kuidas erineb rauasisaldus erapuurkaevus ja ühisveevärki kuuluvas puurkaevus ning kuidas sõltub vee rauasisaldus puurkaevu omanikust. Kas vesi on rauarohkem siis, kui puurkaevu omanikuks on eraisik või linna veevärk? Selle kindlakstegemiseks võeti rauasisalduse proovid kahest erapuurkaevu veest ja ühest veevärki kuuluvast puurkaevust. Proovid võeti eelnevalt korralikult pestud plastpudelitesse ning pudelite peale kirjutati proovi võtmise asukoht.
Uurimistöö eesmärk sai täidetud. Uurimistöös leiti, et rauasisaldus vastab seadusega ettenähtud piirnormile ühes erapuurkaevus, ühes ei vasta. Ühisveevärgi puurkaevu vesi vastas piirnormile.
Selgus ka, et vee rauasisaldus sõltub mõnevõrra omanikust. Ka eraisikule kuuluvas puurkaevus võib olla puhas vesi, aga samas võib ka mitte olla. Vee rauasisaldus sõltub paljugi sellest milline on torustik ja selle eest kannab hoolt omanik.
Hüpoteesiks oli, et erapuurkaevude vee rauasisaldus on suurem, kui ühisveevärgile kuuluva puurkaevu vee. Uurimistöö hüpotees ei saanud kinnitust. Vee rauasisaldus ei sõltu sellest, kas see on erapuurkaev või linna puurkaev, see sõltub täiesti omanikust, ka erapuurkaevu omaniku vesi võib olla võrdväärne linna puurkaevu veega. Tänapäeval on ilmselt ka eraomanikud võimelised oma puurkaevudesse raua ärastamiseks seadmeid paigutama.

KASUTATUD KIRJANDUS

Tšeban, E. Eesti NSV põhjavesi ja selle kasutamine. Tallinn: Valgus, 1975.

Sepp , E. Joogivesi ja meie. Tallinn: Ilo, 2007.

Saava, A; Indermitte, E. Kas meie joogivesi võib tervist ohustada . [WWW] http://www.eestiloodus.ee/artikkel1069_1062.html (14.01.2014)

Joogivee kvaliteedi- ja kontrollinõuded ning analüüsimeetodid. [WWW] https://www.riigiteataja.ee/akt/916518?leiaKehtiv (14.01.2014)

Eesti põhjaveekomisjon. Eesti põhjavee kasutamine ja kaitse. Tallinn: Maves, 2004.

Siilak, K. Keemilised riskitegurid (B, nitraadid , Pb, Ni, Fe, sulfaadid ) vees, nende päritolu, mõju tervisele. [WWW] http://www.terviseamet.ee/fileadmin/dok/Kasulikku/Keskkonnatervis/Keemilised_riskitegurid_vees_siilak.pdf (14.01.2014)

Ohud, mis varitsevad suure rauasisaldusega vee tarvitajaid. [WWW] http://ecomos.ee/content/est/119/ (14.01.2014)

Kändler, T. Eestis napib head joogivett. [WWW] http://epl.delfi.ee/news/eesti/eestis-napib-head-joogivett.d?id=50798251 (14.01.2014)

Koorits, A. Meetodeid vee ja mulla keskkonnakeemilisteks määramiseteks. Tartu: Kabral & Co, 1996.

Liigne raud joogivees. [WWW] http://eestivesi.ee/liigne-raud-joogivees/ (14.01.2014)