Фосфат ион

Химическое обозначение: PO₄³⁻

Синонимы: фосфатные соединения, эфир фосфорной кислоты, фосфаты, фосфатные соли

Характеристика: фосфаты – различные соединения фосфорной кислоты, в большинстве случаев с щелочными металлами. Дигидрофосфаты быстро растворяются в водном составе, а гидрофосфаты и просто фосфаты не так хорошо.

Возникновение и применение

В воде природного происхождения содержатся разнообразные химические элементы, в том числе фосфаты. Также они получили широкое применение от пищевой до металлургической промышленности. Фосфор – критически необходимый химический элемент для функционирования живых организмов. Если в жидкой среде он в избытке, то объем кислорода уменьшается, что приводит к неконтролируемому разрастанию растений и гниению рыбы. Это связано с быстрым увеличением количества микробов, называемых биомассой. Поэтому очищение водных систем, где большая концентрация фосфатных соединений, стоит немалого труда.

В грунтовые и поверхностные воды фосфор попадает посредством выветривания ортофосфатных пород. Также фосфат-ионы возникают естественным путем, вследствие распада останков растений, животных и насекомых и их дальнейшего биохимического перерабатывания. Наибольший объем этих веществ проникает в природную среду из-за человеческой деятельности (отходы сельского хозяйства, стоки предприятий), эрозии почвы и восстановления донных осадков.

Полифосфаты же оказываются в воде посредством канализационных сливов, установленных на промышленных производствах. Это происходит, когда очистные системы не справляются со своей задачей. В таком случае водоемы не могут устранить засорение естественным путем из-за его огромного количества. Также эти вещества широко используются в пищевой индустрии и в бытовой химии. Производителям моющих средств он необходим для создания пены, посколькуполифосфаты могут предотвращать коррозию и смягчать жесткость воды.

Польза и вред фосфатов

Соединения фосфора широко распространены в продуктах питания, питьевой воде и моющих средствах, следовательно, окружают человека. Фосфатные вещества натурального происхождения легко выходят из человеческого организма, а вот искусственные соли в большом количестве могут причинить значительный вред. Причина в том, что человеческий организм выводит природные фосфаты самостоятельно, если чувствует их избыток, а ненатуральные фосфатные соли усваиваются полностью, хотя в них нет потребности.

Ниже перечислены возможные симптомы и последствия, возникающие при переизбытке фосфатов в человеческом организме:

Почечная недостаточность
Деформация стенок сосудов
Хрупкость костей, склонность к переломам
Обострение хронических заболеваний
Кислотно-щелочной дисбаланс
Отравления
Кожные высыпания
Сердечные приступы

Вред фосфатов для производства заключается в воздействии на швы котельного оборудования, так как они увеличивают хрупкость металла, снижают его пластичность и портят механические свойства этих швов.

Способы выявления

Стоит отметить, что обнаружить в воде и определить количество фосфатных соединений самостоятельно и без сложных химических исследований в лабораториях, невозможно. Это объясняется тем, что элемент не влияет на органолептические показатели.

Для химического анализа лаборанты применяют методы, основанные на:

Взаимодействии фосфатов и щелочей, с сильными и слабыми кислотами
Растворимости фосфат-ионов в воде и аммиаке

Допустимые нормы

Предельно допустимая концентрация полифосфатов в воде

Источник пробы Нормативный акт	Концентрация в мг/дм3
Питьевая вода, централизованное водоснабжение СанПиН 1.2.3685-21	3,5 для фосфат-ионов и 1,1 для фосфора
Водные объекты рыбного хозяйства Приказ Минсельхоза РФ № 552	0,05-0,2
Хозяйственно-бытовые стоки Постановление Правительства РФ № 644	12
Ливневая канализация Постановление Правительства РФ № 644	1,5

Способы очистки

Очищение воды от выявленных фосфатов проводится всегда и внезависимости от её назначения. Ниже перечислены применяемые методы очистки:

Метод обратного осмоса. С его помощью осуществляется качественное очищение от всех вредных материалов. Применяется как в быту, так и в промышленных масштабах
Угольные фильтры помогают очистить водный раствор от органических и неорганических примесей, вернув ему полезные свойства
Метод ионообменных фильтров заключается в прохождении воды сквозь смолы, благодаря чему иониты осаждают примеси, хорошо очищая водный состав