Бром в воде - чем опасен и как удалить

Что такое бром? Это элемент, относящийся к категории химически активных неметаллов. Кстати, его название, используемое в науке, с греческого языка переводится дословно «зловонный». По своим основным характеристикам бром схож с галогенами, входящими в семнадцатую группу таблицы Менделеева.

Br в обычных условиях и при комнатных температурах имеет форму тяжёлой жидкости со свойствами летучести, с неприятным едким запахом, красным тёмным оттенком. Вещество ядовитое, при контактах оставляет на коже сильные ожоги, которые долго заживают.

Важно знать! Бромная вода – это не просто вода, в которой содержится бром. Хотя обычно именно такое название используют в обиходе при наличии Br в H2O. Но химическая бромная вода – это водный раствор, содержащий Br2. Она окрашена в яркий жёлто-оранжевый цвет. А под действием света из этой жидкости происходит выделение кислорода. Такая реакция обусловливается результатом процесса разложения соединения HBrO – бромноватистой кислоты.

Из-за высокой химической активности бром реагирует и с другими химическими элементами с образованием различных соединений. Это бромноватистая и бромноватая кислоты, бромоводород (бромистый водород HBr), бромоводородная кислота и её соли бромиды.

При взаимодействии с некоторыми веществами Br образует соединения, которые очень токсичны в чистом виде. Например, бромоводород находится в состоянии газа: тяжёлого, бесцветного, резко пахнущего, формирующего во влажном воздухе туман.

Как уже было отмечено, бромная вода – это бромный водный жидкий раствор, который обычно получают в лабораторных условиях. А как бром попадает в источники водоснабжения – скважины, централизованные городские водопроводы?

Вещество очень распространено, практически повсеместно встречается в природе, где в рассеянном состоянии присутствует почти везде, а в виде примесей встречается в различных многочисленных минералах. Среднее содержание этого элемента в земной коре (чистого и в составе соединений) – около 1,6 граммов на тонну.

Соединениям с Br свойственно довольно быстрое растворение в воде. Вещества выщелачиваются, вымываются из горных пород, в которых обычно содержатся в виде ионов, легко мигрирующих с потоками грунтовых вод. Наибольшая концентрация наблюдается в морях, а также в солёных озёрах, в подземных водоносных горизонтах в зонах скоплений каменных и калийных солей, горючих ископаемых, минеральных руд.

Бром накапливают растения, особенно бобовые (чечевица, фасоль, горох). Высоко его содержание и в морских водорослях. Живые организмы употребляют всё это в пищу и тоже накапливают бром. При разложении растений и животных элемент проникает в почву, в водоёмы. Также бромирование или окисление с использованием Br является одним из технологических этапов на промышленных предприятиях: металлургических, очистных и других.

Таким образом, бром из подземных вод попадает в скважины. А в городские водопроводы в квартирах он проникает из водоёмов, из которых осуществляется забор для работ систем водоснабжения. И если очистка недостаточная и неэффективная, это сказывается на качестве воды, на её составе.

Влияет ли бром на организм человека положительно? Да, но лишь в небольших концентрациях. В медицине он используется для производства седативных средств, которые оказывают успокаивающее воздействие на нервную систему, снимают напряжение, помогают справляться со стрессами.

Также бром участвует в работе внутренних секреторных органов – желёз. Он способствует нормальному функционированию иммунной системы и гипофиза. Вещество считается конкурентом йода, то есть препятствует его всасыванию и поступлению в щитовидную железу, за счёт чего предотвращает избыточный синтез гормона тироксина, который при высоком содержании в организме вызывает развитие токсического диффузного зоба, тиреоидита. Кроме того, Br нормализует ферментную активность, улучшает пищеварение и переваривание пищи.

Бромирование воды – один из способов её обеззараживания, который применяют в оздоровительных центрах, общественных бассейнах. Бром является довольно мощным окислителем, поэтому такой обеззараживающий реагент эффективно борется с вирусами, грибками, бактериями и другими патогенными микроорганизмами, а также устраняет органические растворённые взвешенные примеси.

Бромная вода – это сильный активатор реакций окисления. И благодаря такой способности раствор применяют для окисления металлов, для понижения уровня pH, для химического синтеза и лабораторных анализов, для производства антипиренов (негорючих пропиток для строительных материалов) и некоторых медицинских препаратов.

Факт! Раньше ходили слухи, что бром регулярно добавляли в пищу в армейских частях, чтобы подавлять либидо призывников. Но прямая связь между мужской потенцией и данным веществом не доказана. Хотя бром способен снижать напряжение, которое иногда возникает на фоне повышенного либидо и отсутствия половой жизни.

Настоящая бромная вода – это раствор с высокой концентрацией брома. И он при употреблении наверняка приведёт к отравлению. А вреден ли для человека Br в менее значительных концентрациях? Избыток бромной воды, если так называть воду с содержанием Br, может быть опасным, так как химический элемент обладает кумулятивным эффектом, то есть способен накапливаться в тканях организма.

Острые отравления и тяжёлые интоксикации возникают при высоких концентрациях брома в организме. Одна из причин – избыток бромной воды, но этот химический раствор в пищу не употребляют. Другие ситуации, при которых возможно отравление, – это вдыхание паров при производствах или анализах, увеличение дозировок бромсодержащих препаратов, превышение доз удобрений с бромом.

К симптомам острых отравлений относят:

• сухой приступообразный кашель;
• головокружения, вплоть до обморочных состояний и потери сознания;
• слёзотечение, раздражение слизистых оболочек глаз;
• чихание, ринит;
• ларингоспазм;
• рвота;
• кровотечения из носа;
• расстройства стула, боли в желудке и кишечнике;
• увеличение в размерах, воспаление лимфатических узлов.

Возможен ли избыток бромной воды, не полученной химически, а поступающей из источника водоснабжения и содержащей Br? Да, если пить её постоянно и в больших количествах. Но эффект обычно накопительный, провоцирующий возникновение так называемого хронического бромизма. И для этого состояния характерны следующие признаки:

• ухудшение памяти;
• подавление рефлексов;
• апатия;
• снижение работоспособности, беспричинный упадок сил, вялость;
• проблемы со слухом, зрением;
• ухудшение состояния кожных покровов;
• частые риниты, развитие хронического бронхита;
• осиплость голоса;
• конъюнктивиты;
• высыпания на теле, кожные проявления аллергии.

В какой максимальной концентрации может присутствовать раствор брома в воде, используемой для хозяйственных, бытовых или питьевых нужд? Предельно допустимые количества, согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН), составляют не более 0,2 мг на один литр. Избыток бромной воды требует принятия незамедлительных мер.

Хотя само вещество Br имеет яркий цвет, раствор брома в воде при его невысокой концентрации обычно незаметен. Определить содержание можно только в лаборатории. Для исследования используют разные методы. Они подбираются с учётом источника и прочих примесей, таких как йод, хлор.

Для изучения поверхностных вод с незначительной концентрацией бромид-ионов обычно используют фотометрический анализ с применением эмиссионной спектрометрии или с введением фенолового красного. Распространённый химический метод – титрование с метилоранжем, белизной, фосфатом натрия.

Современная технология – рентгенфлуоресцентный анализ. Хлор и бром имеют удалённые друг от друга спектры рентгеновских лучей, поэтому бромиды выявляются без проблем. И такой метод достаточно быстрый.

Если концентрация брома в воде превышает установленные нормы, требуется очистка с удалением такого вещества. Существуют разные методы водоподготовки, эффективные при наличии Br. К ним относят:

• Обратный осмос. Такую технологию используют для получения идеально чистой, практически дистиллированной воды. Главный фильтрующий элемент – это мембрана с особой структурой – мелкопористой, полупроницаемой. Она обеспечивает баромембранное расслоение водного раствора: пропускает только молекулы воды, а более 99% веществ задерживает. Получается концентрат, направляемый в дренаж и удаляемый через канализационную систему. А пермеат, то есть очищенная вода подаётся потребителям. Обратноосмотические фильтры бывают как крупными промышленными, так и компактными бытовыми.
• Ионный обмен. В этих фильтрах ионообменная смола, оказывающая селективное, избирательное влияние на состав воды. Такая гранулированная загрузка замещает ионы брома и некоторых других веществ (бора, хлора, сульфатов) ионами натрия. В случае брома применяются анионитные смолы. Их регенерируют, то есть восстанавливают солевым раствором. Смола служит в среднем 3 года. А чтобы продлить срок её эксплуатации, требуется предварительная механическая фильтрация воды.
• Сорбционные фильтры. Они притягивают к своей поверхности не только ионы бромидов, но и хлориды, нитраты, органические примеси. В качестве загрузок или картриджей для сорбционной фильтрации применяют полипропиленовые материалы, цеолиты, активированный уголь (в том числе с добавлением доломита), алюмосиликаты. Фильтры данного вида различаются по габаритам и степени очистки: есть модели как для промышленного применения, так и для бытового (с установкой под мойку).
• Комплексные схемы. Они обеспечивают многоэтапную очистку, могут включать несколько ступеней: предварительную механическую фильтрацию для удаления относительно крупных веществ, выпадающих в осадок, модуль обратного осмоса или ионного обмена и тонкую сорбционную обработку.

Что делать, если содержание брома или его соединений, например, кислот повышено? Так как от состава воды зависит общее состояние и здоровье, следует выбрать эффективный способ очистки. Для этого нужно, во-первых, провести лабораторный анализ, во-вторых, определить желаемое конечное качество воды и параметры системы водоснабжения. Если в своих знаниях вы не уверены, лучше для подбора технологии водоподготовки обратиться к специалистам.