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地下水为什么变黄?变黄的水对人体有哪些危害呢?

我国部分地区的农村饮用水采用地下水,虽然看似水中没有浑浊物,但其常年深藏地下,水中铁、锰等金属离子含量很高,水质略黄,长期饮用将对人体的健康造成严重危害。

铁在地层中主要以氧化物和硫化物的形式存在。地下水在地层流动过程中经过各种矿岩层,由于地下水与矿石间的生物、化学作用,使矿石中的铁和锰融入地下水。

铁和锰性质很相似,铁的量远大于锰,往往出现含铁地下水中含有一定量的锰,故一般在水处理中,铁、锰是同时进行净化去除的。

地下水中铁、锰的来源

1、CO2的溶解作用

河流、降雨等渗入地下的过程中,会经过含有有机物的表层土壤,在微生物作用下,被分解而产生大量的二氧化碳,这些二氧化碳溶于水中使地下水含有大量的碳酸,在地层渗透过程中,逐渐溶解岩层中的二价铁的氧化物,生成可溶性的重碳酸亚铁:

当地下水流的岩层为菱铁矿(FeCO3)和菱锰矿(MnCO3)时,在碳酸的作用下也能溶解于水,转化成重碳酸亚铁和重碳酸亚锰:




2、硫化氢导致三价铁还原

在富含有机物的地层中,厌氧条件下微生物大量消耗水中溶解氧,在有机物的厌氧分解作用下产生出硫化氢、二氧化碳和沼气等,使地层中的三价铁被还原为二价铁而溶于水中。其过程如下:

三价铁的氧化物被H2S还原为:

生成的硫化铁在碳酸作用下溶于水中:

锰的来源及其反应物比铁要复杂:

蓄水池或水库的下层滞水带大都处在厌氧条件中,微生物的作用使植物、土壤和沉泥中的锰溶于水中。水中的溶解性锰的数量与植物的种类数量及土壤和沉泥的性质有关。北方水库中的植物不多且生长周期短,故水库中水含锰量较南方为少。另外,三价锰由于本身不稳定性会自发还原成二价锰。

3、有机质通过溶解作用产生铁、锰

有些有机酸能溶解岩层中的二价铁和锰,有的有机物质能将岩层中的三价铁还原成为二价铁使其溶于水中,还有一些有机物质能和铁质生成复杂的有机铁而溶于水中,这些都是水中铁、锰的来源。

4、铁的硫化物被氧化而溶于水中

较典型的铁的硫化物被氧化为:

这是酸性水中铁质的主要来源。这类酸性水质含铁浓度每升可达数百毫克,因此,其一般是不用来作饮用水的。

总结

根据农村地下水中铁、锰离子的来源分析:含铁、锰离子的地下水主要为二价铁锰的重碳酸盐,此外还可能有可溶性的有机铁。二价铁的重碳酸盐是较强的电解质,在水中可离解为:

所以二价铁[Fe(II)]在地下水中主要是以二价铁离子(Fe2+)的形式存在。三价铁[Fe(III)]在pH>5时在水中的溶解度很小,故其在地下水中含量甚微。

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