Mangan. Oczyszczanie wody z manganu: cechy i metody

Występowanie manganu jest dość duże i zajmuje 14. miejsce wśród powszechnie występujących minerałów. Występuje w wielu produktach oraz naturalnie w wodzie, ponieważ dobrze się rozpuszcza. I jak każdy element znajdujący się w żywności, może być korzystny lub szkodliwy. Dlatego bardzo ważne staje się oczyszczanie wody z manganu i utrzymywanie go na zadowalającym poziomie.

GOST: mangan w wodzie pitnej

• w systemach scentralizowanych – ≤ 0,1 mg/l;
• mangan w wodzie ze studni i innych otwartych źródeł – ≤ 0,5 mg/l.

W naturze mangan może tworzyć aż 8 rodzajów tlenków, od MnO do Mn5O8 i wchodzi w skład rud miedzi i żelaza. Tworzenie się tlenków zależy od składu ośrodka i zewnętrznych parametrów fizycznych. Najbardziej stabilnym tlenkiem jest MnO2, który występuje również najczęściej w trzewiach ziemi i nazywany jest piroluzytem.

Ze względu na szerokie zastosowanie tego minerału w metalurgii i produkcji chemicznej, szczególną uwagę zwraca się na jego zawartość w ściekach przemysłowych. Ilość manganu w ściekach nie powinna przekraczać 0,01 mg/dm3.

Mangan w wodzie: wpływ na organizm i wizualne określenie jego obecności

Jak wiadomo z praktyki medycznej, nawet substancja toksyczna w niewielkiej ilości może mieć korzystny wpływ na organizm, jednak przekroczenie jej normy doprowadzi do nieodwracalnych konsekwencji.

Korzystne funkcje manganu w organizmie

W zależności od wieku dopuszczalne dawki dzienne są zróżnicowane i wynoszą:

Mangan można pozyskać zarówno z wody, jak i pożywienia. Na terenie Rosji nie ma obszarów o niskiej zawartości Mn, a nawet w wodzie występuje nadmiar manganu. Udział tego minerału w procesach fizjologicznych organizmów żywych jest niezastąpiony. Jego główne funkcje:

• regulacja poziomu glukozy, indukcja syntezy kwasu askorbinowego;
• hamowanie rozwoju cukrzycy;
• wspomagają pracę układu nerwowego i mózgu;
• produkcja cholesterolu i pomoc w funkcjonowaniu trzustki;
• tworzenie tkanki łącznej, chrząstki i kości;
• regulacja metabolizmu lipidów i profilaktyka stłuszczenia wątroby;
• udział w podziale i odnowie komórek;
• hamowanie aktywności cholesterolu i zapobieganie rozwojowi płytki nazębnej;
• aktywacja enzymów umożliwiających organizmowi wchłanianie witamin B1, C i biotyny.

Może być stosowany jako przeciwutleniacz podczas interakcji z Fe i Cu. Mangan jest zatrzymywany w organizmie przez P i Ca. Spożywanie pokarmów bogatych w węglowodany prowadzi do szybkiego wyczerpywania się rezerw Mn w organizmie. Ilość manganu w wodzie może mieć zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki. W niektórych warunkach występuje niedobór manganu, norma w wodzie nie pokrywa dziennego zapotrzebowania dla matek karmiących i sportowców.

Szkodliwość spowodowana nadmiarem manganu w wodzie

Niebezpieczne dla funkcji fizjologicznych manganu w wodzie jest to, że zmniejsza wchłanianie żelaza i konkuruje z miedzią, co powoduje anemię i senność. Znaczne szkody wyrządzane są również ośrodkowemu układowi nerwowemu, wyrażające się zmniejszoną wydajnością i rozwojem wczesnej amnezji. Metal ciężki Mn w dużych dawkach może uszkadzać płuca, wątrobę i serce oraz zakłócać laktację u kobiet karmiących piersią.

Zdrowie jest jedną z głównych aspiracji człowieka, jednak codzienne problemy powodowane przez związki manganu potrafią być dość irytujące. Wizualne oznaczenie manganu w wodzie pitnej przeprowadza się poprzez kontrolę armatury i przyborów hydraulicznych, które mają długotrwały kontakt z cieczą wodociągową.

Najczęściej minerał towarzyszy żelazu dwuwartościowemu i tworzy z nim nierozpuszczalne związki. Na armaturze wodno-kanalizacyjnej i przyborach kuchennych tworzą się czarne osady, w urządzeniach elektrycznych szybko osadza się kamień, a przepuszczalność rur maleje. Zbyt wysoki poziom zanieczyszczeń jest widoczny już podczas czerpania wody z kranu, a nawet można go wyczuć w smaku i zapachu. W takich przypadkach konieczne jest natychmiastowe wykonanie analizy wody, głównymi badanymi parametrami powinny być mangan i żelazo.

Oczyszczanie wody z żelaza i manganu

W wodzie kranowej lub artezyjskiej minerał występuje w postaci dwuwartościowego jonu dodatniego (Mn2 +), który jest dobrze rozpuszczalny w cieczach. Aby usunąć mangan z wody, przekształca się go w formy nierozpuszczalne - trójwartościowe lub czterowartościowe. Gęsty osad usuwa się za pomocą granulowanych mediów katalitycznych lub żywic jonowymiennych.

Manganowe filtry do wody i metody filtracji

Metody stosowane w odmangizowaniu:

Napowietrzanie. Stosuje się go, gdy w wodzie występuje żelazo dwuwartościowe. Pod wpływem napowietrzenia żelazo utlenia się i zamienia w wodorotlenek. Powstały związek wiąże dwuwartościowy mangan i wytrąca go. Zanieczyszczenia stałe są filtrowane przez piasek kwarcowy.

Utlenianie katalityczne. Przeprowadza się ją za pomocą 4-wartościowego wodorotlenku manganu.

Odczynniki utleniające. Wykorzystuje się tu ozon, podchloryn sodu, sam chlor i jego dwutlenek.

Wymiana jonów. Dokonują tego dwa rodzaje żywic: anionowymienna (OH–) i kationowymienna (H+).

Destylacja. Na podstawie różnicy temperatur wrzenia wody i jej zanieczyszczeń. Po zabiegu wymagana jest mineralizacja wody.

W zależności od wyników analizy zawartości manganu w wodzie dobierany jest filtr o określonej metodzie filtracji. Lub oczyszczanie wody odbywa się za pomocą kompleksu składników filtra, które konsekwentnie redukują płynne zanieczyszczenia.

Mangan jest pierwiastkiem bocznej podgrupy siódmej grupy czwartego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D.I. Mendelejewa o liczbie atomowej 25. Jest oznaczony symbolem Mn.

Mangan jest pierwiastkiem bardzo powszechnym, stanowiącym 0,03% całkowitej liczby atomów skorupy ziemskiej. Wśród metali ciężkich (masa atomowa większa niż 40) mangan zajmuje trzecie miejsce pod względem rozmieszczenia w skorupie ziemskiej po żelazie i tytanie.

Mangan jest bardzo interesujący z biochemicznego punktu widzenia. Dokładne analizy wykazują, że występuje on w organizmach wszystkich roślin i zwierząt. Jego zawartość zwykle nie przekracza tysięcznych procenta, ale czasami jest znacznie wyższa. Na przykład liście buraków zawierają aż do 0,03%, ciało mrówek czerwonych aż do 0,05%, a niektóre bakterie zawierają nawet do kilku procent manganu.

Mangan jest jednym z niewielu pierwiastków, który może występować na ośmiu różnych stopniach utlenienia. Jednak w układach biologicznych realizowane są tylko dwa z tych stanów: Mn (II) i Mn (III).

Mangan występuje w wodach naturalnych w różnej postaci, zależnej od kwasowości środowiska. W wodach gruntowych przy braku tlenu mangan występuje zwykle w postaci soli dwuwartościowych. W wodach powierzchniowych mangan występuje w postaci kompleksowych związków organicznych, koloidów i drobnej zawiesiny.

Głównymi źródłami związków manganu są:

1. Źródłem manganu jest woda pitna, gdyż normy dla oczyszczonych ścieków odprowadzanych do zatoki są 10 razy bardziej rygorystyczne niż normy dla wody pitnej (rzeczywista zawartość manganu w pitnej wodzie kranowej wynosi do 0,05 mg/dm3).

2. Wody podziemne (zawartość manganu do 0,5 mg/dm3): w przypadku odprowadzania do kanalizacji grawitacyjnej.

3. Abonenci zewnętrzni: przedsiębiorstwa posiadające niezależne źródła zaopatrzenia w wodę (studnie) (zawartość manganu do 0,1 mg/dm 3), ścieki bytowe z cystern (zawartość manganu do 0,6 mg/dm 3).

W rezultacie stwierdzamy, że stężenie manganu całkowitego na wlocie do przydomowych oczyszczalni ścieków wynosi 0,3 - 0,4 mg/dm 3 .

Zawartość manganu w zbiornikach wód powierzchniowych nie jest stała i podlega wyraźnym okresowym wahaniom. Maksima notowane są w okresie zimowo-wiosennym (szczyt luty-marzec), letnim (szczyt sierpniowy) oraz jesienno-zimowym. W tych okresach zawartość manganu w zbiornikach wód powierzchniowych może być kilkunastokrotnie wyższa od wartości przeciętnych. Prawdopodobne przyczyny szczytu luty-marzec: spadek stężenia rozpuszczonego tlenu i pH wody (przy wciąż istniejącej pokrywie lodowej), zmniejszenie roli procesów oksydacyjnych w słupie wody. Zwiększeniu stężenia wolnego manganu w sierpniu sprzyjają: śmierć fitoplanktonu, zwłaszcza sinic, które uwalniają mangan w postaci wolnych kationów Mn(II) (około 60%) oraz związków niskocząsteczkowych ( około 30 - 35%), spadek stężenia rozpuszczonego tlenu, który jest zużywany na utlenianie „materii organicznej” rozkładających się organizmów wodnych. Należy zaznaczyć, że rozkład wyższej roślinności wodnej i późniejsze uwolnienie Mn(II) do wody następuje w ciągu 7-8 miesięcy. Najwyraźniej ta okoliczność może mieć również związek ze szczytem lutowo-marzecowym.

Wysokie stężenia rozpuszczonego manganu w okresie jesienno-zimowym wynikają z jego przedostawania się z wód mulistych. Okres ten jest bardzo zbliżony do zimy i wiosny. W warunkach redukujących zawartość rozpuszczonych form manganu w wodzie mułowej wynosi 1-3 mg/dm3.

Neurotoksyczność manganu nie jest w pełni wyjaśniona. Istnieją dowody na interakcję manganu z żelazem, cynkiem, aluminium i miedzią. Na podstawie szeregu badań za możliwy mechanizm uszkodzenia układu nerwowego uważa się zaburzenie metabolizmu żelaza. Może to spowodować uszkodzenia oksydacyjne.

Możliwe jest, że długotrwałe gromadzenie się manganu wpływa na zdolność rozrodczą. W badaniach na zwierzętach wykazano, że ciąże wymagające długotrwałego narażenia na duże dawki manganu częściej powodowały wady wrodzone u potomstwa.

Mangan może zakłócać pracę wątroby, ale eksperymenty pokazują, że próg toksyczności jest bardzo wysoki. Z drugiej strony ponad 95% manganu jest wydalane z żółcią, a wszelkie uszkodzenia wątroby mogą spowolnić detoksykację, zwiększając stężenie manganu w osoczu.

Okoliczności te przemawiają za zaostrzeniem norm zawartości soli tego metalu ciężkiego w ściekach.

Chciałbym od razu wyjaśnić, czym jest „zwiększona zawartość”. Woda ze studni lub studni, a także z innych źródeł jest wykorzystywana do różnych celów: potrzeb technicznych, picia itp. W większości przypadków wszyscy jesteśmy zainteresowani pytaniem, czy woda jest bezpieczna do picia. Aby móc łatwo odpowiedzieć na to pytanie, mając przed oczami protokół analizy chemicznej, musimy znać maksymalne dopuszczalne stężenia (MAC) danego składnika. Wartości te dla wody pitnej reguluje SanPiN 2.1.4.1074-01. Oznacza to, że porównując wyniki analizy z maksymalnymi dopuszczalnymi stężeniami podanymi w tym SanPiN 2.1.4.1074-01, możemy zrozumieć, czy woda jest zdatna do picia, czy nie. Abyście nie szukali tych danych i nie siedzieli i skrupulatnie porównywali, w naszym protokole analizy mamy już kolumnę zawierającą wskaźniki MPC z SanPin i jest tam wniosek, czy woda jest zgodna z SanPin, czy nie.

Jakie to niebezpieczne...

Żelazo

Maksymalne dopuszczalne stężenie żelaza (Fe) w wodzie pitnej wynosi 0,3 mg/l.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: Zwiększona zawartość żelaza w wodzie jest jedną z głównych przyczyn biozanieczyszczenia rur wodociągowych. Według ostatnich badań źródłem śluzu tworzącego się na elementach łączących i złączach rurociągu są bakterie żelazne. Z biegiem czasu osady biologiczne mogą prowadzić do uszkodzeń i korozji armatury wodno-kanalizacyjnej.

Wpływ na organizm: Żelazo często powoduje rozwój zapalenia skóry, reakcji alergicznych, chorób wątroby i nerek. Uważa się, że przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego stężenia żelaza w wodzie zwiększa ryzyko zawałów serca i uszkodzeń tkanek podczas udarów. Niewiele osób wie, że w obecności tlenu żelazo wykazuje właściwości rakotwórcze. Faktem jest, że to wolne rodniki wodorotlenkowe powodują mutację DNA i późniejszy rozwój komórek nowotworowych. Gdy tylko rozpocznie się mechanizm powstawania nowotworu złośliwego, uszkodzone komórki zaczynają szukać żelaza, aby je uzupełnić.

Jak zmniejszyć zawartość żelaza: Najprostszy i najbardziej opłacalny sposób na usunięcie żelaza z wody: Znajdź zbiornik magazynujący o odpowiedniej wielkości, wykonany z tworzywa sztucznego przeznaczonego do kontaktu z żywnością, stali nierdzewnej itp. Zainstaluj go w odpowiednim miejscu, np. na dach. Zorganizuj dopływ wody ze studni przez dyfuzor prysznicowy (poprawia to napowietrzenie wody). Należy zadbać o to, aby osiadła woda nie była pobierana z samego dna zbiornika, ale nieco wyżej, tak aby osad nie dostał się do źródła wody. Optymalnie jest, jeśli wielkość zbiornika magazynowego przekracza dzienne zużycie wody. Dzięki temu wieczorem można zebrać wodę i swobodnie z niej korzystać w ciągu dnia. Drugą metodą, ale nie tak budżetową, jest zastosowanie systemów czyszczących.

Mangan

Maksymalne dopuszczalne stężenie manganu (Mn) w wodzie pitnej wynosi 0,1 mg/l.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: W wyniku zwiększonej zawartości manganu w wodzie, na wewnętrznych powierzchniach rur wodociągowych i urządzeń podgrzewających wodę zaczynają osadzać się osady tego metalu, co z kolei może powodować zatykanie i pogorszenie procesów wymiany ciepła. Ponadto taka woda pozostawia niezatarte ślady na armaturze wodno-kanalizacyjnej.

Wpływ na organizm: Ostatnie badania wykazały, że picie wody nadmiernie wzbogaconej w mangan prowadzi do obniżenia zdolności intelektualnych u dzieci. Stałe spożywanie wody pitnej, w której stężenie manganu przekracza 0,1 mg/l, może powodować wystąpienie poważnych chorób układu kostnego. Mangan gromadzi się w organizmie człowieka i jest prawie niemożliwy do usunięcia. Mangan przenika do kanalików komórek nerwowych i w ten sposób zapobiega przechodzeniu impulsów nerwowych. Również zwiększona zawartość manganu w wodzie pitnej grozi chorobami wątroby, gdzie metal ten jest głównie skoncentrowany. Ponadto mangan spożywany razem z wodą ma zdolność przenikania do jelita cienkiego, kości, nerek, gruczołów wydzielania wewnętrznego, a nawet wpływania na mózg.

Jak zmniejszyć zawartość manganu: specjalne systemy uzdatniania wody.

Sztywność

Maksymalne dopuszczalne stężenie twardości w wodzie pitnej wynosi 7 mmol.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: Kiedy twarda woda wchodzi w interakcję z detergentami (proszkami do prania, mydłami, szamponami), pojawia się „żużel mydlany”, który wygląda jak piana. Po wyschnięciu pianka ta pozostaje w postaci powłoki na skórze, włosach, pościeli i armaturze. Negatywny wpływ takich odpadów na organizm człowieka objawia się tym, że zaczynają one niszczyć naturalny film tłuszczowy pokrywający skórę i zatykać pory. Wpływ na organizm: Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) nie ustaliła żadnej wartości twardości na podstawie wpływu na organizm ludzki. Chociaż badania wykazały odwrotną zależność pomiędzy twardością wody a chorobami układu krążenia, dane te są niewystarczające, aby wyciągnąć ostateczne wnioski. Nie udowodniono również, że zbyt miękka woda może mieć negatywny wpływ na równowagę minerałów w organizmie. Jednak duża twardość pogarsza jakość wody, nadaje jej gorzki smak, negatywnie wpływa na narządy trawienne, zaburza równowagę wodno-solną w organizmie i może powodować różne reakcje alergiczne.

Jak zmniejszyć twardość: Zagotuj wodę, aby usunąć tymczasową twardość. Skorzystaj z metody zamrażania lodem. Często stosuje się go, gdy woda jest stale twarda. Stopniowo zamrażaj wodę. Gdy okaże się, że pozostało około 10% pierwotnej objętości, spuść niezamrożoną wodę i rozpuść lód. Faktem jest, że wszystkie sole nadające twardość pozostają w niezamarzniętej wodzie. Zainstaluj filtry do oczyszczania wody.

Azotany, azotyny

Maksymalne dopuszczalne stężenie azotanów (NO3) i azotynów (NO2) wynosi odpowiednio 45 mg/l i 3,0 mg/l.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: -

Wpływ na organizm: To nie azotany są groźne, lecz azotyny i produkty rozkładu azotanów – wolne rodniki, które mają działanie rakotwórcze i mutagenne. Azotany przekształcają się w azotyny podczas trawienia, a nawet w jamie ustnej. Azotyny dostające się do krwi „zabijają” hemoglobinę. Hemoglobina jest nośnikiem tlenu. „Uszkodzona” hemoglobina (methemoglobina) nie jest w stanie przenosić tlenu, co prowadzi do głodu tlenu w komórkach, zaburzenia funkcji wątroby i ogólnego zatrucia organizmu. W wodzie ze studni położonych w pobliżu gruntów rolnych stwierdza się zawartość azotanów przekraczającą 100 mg/l. Taka woda bez oczyszczenia może stać się jednym z czynników mających bezpośredni wpływ na długość życia. Dawka śmiertelna azotanów dla człowieka wynosi 8-15 g.

Jak zmniejszyć zawartość azotynów i azotanów: specjalne systemy uzdatniania wody. Bardzo ważne jest, aby nie stać się źródłem azotanów w wodzie, w tym celu należy trzymać szamba i szamba jak najdalej od studni (studni).

Siarczany

Maksymalne dopuszczalne stężenie siarczanów w wodzie pitnej wynosi 500 mg/l

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: Siarczany mogą tworzyć kamień. W przypadku stosowania rur ołowianych stężenie siarczanów powyżej 200 mg/l może prowadzić do wymywania ołowiu do wody.

Wpływ na organizm: Wysoka zawartość siarczanów pogarsza właściwości organoleptyczne wody i działa fizjologicznie na organizm człowieka - mają działanie przeczyszczające.

Jak zmniejszyć zawartość: Aby pozbyć się nadmiaru siarczanów w wodzie, należy zainstalować system odwróconej osmozy.

Chlorki

Maksymalne dopuszczalne stężenie chloru w wodzie pitnej wynosi 350 mg/l.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: -

Wpływ na organizm: wpływa na gospodarkę wodno-solną; wzrasta poziom chlorków we krwi, co prowadzi do zmniejszenia diurezy i redystrybucji chlorków w narządach i tkankach, powodują zahamowanie wydzielania żołądkowego, w wyniku czego zaburzony jest proces trawienia pokarmu, istnieją dowody na to, że chlorki mają działanie działanie nadciśnieniowe u osób cierpiących na chorobę nadciśnieniową, picie wody o dużej zawartości chlorków może powodować zaostrzenie choroby;

Jak zmniejszyć zawartość: Wodę odstawiaj do otwartych pojemników

Sucha pozostałość lub mineralizacja

Maksymalne dopuszczalne stężenie suchej pozostałości w wodzie pitnej wynosi 1000 mg/l.

Wpływ na instalację wodno-kanalizacyjną: -

Działanie na organizm: a) sprzyja przegrzaniu podczas upałów, b) prowadzi do upośledzenia gaszenia pragnienia, c) zmienia gospodarkę wodno-solną poprzez zwiększenie hydrofilowości tkanek, d) wzmaga funkcje motoryczne i wydzielnicze żołądka i jelit.

Jak zmniejszyć zawartość: specjalne systemy uzdatniania wody.

W dzisiejszych czasach instalacja wodociągu w prywatnym domu nie jest szczególnie trudna - jeśli tylko jest czas i możliwości finansowe. Wiele osób wykorzystuje studnie jako źródło wody. Dobrze, jeśli masz szczęście i woda w studni spełnia standardy sanitarne i inne. A co jeśli nie, a zawiera szkodliwe chemikalia? Ten sam mangan nie jest tak rzadki w wodzie. A jeśli jego stężenie jest zbyt duże, wodę należy oczyścić. Dzisiaj porozmawiamy o tym, jak najlepiej to zrobić.

Z tego artykułu dowiesz się:

Jak zwiększona zawartość manganu w wodzie wpływa na organizm ludzki?

Dlaczego mangan jest niebezpieczny w wodzie i jakie są normy dotyczące jego zawartości?

Jak oznaczyć mangan w wodzie?

Jakie metody stosuje się do oczyszczania wody z manganu?

Jakie filtry stosuje się do oczyszczania wody z manganu

Jaki wpływ na organizm ludzki ma mangan zawarty w wodzie?

Ludzie już dawno nauczyli się wykorzystywać mangan do własnych celów. Inny przyrodnik starożytnego Rzymu, Pliniusz Starszy, pisał o rodzaju magnetycznej rudy żelaza, którą można wykorzystać do rozjaśnienia szkła. Być może Pliniusz poszedłby dalej w swoich badaniach, gdyby nie śmierć podczas erupcji Wezuwiusza. W XVI wieku słynny alchemik Albertus Magnus nazwał ten minerał magnezją. I dopiero pod koniec XVIII wieku szwedzki naukowiec Karl Schelle ustalił, że magnezja nie ma nic wspólnego z magnetyczną rudą żelaza, ale jest związkiem nieznanego dotąd metalu. Pierwszym, który pozyskał metaliczny mangan w 1774 roku, był przyjaciel Schelle’a, chemik Johan Gottlieb Gann.

Mangan jest bardzo powszechnym pierwiastkiem, zajmującym czternaste miejsce na świecie pod względem liczebności. Jest dosłownie wszędzie: w ziemi, w wodzie, w roślinach i zwierzętach. Właściwości manganu są takie, że można go wykorzystać w najróżniejszych dziedzinach życia – od przemysłu po medycynę. Nawet w życiu codziennym stosowanie manganu nie jest rzadkością.

Manganu w organizmie człowieka jest bardzo mało, jest to ilość mikroskopijna, jednak jego znaczenie jest trudne do przecenienia. Przykładowo bez manganu nie bylibyśmy w stanie przyswoić witaminy B1, która odpowiada za funkcjonowanie układu nerwowego i trawiennego organizmu. Nawet normalne funkcjonowanie serca zależy od witaminy B1, a co za tym idzie od manganu. Jeśli ilość jest niewystarczająca, zwiększa się ryzyko zachorowania na cukrzycę. Mikroelement ten pomaga także w prawidłowym rozwoju układu kostnego.

Nie możemy obejść się bez pewnej dawki manganu w organizmie. Kwota ta od dawna jest obliczana przez naukowców zajmujących się medycyną:

Dzienna norma dla osoby dorosłej wynosi do 5 mg;

Dla dziecka do 15. roku życia – 2 mg;

Dla dziecka do roku – 1 mg.

Jednak jak mawiał Hipokrates: „Wszystko jest lekarstwem i wszystko jest trucizną – wszystko jest kwestią dawki”. To samo dotyczy manganu. Duża ilość tego pierwiastka śladowego w organizmie nie przyniesie nic dobrego człowiekowi. Jeśli zawartość manganu zostanie przekroczona ośmiokrotnie, funkcje mózgu ulegają pogorszeniu. Najbardziej niebezpieczne jest systematyczne zatruwanie manganem.

Jak mangan pojawia się w wodach naturalnych

Obecnie nie ma wielu bezpiecznych źródeł wody pitnej. Z reguły każdą naturalną wodę należy oczyszczać, co robią stacje uzdatniania wody. Na niektórych obszarach naszego kraju gleba jest szczególnie bogata w sole manganu, a podczas korzystania z wody ze źródeł podziemnych na tych obszarach pojawia się odpowiedni problem. Aby zachować zdrowie ludzkie, należy usunąć nadmiar manganu z wody.

Mangan rzadko występuje w czystej postaci, ale jest zawarty w dużej liczbie minerałów. Niektóre rudy kwaśne i żelaziste zawierają również mangan. Wydawałoby się, co to ma wspólnego ze źródłami wody, jak dostaje się do nich mangan? Istnieją dwa główne sposoby:

Naturalny. Mangan jest wypłukiwany z zawierających go minerałów przez wodę. Do wody może przedostać się w bardzo znacznych ilościach także z rozłożonych zwierząt wodnych i organizmów roślinnych (zwłaszcza niebieskozielonych).

Technogeniczny. Są to odpady z zakładów chemicznych i hutniczych wrzucane do zbiorników wodnych. Niektóre nawozy rolnicze zawierają także mangan, który następnie trafia do wody.

Ile manganu jest w wodzie? Wiele zależy od obszaru i rodzaju wody. Najmniejsza jego ilość występuje w wodach morskich – około dwóch mikrogramów na decymetr sześcienny. W rzekach - od 1 do 160 mcg. Ale absolutnym rekordzistą są tutaj wody podziemne. Mogą zawierać setki, a nawet tysiące mikrogramów na decymetr sześcienny. Dość często mangan występuje w wodzie wraz z żelazem, chociaż jego stężenie jest niższe.

Ilość manganu w wodzie nie jest stała, zmienia się w zależności od pory roku. Zimą i latem zawartość metali ciężkich w zbiornikach wodnych jest wyższa ze względu na stagnację wody. Ale wiosną i jesienią sytuacja jest dokładnie odwrotna. Istnieją inne czynniki, które wpływają na poziom manganu w wodzie pitnej. Na przykład:

Temperatura;

Ilość tlenu;

pH (liczba wodorowa);

Jak aktywnie organizmy wodne absorbują lub odwrotnie, uwalniają mangan;

Czy zbiorniki są połączone z lokalnymi jeziorami lub rzekami?

Objętość manganu uwalnianego do ścieków itp.

Według standardów Światowej Organizacji Zdrowia ilość manganu w wodzie nie powinna przekraczać 0,05 miligrama na litr. Niestety, nie wszędzie je obserwuje się. Na przykład w USA zawartość manganu w niektórych miejscach jest dziesięciokrotnie wyższa niż dopuszczalny poziom. W Rosji ustalona norma dla wody pitnej wynosi nie więcej niż 0,1 miligrama na litr. Jednak ta sama liczba dotyczy również wody użytkowej.

Jakie są zagrożenia związane z nadmiarem manganu w wodzie?

Kiedy w wodzie jest zbyt dużo manganu, ma to zły wpływ nie tylko na zdrowie człowieka. Cierpią również urządzenia gospodarstwa domowego, a nawet instalacja wodno-kanalizacyjna, które są znacznie bardziej odporne na wpływy chemiczne.

Wpływ manganu na instalację wodno-kanalizacyjną i sprzęt AGD:

Z powodu osadów manganu przepuszczalność rur wodociągowych ulega pogorszeniu, a ich żywotność ulega skróceniu.

To samo dotyczy systemu grzewczego: osady manganu w rurach zmniejszają wymianę ciepła.

Rury mogą zostać całkowicie zatkane - „dzięki” bakteriom manganowym. Wszystko dzieje się w ten sam sposób, co w przypadku działania bakterii żelaza.

Duża ilość manganu w wodzie ma niekorzystny wpływ na urządzenia elektryczne. Kamień w czajniku lub pralce często tworzy się właśnie z powodu tej substancji.

Jeśli na armaturze lub sprzęcie AGD pojawią się czarne plamy, może to oznaczać, że zawartość manganu w wodzie jest zbyt wysoka.

Zdrowie ludzkie jest znacznie bardziej kruche niż urządzenia gospodarstwa domowego. Dlatego należy uważnie monitorować zużycie wody. Jeśli nagle woda zmieni kolor na lekko żółtawy i będzie nieprzyjemnie smakować nie tylko sama w sobie, ale nawet w herbacie czy kawie, jest to pewny znak, że stężenie manganu jest w niej niedopuszczalnie wysokie.

Co dokładnie jest niebezpiecznego w nadmiarze manganu w organizmie człowieka? Przede wszystkim negatywny wpływ na układ nerwowy. Jest to szczególnie niebezpieczne dla dzieci. Według badań wysokie stężenie manganu w organizmie dziecka może wpływać na jego zdolności intelektualne.

Jeżeli stężenie metalu w organizmie jest zbyt duże, może dojść do ogólnego zatrucia. Główne objawy wygląda to następująco:

Apetyt danej osoby maleje;

Ból głowy i zawroty głowy;

Występują skurcze i ból pleców;

Występują zmiany nastroju;

Pacjent ma ogólną utratę sił i apatię.

Jeśli stale pijesz wodę o wysokim stężeniu manganu, to:

Stan szkieletu może się pogorszyć;

Może wystąpić zmniejszenie napięcia mięśniowego, a nawet zanik mięśni;

Możliwe są alergie;

Może to dotyczyć nerek, wątroby, jelita cienkiego, a nawet mózgu;

Istnieje wysokie ryzyko zachorowania na raka i chorobę Parkinsona.

Dlaczego wysoka zawartość manganu w wodzie jest niebezpieczna dla układu nerwowego człowieka?

Mangan jest metalem ciężkim, który ma tendencję do stopniowego gromadzenia się w organizmie. Przy ciągłym spożywaniu wody o nadmiernym stężeniu manganu prędzej czy później ucierpi ludzki układ nerwowy. Tutaj możesz podkreślić trzy etapy choroby:

W pierwszym etapie zaburzenia układu nerwowego mają charakter funkcjonalny. Osoba męczy się szybciej, okresowo lub nawet ciągle chce spać. Ramiona i nogi osłabiają się i pojawiają się objawy dystonii wegetatywnej. Występuje zwiększone pocenie się i wydzielanie śliny. Wręcz przeciwnie, mięśnie twarzy mogą zostać osłabione, co nieuchronnie wpłynie na mimikę twarzy. Zmniejsza się również napięcie mięśniowe i pojawia się drętwienie rąk i nóg.

Zmienia się także aktywność umysłowa takiego pacjenta, chociaż nie zawsze jest to zauważalne dla zewnętrznego obserwatora. Wyraża się to w następujących punktach:

Obszar zainteresowań takiego pacjenta staje się bardziej ograniczony;

Aktywność również maleje;

Zdolność do myślenia skojarzeniowego jest przytępiona;

Pamięć słabnie.

Znaczące jest to, że pacjent nie jest w stanie właściwie ocenić swojego stanu. Dlatego ogniskowe neurologiczne objawy zatrucia u niego są dość trudne do zdiagnozowania nawet dla specjalisty. W takim przypadku, jeśli przyczyna choroby nie zostanie zidentyfikowana na czas (mianowicie wysokie stężenie manganu w organizmie), choroba może zostać wywołana. Wtedy szkody mogą stać się nieodwracalne.

W drugim etapie choroby nasilają się objawy toksycznej encefalopatii. Mianowicie:

Osoba staje się coraz bardziej apatyczna;

Staje się coraz bardziej senny;

Ogólne osłabienie postępuje, wydajność spada;

Pogłębia się defekt mnestyczno-intelektualny;

Pojawiają się oznaki niewydolności pozapiramidowej: spowolnienie ruchów, osłabienie wyrazu twarzy, mimowolne skurcze mięśni itp.

Ponadto aktywność gruczołów dokrewnych zostaje zakłócona, a oznaki drętwienia kończyn stają się bardziej oczywiste. Drugi etap choroby jest bardzo niebezpieczny. Faktem jest, że nawet jeśli zostanie znaleziona przyczyna choroby i nie ma już kontaktu z manganem, proces na tym się nie kończy. Co więcej, będzie się rozwijać dopiero w ciągu najbliższych kilku lat. Ostatecznie możliwe będzie zatrzymanie choroby, ale najprawdopodobniej nie będzie możliwe osiągnięcie ostatecznego wyzdrowienia.

Ostatni etap zatrucia, parkinsonizm manganowy, charakteryzuje się poważnymi dysfunkcjami motorycznymi. Pacjent ma:

Wymowa jest upośledzona;

Mowa staje się monotonna, pismo odręczne niewyraźne;

Twarz przypomina maskę;

Bardzo niska aktywność fizyczna;

Chód spastyczno-niedowładny (osoba podczas chodzenia zbyt szeroko rozkłada nogi, kołysze się z boku na bok);

Niedowład stopy występuje wtedy, gdy stopa może „wlec” się po ziemi podczas chodzenia.

Ponadto dochodzi do mimowolnych nadmiernych ruchów mięśni, głównie nóg. Czasami wręcz przeciwnie, napięcie mięśniowe znacznie się zmniejsza. Zmienia się także psychika pacjenta. Osoby narażone na zatrucie manganem odczuwają apatię lub odwrotnie, popadają w nadmierne samozadowolenie, a nawet euforię. Możliwy jest nieuzasadniony śmiech lub płacz. Często człowiek nie rozumie, że jest chory lub uważa, że ​​jego choroba nie jest poważna. Wada mnestyczno-intelektualna postępuje. Pacjent ma trudności z określeniem czasu, pogarsza się jego pamięć, pojawiają się problemy zarówno w czynnościach zawodowych, jak i społecznych.

Konsekwencje, jak widać, są bardzo poważne. Dlatego tak ważne jest, aby w porę ustalić przyczynę choroby. A jeśli jest to wysokie stężenie manganu w wodzie, należy podjąć natychmiastowe działania. Należy pamiętać: organizm ludzki otrzymuje mangan nie tylko poprzez spożywanie pokarmów gotowanych w „złej” wodzie. W takim przypadku nawet zwykłe mycie zębów lub mycie twarzy zanieczyszczoną wodą jest bardzo niebezpieczne.

Aby oczyścić wodę z manganu, użyj

Jak oznaczyć mangan w wodzie

To nie przypadek, że mangan nazywany jest wiecznym towarzyszem żelaza. Jeśli woda, której używasz, zawiera żelazo, obecny jest również mangan. Ale nie odwrotnie. Nawet jeśli w wodzie nie ma żelaza, może być obecny mangan. O konsekwencjach nadmiaru tego pierwiastka w organizmie człowieka wspominaliśmy już wcześniej. Dlatego wodę należy oczyścić z manganu.

Jak bez przeprowadzenia specjalnej analizy chemicznej można stwierdzić, że w wodzie występuje wysokie stężenie manganu? Jest kilka znaków, na które należy zwrócić uwagę:

Woda staje się mętna i ciemna, jeśli występują w niej związki manganu;

Zwróć uwagę na zapach. Jeśli wydaje ci się to niezwykłe, jest to już niepokojący znak;

Jeśli woda odstawi, na dno naczynia spadnie czarny osad;

Gdy w wodzie jest dużo manganu, to po dłuższym kontakcie z nim Twoje dłonie i paznokcie na pewno zrobią się czarne.

A to nie wszystkie objawy. Jeśli zagotujesz taką wodę, na naczyniach pozostanie czarny osad. Woda o dużej zawartości manganu ma nie tylko dziwny zapach, ale także nieprzyjemny cierpki smak. Ciemne plamy na armaturze, osady w rurach wodociągowych, a nawet ich całkowite zablokowanie to także „wina” tego elementu. Czy odczułeś, że w mieszkaniu zrobiło się chłodniej? Możliwe, że wewnątrz systemu grzewczego pojawiły się osady manganu, co komplikuje proces wymiany ciepła.

Obecność przynajmniej jednego z tych znaków jest już powodem do zastanowienia się dwa razy. W takim przypadku należy natychmiast ograniczyć spożycie wody ze względu na możliwą obecność w niej manganu. I koniecznie wykonaj analizę, kontaktując się ze stacją sanitarną lub prywatnym laboratorium. Wyniki otrzymasz w ciągu około 3-7 dni.

Jak oczyszcza się wodę z manganu?

Na początek specjaliści badają wodę pod kątem stężenia manganu, a dopiero potem wybierają najodpowiedniejszą metodę jej oczyszczania.

Mangan w skałach ziemnych występuje najczęściej w postaci soli, która jest dobrze rozpuszczalna w wodzie. Dlatego, aby oczyścić wodę z manganu, należy zadbać o to, aby pierwiastek ten przestał być rozpuszczalny. I tu z pomocą przychodzi chemia. Dwuwartościowy mangan przekształca się w trójwartościowy lub czterowartościowy mangan przez utlenianie. Wodorotlenki manganu o wartościowości 2 i 3 są prawie nierozpuszczalne w wodzie.

Istnieje kilka metod utleniania manganu:

Za pomocą silnych utleniaczy, które zwiększają potencjał redoks środowiska. Przy tej wartości pH wody nie jest regulowane.

Stosuje się słabe środki utleniające, jednocześnie zwiększając wartość pH wody.

Podnoszą wartość pH wody za pomocą silnych utleniaczy.

Dwuwartościowy mangan przekształca się w czterowartościowy wodorotlenek manganu i osadza się na filtrach. Ponadto sam zamienia się w katalizator, który przyspiesza proces utleniania dwuwartościowego manganu pozostającego w wodzie za pomocą rozpuszczonego tlenu.

Metody usuwania manganu z wody

Napowietrzanie manganu

Ta metoda jest bardzo przystępna cenowo i dlatego najczęstsza. Przeprowadza się poważne napowietrzanie manganu, a następnie filtrację. Najpierw pod próżnią oddziela się od wody wolny dwutlenek węgla, co powoduje podniesienie poziomu pH do 8,0–8,5 jednostek. Potem kolej na filtr. Stosuje się go jako ziarnisty wypełniacz, np. piasek kwarcowy.

Jednak ta metoda nie jest odpowiednia we wszystkich przypadkach. Nie stosuje się go, jeśli utlenienie wody nadmanganianem jest większe niż 9,5 mgO2/l. Aby zastosować tę metodę, wymagana jest obecność w wodzie żelaza dwuwartościowego, które po utlenieniu zamienia się w wodorotlenek żelaza. Ten z kolei absorbuje dwuwartościowy mangan i utlenia go. Kolejny warunek: przestrzeganie ścisłego stosunku manganu do żelaza żelaznego - siedem do jednego. Jednak ostatni punkt można sztucznie skorygować, dodając do wody siarczan żelaza.

Utlenianie katalityczne

Czterowartościowy wodorotlenek manganu (powstający na powierzchni filtra przez pompę dozującą) utlenia dwuwartościowy tlenek manganu. Powstały tlenek trójwartościowy utlenia się za pomocą rozpuszczonego tlenu do stanu nierozpuszczalnego w wodzie.

Odmanganianie nadmanganianem potasu

Można go stosować do oczyszczania wód podziemnych i zewnętrznych. Nadmanganian potasu utlenia mangan rozpuszczony w wodzie, zamieniając go w tlenek, który jest znacznie słabiej rozpuszczalny w wodzie. Tlenek manganu jest z kolei dobrym katalizatorem rozpuszczania manganu dwuwartościowego. Aby pozbyć się 1 mg tego ostatniego, potrzebujesz 1,92 mg nadmanganianu potasu. Przy tym stosunku 97 procent dwuwartościowego manganu zostanie utlenionych.

Następnie wodę należy przefiltrować za pomocą specjalnego koagulantu, a następnie zastosować dodatkowy wypełniacz piaskowy. Czasami stosuje się również sprzęt do ultrafiltracji.

Wprowadzenie odczynników utleniających

Do utleniania manganu w wodzie stosuje się różne odczynniki. Ale przede wszystkim jest to chlor, jego dwutlenek, podchloryn sodu i ozon. Bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę poziom pH wody. Jeśli do wody o pH co najmniej 8,0–8,5 dodamy chloru, na dobry efekt trzeba będzie poczekać około półtorej godziny. Podchloryn sodu działa również w tym samym czasie. Często uzdatniona woda wymaga alkalizowania. Odbywa się to w przypadkach, gdy tlen działa jako środek utleniający, a pH wody nie osiąga 7 jednostek.

Obliczenia pokazują, że do przekształcenia manganu dwuwartościowego w mangan czterowartościowy należy pobrać 1,3 mg substancji odczynnikowej na mg manganu. Ale to tylko teoria; w praktyce zwykle potrzeba znacznie więcej środka utleniającego.

Dwutlenek chloru lub ozon działają znacznie szybciej podczas uzdatniania wody – tylko około kwadransa. To prawda, tylko jeśli pH wody wynosi 6,5–7,0 jednostek. Według obliczeń stechiometrycznych 1 mg dwuwartościowego manganu powoduje zużycie 1,35 mg dwutlenku chloru lub 1,45 mg ozonu. Ale znowu potrzeba będzie więcej ozonu niż w obliczeniach teoretycznych. Dzieje się tak, ponieważ podczas procesu ozonowania tlenki manganu rozkładają ozon.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieje kilka powodów, dla których wymagana jest większa liczba odczynników niż wskazano w obliczeniach. Na proces utleniania manganu w wodzie wpływa wiele czynników. Jest to na przykład poziom pH wody, obecność w niej materii organicznej i czas działania zastosowanych odczynników. Wiele zależy od sprzętu użytego w procesie. Praktyka pokazuje, że nadmanganianu potasu zwykle potrzeba 1–6 razy więcej, ozonu 1,5–5 razy, a tlenku chloru nawet 1,5–10 razy więcej.

Wymiana jonów

Wymiana jonowa polega na kationizacji wody wodorem lub sodem. Aby skutecznie usunąć sole manganu rozpuszczone w wodzie, należy ją poddać obróbce w dwóch warstwach materiału jonowymiennego. W tym celu wykorzystuje się dwie żywice: kationowymienną z jonami wodorowymi H+ i anionowymienną z jonami hydroksylowymi OH-. Używa się ich jednocześnie i sekwencyjnie. Ta mieszanina żywic zastępuje rozpuszczalne w wodzie sole wodorotlenkiem OH- i jonami wodorowymi H+. Kiedy te jony się łączą, otrzymuje się najczęstsze cząsteczki wody bez obecności w nich soli.

W tej chwili ta metoda usuwania zanieczyszczeń manganem i żelazem z wody jest najbardziej obiecująca. Najważniejsze jest, aby wybrać odpowiednią kombinację żywic jonowymiennych.

Destylacja

Metoda ta polega na przekształceniu wody w parę wodną i jej późniejszym zatężeniu. Wszyscy wiedzą od dawna, że ​​temperatura wrzenia wody wynosi 100°C. Nie oznacza to jednak, że tak samo będzie z innymi substancjami. Ta metoda oczyszczania wody z manganu opiera się na różnicy temperatur wrzenia. Czysta woda najpierw wrze i zamienia się w parę. Pozostałe pierwiastki odparowują dopiero po odparowaniu większości wody. Otrzymujemy w ten sposób czystą wodę, pozbawioną zanieczyszczeń. Technologia jest prosta i zrozumiała dla każdego, ale bardzo energochłonna.

Filtry do oczyszczania wody z manganu

W tym przypadku wybór filtrów nie jest już taki prosty. Tutaj należy działać zgodnie z systemem. Najpierw określ skład wody, którą należy oczyścić z manganu. Po drugie, określ minimalne wymagania dotyczące jakości wody po filtracji. Po trzecie, wybierając system czyszczenia, należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

Do poziomu pH wody;

Ilość tlenu lub dwutlenku węgla w wodzie;

Czy w wodzie jest amoniak lub siarkowodór?

Ważna jest również charakterystyka systemu zaopatrzenia w wodę: jego wydajność i ciśnienie wody.

Następnie możesz zacząć wybierać materiał filtracyjny do oczyszczania wody z manganu. Jest ich kilka, które cieszą się największą popularnością.

SUPERFEROKS

Materiał filtracyjny SUPERFEROX przeznaczony jest do usuwania rozpuszczonych w wodzie jonów żelaza i manganu oraz zmniejszania zmętnienia i barwy wody. Podstawą złoża filtracyjnego jest trwały, naturalny materiał „różowy piasek” z naniesioną na jego powierzchnię warstwą katalityczną złożoną z wyższych tlenków manganu. Działanie SUPERFEROXU opiera się na 2 zasadach: sorpcji (ze względu na porowatą strukturę materiału) i utlenianiu katalitycznym. Podczas filtrowania wody tlenki manganu obecne w warstwie katalitycznej przyspieszają proces utleniania żelaza dwuwartościowego do żelaza trójwartościowego z utworzeniem odpowiedniego wodorotlenku. Ze względu na porowatość struktury materiału, zarówno na powierzchni ziaren SUPERFEROXU, jak i wewnątrz jego porów, dochodzi do powstawania wodorotlenku żelaza, co powoduje zwiększenie chłonności zanieczyszczeń i przyspieszenie procesu usuwania żelaza z wody. Powstały wodorotlenek żelaza ma zdolność katalitycznego utleniania dwuwartościowego manganu do praktycznie nierozpuszczalnych wodorotlenków Mn(OH)3 i Mn(OH)4. Kiedy zasób filtracyjny się wyczerpie, aby przywrócić właściwości materiału filtracyjnego, należy zregenerować instalację przepływem wstecznym wody pierwotnej lub oczyszczonej (skuteczniej mieszaniną wodno-powietrzną).

Ferosoft B

Wieloskładnikowy ładunek jonowymienny FeroSoft został stworzony z myślą o kompleksowym rozwiązaniu problemów występujących w systemach uzdatniania wody. Wsad ten składa się z kilku żywic jonowymiennych o różnym składzie granulometrycznym, które pozwalają skutecznie usunąć z wody źródłowej sole powodujące twardość (Ca2+ i Mg2+), zanieczyszczenia żelazem (Fe3+ i Fe2+), mangan (Mn2+) i związki organiczne. Obciążenie jest przeznaczone do rozwiązywania najbardziej typowych problemów z wodą pitną i najlepiej nadaje się do stosowania w systemach uzdatniania wody w domach wiejskich i domkach letniskowych.

Gdzie kupić filtry do oczyszczania wody z manganu

Osobie nieprzeszkolonej trudno jest samodzielnie wybrać odpowiedni filtr do oczyszczania wody. Na szczęście są od tego specjaliści.

Biokit zatrudnia specjalistów, którzy pomogą Ci wybrać najlepszą opcję. Co więcej, nie ma zasadniczej różnicy, czy jest to już istniejący system uzdatniania wody, czy też znajduje się on jeszcze na etapie projektowania. Na podstawie dostarczonych danych zostanie podjęta optymalna decyzja.

Biokit oferuje również szeroki wybór systemów odwróconej osmozy, filtrów do wody i innego sprzętu, który pozwala przywrócić wodzie kranowej jej naturalne właściwości.

Specjaliści naszej firmy są gotowi Ci pomóc:

Podłącz samodzielnie system filtracji;

Zrozumieć proces doboru filtrów do wody;

Wybierz materiały zamienne;

Rozwiązywanie problemów lub rozwiązywanie problemów przy zaangażowaniu wyspecjalizowanych instalatorów;

Odpowiedzi na swoje pytania znajdziesz przez telefon.

Zaufaj systemom uzdatniania wody firmy Biokit – niech Twoja rodzina będzie zdrowa!

Mangan we krwi

Oznaczanie stężenia manganu we krwi, wykorzystywane do diagnostyki ostrego i przewlekłego zatrucia manganem, a także oceny bilansu tego pierwiastka śladowego w organizmie.

Synonimy rosyjski

Mangan w surowicy krwi.

Synonimy angielskie

Mn, mangan, surowica.

Metoda badań

Atomowa spektrometria adsorpcyjna (AAS).

Jednostki

μg/l (mikrogramów na litr).

Jaki biomateriał można wykorzystać do badań?

Krew żylna.

Jak prawidłowo przygotować się do badań?

1. Na 2-3 godziny przed badaniem nie jeść, można pić czystą wodę niegazowaną.
2. Nie pal 30 minut przed badaniem.

Ogólne informacje o badaniu

Mangan jest pierwiastkiem występującym w naturze w postaci wolnej, a także wchodzi w skład niektórych związków organicznych i nieorganicznych występujących w organizmie człowieka. Jest niezbędna do tworzenia tkanki kostnej, syntezy białek, cząsteczek ATP i regulacji metabolizmu komórkowego. Ponadto mangan pełni funkcję kofaktora dla jednej z odmian dysmutazy ponadtlenkowej (manganu), która neutralizuje wolne rodniki, oraz enzymów glukoneogenezy.

Ten mikroelement dostaje się do organizmu wraz z pożywieniem. Występuje w dużych ilościach w orzechach laskowych i włoskich, orzeszkach ziemnych, szpinaku, burakach, czosnku, morelach i niektórych innych produktach spożywczych. Dzienne zapotrzebowanie osoby dorosłej na mangan wynosi 1,8-2,6 mg. Zwykle tylko 1-3% manganu dostarczonego z pożywieniem jest wchłaniane w jelitach, większość natomiast jest wydalana z kałem. Podobnie jak w przypadku innych mikroelementów, stężenie manganu utrzymuje się na bardzo niskim poziomie, ale wystarczającym do zapewnienia funkcji fizjologicznych. Zaburzenia jego równowagi mogą mieć charakter ostry lub przewlekły i diagnozuje się je na podstawie badania zawartości manganu we krwi.

Zatrucie pokarmowe solami manganu jest niezwykle rzadkie, ponieważ zwykle tylko niewielka jego część jest wchłaniana w jelitach. Zdecydowana większość przypadków zatruć to przypadki przewlekłego zatrucia związanego z wdychaniem pyłu manganu. Najbardziej zagrożeni są pracownicy zajmujący się wydobyciem rud i produkcją stali. Rozległa powierzchnia płuc zapewnia szybkie wchłanianie manganu do krwi, skąd przedostaje się on do różnych narządów. Odkładaniu się manganu w tkance mózgowej towarzyszy rozwój charakterystycznego zespołu klinicznego zwanego parkinsonizmem manganowym. Do objawów należą zaburzenia chodu, maska ​​na twarzy, dystonia i ślinienie się. W przeciwieństwie do idiopatycznego parkinsonizmu, w tej postaci nie występuje drżenie spoczynkowe, ale można zaobserwować drżenie posturalne i zamiarowe. Diagnostyka różnicowa parkinsonizmu idiopatycznego i manganowego jest obowiązkowa, ponieważ choroby te mają różne rokowanie i są odmiennie leczone. Osobliwością parkinsonizmu manganowego jest brak odpowiedzi na leczenie lekami dopaminowymi i nieodwracalność zmian. Analiza manganu we krwi pozwala rozróżnić te dwa schorzenia.

Ocena poziomu manganu we krwi może być również konieczna podczas badania młodego pacjenta z objawami atypowego parkinsonizmu. Niektóre osoby używające i samodzielnie produkujące leki iniekcyjne stosują nadmanganian potasu jako środek utleniający, który przedostaje się do krwi wraz z substancją odurzającą. W rezultacie stężenie manganu u takich pacjentów może wynosić 2000-3000 mg/l (dla porównania norma wynosi 10-12 mg/l). Stały wzrost poziomu manganu uszkadza neurony w istocie czarnej śródmózgowia, prowadząc do charakterystycznych objawów. Obraz kliniczny parkinsonizmu manganowego można zaobserwować także u pacjentów z chorobami wątroby – jest to główny narząd zapewniający usuwanie manganu z organizmu. W przypadku marskości wątroby wydalanie tego pierwiastka jest trudne, w wyniku czego gromadzi się on we krwi i tkance mózgowej.

Uważa się, że ze względu na pewne cechy fizjologiczne dzieci są bardziej narażone na zatrucie manganem zarówno drogą dojelitową, jak i wziewną. Na przykład woda pitna o wysokim stężeniu soli manganu ma większe znaczenie w rozwoju choroby u dzieci niż u dorosłych. Ponadto objawy kliniczne przewlekłego zatrucia manganem u dzieci również różnią się od objawów u dorosłych. Mangan ma negatywny wpływ na przekazywanie impulsów nerwowych w szlakach dopaminergicznych, które zapewniają uwagę, koordynację i aktywność poznawczą. Dlatego wskazane jest oznaczenie jego poziomu we krwi podczas badania dziecka z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej i trudnościami w uczeniu się.

Wdychanie oparów manganu może również prowadzić do rozwoju tzw. gorączki metalicznej. Stan ten rozwija się 3-12 godzin po wdychaniu par tlenku manganu i częściej występuje u spawaczy. Obraz kliniczny choroby przypomina grypę: gorączka, kaszel, ból gardła, uczucie zatkanego nosa, duszność, osłabienie, bóle mięśni. Osobliwością „gorączki metalicznej” jest to, że wszystkie objawy znikają po zaprzestaniu kontaktu z oparami metali (na przykład w weekendy). Podczas badania krwi takich pacjentów czasami można wykryć wzrost stężenia manganu. Należy zaznaczyć, że objawy „gorączki metalicznej” nie są specyficzne dla ostrego zatrucia manganem i występują także podczas wdychania oparów tlenku cynku, miedzi, żelaza, ołowiu i innych metali. Zatem analiza manganu, a także innych metali we krwi, może znaleźć zastosowanie w diagnostyce chorób zawodowych.

Niedoborowi manganu towarzyszą niektóre rzadkie wrodzone choroby metaboliczne. Częściej jego niedobór występuje u pacjentów, którzy od dłuższego czasu stosują żywienie pozajelitowe. Objawy niedoboru manganu: zaburzenia wzrostu i mineralizacji kości, metabolizm węglowodanów i tłuszczów. Pomiar stężenia manganu we krwi takich pacjentów jest niezbędny do oceny równowagi tego pierwiastka śladowego w organizmie.

Do czego służą badania?

• Aby zdiagnozować „gorączkę metalu” u spawacza.
• Do diagnostyki parkinsonizmu manganowego u pracowników górniczych, młodych ludzi przyjmujących narkotyki drogą iniekcji oraz u pacjentów z marskością wątroby.
• Do diagnostyki przewlekłego zatrucia manganem u dzieci z zaburzeniami koncentracji uwagi, dzieci nadpobudliwych i dzieci z trudnościami w uczeniu się.
• Ocena bilansu manganu w organizmie pacjenta stosującego całkowite żywienie pozajelitowe.

Kiedy zaplanowano badanie?

• Dla objawów:
  • parkinsonizm, szczególnie u pracowników górnictwa, młodych ludzi przyjmujących narkotyki drogą iniekcji oraz u pacjentów z marskością wątroby (zaburzenia chodu i równowagi, twarz przypominająca maskę, dystonia, drżenie posturalne i zamiarowe);
  • objawy grypopodobne u spawaczy (gorączka, kaszel, ból gardła, uczucie zatkanego nosa, duszność, osłabienie, bóle mięśni);
  • zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi u dzieci (niezdolność do koncentracji, łatwe rozpraszanie się przez bodźce zewnętrzne - zabawki, przybory do pisania, niemożność wykonywania ćwiczeń, czekania na swoją kolej w zabawach, wtrącania się do rozmowy, krzyczenia z siedzenia).
• Podczas monitorowania pacjenta stosującego całkowite żywienie pozajelitowe.

Co oznaczają wyniki?

Wartości referencyjne: 0 - 2 µg/l.

Przyczyny zwiększonego poziomu manganu we krwi:

• ostre lub przewlekłe zatrucie manganem;
• marskość wątroby.