Изучение возможности интоксикации ионами алюминия организма человека через питьевую воду

С тех пор как человек существует на Земле, он непрерывно взаимодействует с окружающей его природой. К сожалению, человек никогда не находился в полной гармонии с природой и не довольствовался только лишь приспособлением к ней. Человек своей хозяйственной деятельностью постепенно изменял среду своего обитания, теперь эта среда изменяет человека: болезни, вызванные качественным изменением окружающей среды, рождение детей с многочисленными отклонениями - это последствия бездумного воздействия людей на воздух, воду, почву, а, значит, и на растения и животных. Очевидно, что теперь перед человечеством стоит задача улучшить окружающую среду, свести к минимуму негативное влияние человека на природу. Эти проблемы помогает решить социальная экология - научная дисциплина, рассматривающая соотношение общества с географической, социальной и культурной средами, т. е. со средой, окружающей человека.

В своей работе мы хотели бы затронуть проблему медленно развивающихся экологических катастроф, к которым относится антропогенная токсикация планеты. Токсикация происходит многими органическими и неорганическими веществами. Из неорганических – это 22 радионуклида и 13 химических элементов, токсичных в виде всех своих водо-, щёлоче- и кислотораствормых соединений: бериллий, алюминий, хром, мышьяк, селен, серебро, кадмий, олово, свинец, сурьма, барий, ртуть, таллий. Эти вещества попадают в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека и надолго задерживаются в почвах, с водотоком и ветром распространяются на многие сотни и тысячи километров от места выброса, из почвы поступают в растительные организмы, с водой, воздухом и пищей попадают в организмы животных и человека, а результатом этого могут быть как острые отравления со смертельным исходом, так и проявляющиеся через годы хронические заболевания.

В своей работе мы рассмотрели один из экотоксинов – алюминий. Этот элемент относится к наиболее распространённым в земной коре, но в природе встречается в виде малорастворимых и практически нерастворимых соединений. Хозяйственная деятельность человека привела к тому, что алюминий стал переводиться в растворимые соединения, попадать в организмы людей и вызывать серьёзные нарушения здоровья. О токсичности соединений алюминия стало известно сравнительно недавно.

Оказалось, что главными источниками ионов алюминия в пище людей являются водопроводная вода, так как один из этапов очистки воды связан с обработкой солями алюминия, алюминиевая посуда, а также ряд лекарственных препаратов – антацидов. Токсикация солями алюминия наблюдается у растений, рыб и других животных. Исходя из этого, мы определили тему нашей работы: Токсикация соединениями алюминия объектов окружающей среды и людей.

Недавно мы заметили, что некоторые бутыли для кулеров с питьевой водой, которые привозят в лицей, имеют на дне белый осадок. Естественно, их не устанавливают и и отправляют обратно, к поставщикам. Мне стало интересно, что это за осадок, и опасен ли он для организма человека, почему он появляется и от чего зависит его образование. Как оказалось, наличие этого осадка напрямую зависит от содержания алюминия в воде.

Объектом нашего изучения является питьевая вода в кулерах, предметом – содержание ионов алюминия в ней.

Целью нашей работы является: выявить наличие и содержание ионов алюминия в питьевой воде.

В своём исследовании мы поставили следующие задачи:

- познакомиться с применением алюминия и его соединений человеком;

- изучить влияние соединений алюминия на организм человека;

- изучить и освоить методики определения содержания ионов алюминия в воде;

-определить с помощью отобранных методик содержание ионов алюминия в питьевой воде.

Методы, использованные при выполнении работы: теоретический анализ научной литературы по проблеме исследования; химические методы: качественное определение содержания ионов алюминия в воде

Научная новизна исследования заключается в получении сведений об уровне загрязнённости ионами алюминия воды в нашем лицее.

Практическая значимость работы заключается в том, что адаптированы к применению в условиях школы методики определения содержания ионов алюминия в воде, эти методики могут использоваться в работе химических и экологических кружков, в исследовательских работах школьников; даны рекомендации по профилактике алюминиевой токсикации у детей.

Глава 1. Алюминий и его соединения в природе и обществе.

Соединения алюминия в природе

Алюминий – третий по распространённости на Земле элемент. В земной коре алюминия много – кларк его равен 7,5. Растения усваивают алюминий в небольших количествах. В вулканических породах его 80 кг на 1 т породы, а в морской воде – 0,5 кг на 1 т. Обнаружен он и в метеоритах: в каменных метеоритах кремния примерно в 12 раз больше, чем алюминия, а в железных (которые являются, очевидно, осколками ядер разрушившихся планет) алюминия и кремния поровну. Спектроскопические данные показывают, что на Солнце и во Вселенной соотношение кремния к алюминию близко к 10:1 и приблизительно постоянно, тогда как в земной коре оно близко 3,5:1, т. е. алюминия в земной коре в 8 раз больше. «Лишний» алюминий на Земле берется из областей, расположенных под земной корой.

О составе внутренних областей Земли до сих пор можно судить по извергающейся магме, которая, как оказалось, представляет собой в основном гранит – механическую смесь кварца, слюды и полевого шпата. Последние две составляющие относятся к наиболее распространенным магматическим породам, содержащим алюминий, - алюмосиликатам. Для Земли и ее обитателей алюмосиликаты, возможно, имеют значение не только как алюминиевое сырье, но и как своего рода космический насос, который энергию из силовых полей Вселенной перекачивает в недра Земли, создавая постоянный фактор, определяющий форму планеты, участвующий в перемещении материков и даже магнитных полюсов планеты.

Академик Н. В. Белов обратил внимание, что силикаты, залегающие на поверхности земли, по своей структуре отличаются от силикатов, полученных из глубинных областей. Разница большая: в магматических, глубинных алюмосиликатах атом алюминия окружен четырьмя атомами кислорода на расстоянии ~1,7 Å; в поверхностных алюмосиликатах атом окружен уже шестью ионами кислорода со средним расстоянием ~1,9 Å. Увеличение расстояния Al – О означает, что алюмосиликаты на поверхности обладают гораздо большим запасом внутренней химической энергии. Каков источник этого избытка энергии? На поверхности Земли алюмосиликаты подвергаются действию суточных и годовых перепадов температур, ветра, солнечных лучей, космического излучения, силовых полей Вселенной и т. д. и накапливают их энергию, преобразуя ее в химическую энергию связей Al – О. Наконец, под действием химических факторов – воды и углекислоты – алюмосиликаты подвергаются еще и химическому «выветриванию» - превращаются в более простые минералы. Разрыв химических связей эквивалентен поглощению энергии – суммарная химическая энергия осколков больше энергии целого минерала. Следовательно, совокупность этих физических и химических процессов приведет к увеличению внутренней энергии алюмосиликатов. Суммарное увеличение энергии очень велико: ведь алюмосиликаты – основная составная часть земной коры.

Геологическим круговоротом с течением времени (а в геологическом смысле «течение времени» - это миллионы и миллиарды лет) поверхностные алюмосиликаты переместятся на большую глубину и там перейдут в низкоэнергетические магматические алюмосиликаты, отдав всю накопленную на поверхности энергию недрам Земли. Получается геохимический аккумулятор.

На поверхности планеты содержащие алюминий породы подвергаются механическому и химическому разрушению под влиянием ветра, суточных и годовых колебаний температуры, дождей, текучих вод, кислорода, углекислого газа (под действием которого выделяются кремниевые и алюмокремниевые кислоты) и т. д. В умеренном температурном поясе разрушение алюмосиликатов идет до каолина – Al2O3 · 2SiO2 ·2H2O. Это и есть глина – основное сырье керамической промышленности. Частицы каолина имеют пластинчатое строение и могут тесно прилегать друг к другу. Этим объясняются такие свойства глины, как водонепроницаемость и пластичность, причем эти свойства усиливаются с увеличением содержания каолина в глине. Чистый каолин – вещество белого цвета, окраску ему придают примеси песка, известняка, оксидов металлов (обычно бурый цвет глины связан с примесями оксидов железа и марганца). Глины, содержащие много песка, называют суглинками, а CaCO3 или MgCO3 – мергелями. Некоторые интенсивно окрашенные глины используются в качестве минеральных красок – охра, сиена и др.

В жарком и влажном климате разрушение алюмосиликатов идет глубже – каолин расщепляется на оксиды индивидуальных элементов – алюминия и кремния. При этом образуется боксит Al2O3· H2O. Основу природных бокситов составляют кристаллические модификации гидроксида алюминия и алюминиевые кислоты – минералы гидроаргеллит Al(OH)3, бемит AlO(OH), диаспор HAlO2, а также корунд – чистый оксид алюминия Al2O3. Цвет боксита зависит от содержания примесей и колеблется от грязно-белого до кирпично-красного.

Меньше распространен минерал нефелин – очень перспективное сырье для получения алюминия. Он, как и остальные кислородосодержащие минералы – продукт неполного разложения коренных алюмосиликатов (щелочные металлы не полностью замещены на элементы воды). Гораздо реже встречаются галоидные соли алюминия, среди которых наиболее распространен криолит Na3AlF6, имеющий важное значение в технологии получения алюминия, и калиево-алюминиевые квасцы KAl(SO4)2 · 12Н2О. Благодаря последним появилось древнее название – алюмин (так они названы в трудах Плиния). Это первое соединение алюминия, нашедшего практическое применение: еще в древности он использовался в качестве протравы для крашения, а позже – с легкой руки римского полководца Архелая – в качестве огнеупорного покрытия деревянных осадных башен для борьбы с «греческим огнем».

Изредка встречаются драгоценные «алюминиевые» камни: прозрачные кристаллы корунда, окрашенные небольшими примесями других веществ; рубин – окраска его меняется от почти бесцветной до кроваво-красной в зависимости от количества хрома; сапфир, синий цвет которого связан со следами железа и титана, и др. Сейчас эти драгоценные камни, нашедшие широкое применение в лазерной и других областях техники, предпочитают получать искусственно, они по своим свойствам превосходят природные. Для их получения в расплавленный Al2O3 вносят необходимое количество примесей, а затем расплав кристаллизуют, выращивая кристаллы.

Открытие, получение и применение алюминия

В 19 веке алюминий ценился намного дороже золота. На Всемирной выставке в Париже в 1855 г. 1 кг алюминия («серебро из глины» как его тогда называли) стоил более 1000 золотых рублей. Причина столь высокой цены – химическая устойчивость оксида алюминия, являющегося основной частью большинства природных соединений и связанные с этим трудности получения чистого металла.

Впервые предположение о существовании простого вещества – алюминия было высказано в конце 18 века крупнейшим французским химиком А. Лавуазье. В его книге «Методы химической номенклатуры» (Париж, 1787 г. ) этот элемент фигурирует под названием alumina. Английский химик Гемфри Деви в 1807 г. попытался получить чистый металл электролитическим способом, но потерпел неудачу. В 1825 г. датскому ученому К. Х. Эрстеду удалось выделить небольшое количество алюминия восстановлением глинозема углем в атмосфере хлора с последующей обработкой получавшегося безводного хлорида алюминия амальгамой калия. Смесь, содержащая металл, энергично разлагала воду (что совсем несвойственно алюминию, всегда покрытому инертной пленкой оксида). Следовательно, алюминия было в этой смеси совсем немного. Однако методика оказалась в принципе удачной и после ее усовершенствования первые 30 г. не вызывающего сомнения алюминия были выделены Ф. Веллером в 1827 г. восстановлением хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl3 + 3K = Al + 3KCl

Удачно разработанный принцип выделения элемента из соединений позволяет первооткрывателем алюминия считать К. Х. Эрстеда. Правда, дальнейшее усовершенствование этого метода существенного успеха не принесло: удавалось получать кусочки металла величиной лишь с булавочную головку.

В 1854 г. Роберт Бунзен и А. Сент-Клер Девиль предложили первый промышленный способ получения алюминия электролизом расплавленной двойной соли Na3AlCl6. В 1856 г. Девиль основал первый завод по производству алюминия электролизом расплавленного боксита, к которому добавляли криолит (Na3AlF6) для снижения температуры плавления. В 1866 г. независимо друг от друга американец Ч. М. Холл и француз П. Эру разработали современный электролитический способ получения алюминия, что резко снизило его стоимость и расширило практическое применение.

Около 100 лет назад Н. Г. Чернышевский сказал об алюминии, что этому металлу суждено великое будущее. Он оказался провидцем: в 20 веке элемент № 13 алюминий стал основой многих конструкционных материалов.

Любопытно проследить динамику производства алюминия за полтора столетия, прошедших с тех пор, как человек впервые взял в руки кусочек легкого серебристого металла.

За первые 30 лет, с 1825 по 1855 г. , точных цифр нет. Промышленных способов получения алюминия не существовало, в лабораториях же его получали в лучшем случае килограммами, а скорее – граммами. Когда в 1855 г. на Всемирной парижской выставке впервые был выставлен алюминиевый слиток, на него смотрели как на редчайшую драгоценность. За 36 лет, с 1855 по 1890 г. , способом Сент-Клер Девиля было получено 200 т металлического алюминия.

В последнее десятилетие 19 века (по новому способу) в мире получили уже 28 тыс. т алюминия. В 1930 г. мировая выплавка этого металла составила 300 тыс. т.

Поразительны перемены и в стоимости алюминия. В 1825 г. он стоил в 1500 раз дороже железа, в 70-80 гг. 20 века – лишь втрое.

Мировое производство алюминия постоянно растет. Сейчас оно составляет около 2% от производства стали, если считать по массе. А если по объему, то 5-6%, поскольку алюминий почти втрое легче стали. Алюминий уверенно оттеснил на третье и последующие места медь и все другие цветные металлы, стал вторым по важности металлом продолжающегося железного века.

Причин тому множество, главные из них – распространенность алюминия, с одной стороны, и великолепный комплекс свойств – легкость, пластичность, коррозионная стойкость, электропроводность, универсальность в полном смысле этого слова – с другой.

Алюминий поздно пришел в технику потому, что в природных соединениях он прочно связан с другими элементами, прежде всего с кислородом и через кислород с кремнием, и для разрушения этих соединений, высвобождения из них легкого серебристого металла нужно затратить много сил и энергии.

Первый промышленный способ получения алюминия, как уже упоминалось, был разработан лишь в 1855 г. , а технически важным металлом алюминий стал лишь на рубеже 19-20 вв. Почему?

Самоочевидно, что далеко не всякое природное соединение можно рассматривать как алюминиевую руду. В середине и даже конце 19 в. в русской химической литературе алюминий часто называли глинием, его оксид до сих пор называют глиноземом. В этих терминах – прямое указание на присутствие элемента № 13 в повсеместно распространенной глине. Но глина – достаточно сложный конгломерат трех оксидов – глинозема, кремнезема и воды (плюс разные добавки); выделить из нее глинозем можно, но сделать это намного труднее, чем получить ту же окись алюминия из достаточно распространенной, обычно красно-бурого цвета горной породы, получившей свое название в честь местности Ле-Бо на юге Франции.

Эта порода – боксит содержит от 28 до 60% Al2O3. Главное ее достоинство в том, что глинозема в ней, по меньшей мере, вдвое больше, чем кремнезема. А кремнезем – самая вредная в этом случае примесь, от нее избавиться труднее всего. Кроме этих оксидов, боксит всегда содержит оксид железа Fe2O3, бывают в нем также оксиды титана, фосфора, магния, кальция и магния.

В годы второй мировой войны, когда многим воюющим странам не хватало алюминия, полученного из боксита, использовали по необходимости и другие виды сырья: Италия получала алюминий из лавы Везувия, США и Германия – из каолиновых глин, Япония – из глинистых сланцев и алунита. Но обходился этот алюминий в среднем впятеро дороже алюминия из боксита, и после войны, когда были обнаружены колоссальные запасы этой породы в Африке, Южной Америке, а позже и в Австралии, алюминиевая промышленность всего мира вернулась к традиционному бокситовому сырью.

В нашей стране существуют опробованные в заводских масштабах способы производства алюминия на основе нефелиносиенитовых и нефелиноапатитовых пород. Есть бокситы в Западной и Восточной Сибири, на северо-западе европейской части страны. На базе Тихвинского бокситового месторождения и энергии Волховской ГЭС начинал свою работу первенец отечественной алюминиевой промышленности - Волховский алюминиевый завод. Дешевая электроэнергия огромных сибирских ГЭС и ГРЭС стала важным «компонентом» развивающейся высокими темпами алюминиевой промышленности Сибири.

Алюминиевое производство энергоемко. Чистый оксид алюминия плавится при температуре 2050 градусов Цельсия и не растворяется в воде, а чтобы получить алюминий, его надо подвергнуть электролизу. Необходимо было найти способ как-то снизить температуру плавления глинозема до 1000 градусов; только при этом условии алюминий мог стать технически важным металлом. Эту задачу блестяще разрешил молодой американский ученый Чарльз Мартин Холл и почти одновременно с ним француз Поль Эру. Они выяснили, что глинозем хорошо растворяется в криолите 3NaF∙AlF3. Этот раствор и подвергают электролизу на алюминиевых заводах при температуре 950 градусов Цельсия.

Аппарат для электролиза представляет собой железную ванну, футерованную огнеупорным кирпичом с угольными блоками, которые выполняют роль катодов. На них выделяется расплавленный алюминий, а на анодах – кислород, реагирующий с материалом анодов (обычно – углем). Ванны работают с невысоким напряжением – 4,0-4,5 в, но при большой силе тока – до 150 тысяч Ампер.

Из электролитических ванн алюминий обычно извлекают с помощью вакуум-ковша и после продувки хлором (для удаления в основном неметаллических примесей) разливают в формы. В последние годы алюминиевые слитки все чаще отливают непрерывным методом. Получается технически чистый алюминий, в котором основного металла 99,7% (главные примеси: натрий, железо, кремний). Именно этот алюминий идет в большинство производств. Если же нужен более чистый металл, алюминий рафинируют. Электролитическое рафинирование с помощью органических электролитов позволяет получать алюминий чистотой 99,999%. Еще более чистый алюминий для нужд промышленности полупроводников получают зонной плавкой или дистилляцией через субфторид.

Алюминий, который надо очистить, нагревают в вакууме до 1000°С в присутствии AlF3. Эта соль возгоняется без плавления. Взаимодействие алюминия с фтористым алюминием приводит к образованию субфторида AlF, нестойкого вещества, в котором алюминий формально одновалентен. При температуре ниже 800°С субфторид распадается снова на фторид и чистый алюминий, а примеси в результате этих процессов переходят в состав фторида.

Повышение чистоты металла сказывается на его свойствах. Чем чище алюминий, тем он легче, хотя и не намного, тем выше его теплопроводность и электропроводность, отражательная способность, пластичность. Особенно заметен рост химической стойкости. Последнее объясняют большей целостностью защитной окисной пленки, которой на воздухе покрывается и сверхчистый, и обычный технический алюминий.

Все перечисленные достоинства сверхчистого алюминия в той или иной степени свойственны и обычному алюминию. Алюминий легок. Его плотность 2,7 г/см3 – почти в 3 раза меньше, чем у стали, и в 3,3 раза меньше, чем у меди. А электропроводность алюминия лишь на одну треть уступает электропроводности меди. Эти обстоятельства и тот факт, что алюминий стал значительно дешевле меди, послужили причиной массового использования алюминия в проводах и вообще в электротехнике.

Высокая теплопроводность в сочетании с более чем удовлетворительной химической стойкостью сделали алюминий перспективным материалом для теплообменников и других аппаратов химической промышленности, домашних холодильников, радиаторов автомобилей и тракторов. Высокая отражательная способность алюминии оказалась очень кстати при изготовлении на его основе мощных рефлекторов, больших телевизионных экранов, зеркал. Малый захват нейтронов сделал алюминий одним из важнейших металлов атомной техники.

Все эти многочисленные достоинства алюминия становятся еще более весомыми оттого, что этот металл в высшей степени технологичен. Он прекрасно обрабатывается давлением – прокаткой, прессованием, штамповкой, ковкой. В основе этого полезного свойства – кристаллическая структура алюминия. Его кристаллическая решетка составлена из кубов с центрированными гранями. Металлы, построенные таким образом, обычно хорошо воспринимают пластичную деформацию. Алюминий не стал исключением.

Но при этом алюминий непрочен. Предел прочности чистого алюминия – всего 6-8 кг/мм3, и если бы не его способность образовывать намного более прочные сплавы, вряд ли алюминий стал бы одним из важнейших металлов двадцатого века.

Влияние ионов алюминия на организм человека.

Физиологическая роль алюминия.

В организм человека ежесуточно поступает от 5 до 50 мг алюминия, в зависимости от региона проживания. В среднем, в моче человека содержится 1-20 мкг/л, в крови 2-10 мкг/л Al,а в воде, которую мы употребляем- 0,5 мкг/л Al. Растительные продукты содержат в 50-100 раз больше алюминия, чем продукты животного происхождения. Известно, что при горячей обработке пищевых продуктов или выпечке хлеба, за счет использования алюминиевой посуды, происходит загрязнение пищи этим металлом. Источником поступления алюминия является также и питьевая вода, где его содержание составляет 2-4 мг/л. В ЖКТ человека всасывается 2-4% поступившего алюминия, причем лучше усваиваются растворимые соли, такие как AlCl3. Алюминий поступает в организм и через легкие, что при высоких показателях загрязнения воздуха соединениями алюминия, может приводить к фиброзу.

Депонируется алюминий в костях, печени, легких и в сером веществе головного мозга. С возрастом содержание этого элемента в легких и головном мозге увеличивается. Алюминий выводится из организма в основном с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.

Алюминий играет в организме важную физиологическую роль, - он участвует в образовании фосфатных и белковых комплексов; процессах регенерации костной, соединительной и эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от концентрации, тормозящее или активирующее действие на пищеварительные ферменты; способен влиять на функцию околощитовидных желез. Алюминий в небольших количествах необходим для организма, и особенно для костной ткани; в случае его избытка этот металл может представлять серьезную опасность для здоровья. В целом алюминий относят к токсичным элементам.

Повышенное содержание алюминия в организме.

Алюминий, который находится в почве, обычно плохо усваивается растениями. Однако, при повышении кислотности почвы, усвоение алюминия растениями значительно увеличивается. В организм человека алюминий попадает с растительными продуктами в небольших количествах. Окружающая среда может быть загрязнена соединениями алюминия в результате их выбросов в атмосферу или сточные воды в районах расположения алюминиевых, горнорудных, лакокрасочных, бумажных, текстильных и других промышленных предприятий. Источниками повышенного поступления алюминия в организм человека могут быть запыленный воздух, загрязненная питьевая вода и пища (особенно консервированная). К источникам, содержащим излишки алюминия, следует отнести чай, морковь, некоторые травы и плавленые сыры, лекарственные вещества, антациды, дезодоранты, бумажные полотенца, а также продукты, контактирующие с алюминиевой фольгой.

У рабочих, контактирующих с пылью содержащей металлический алюминий или оксид алюминия, могут возникать явления бронхолегочного воспаления, развиваться необратимые фиброзные изменения в легких. Токсичность алюминия во многом связана с его антагонизмом по отношению к кальцию и магнию, фосфору, цинку и меди, а также способностью влиять на функции околощитовидных желез, легко образовывать соединения с белками, накапливаться в почках, костной и нервной ткани.

Порог токсичности алюминия соответствует величине поступления равной 2 мг/сутки. Органами-мишенями при избыточных концентрациях алюминия в организме являются почки, центральная нервная система, кости, легкие, костный мозг, яичники, матка и молочные железы.

Причины избытка алюминия:

- острые отравления солями алюминия на производстве;

- избыточное поступление в условиях повышенного содержания алюминия, его окислов и солей в пище, питьевой воде, воздухе;

- поступление с лекарственными препаратами, дезодорантами;

- хроническая почечная недостаточность.

Основные проявления избытка алюминия:

- энцефалопатии, нарушения функции ЦНС (ухудшение памяти, трудности в обучении, нервозность, наклонность к депрессии, прогрессирующее старческое слабоумие);

- развитие нейро-дегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона); энцефалопатии;

- нарушения фосфорно-кальциевого обмена, гиперпаратиреоидизм, наклонность к развитию остеоппороза, к патологическим переломам, к остеохондрозу, рахиту, остеопатиям и другим заболеваниям опорно-двигательного аппарата;

- развитие фиброзных уплотнений в мягких тканях;

- развитие алюминоза («алюминиевые легкие»), с характерными патологическими изменениями в легочной ткани, сухим или влажным кашлем, рвущими болями во всем теле, потерей аппетита, исхуданием, иногда расстройством пищеварения, болями в желудке, изменениями состава крови;

- снижение активности отдельных ферментов;

- запоры;

- нарушение функции почек;

- снижение абсорбции желудка;

- снижение содержания эритроцитов и гемоглобина в крови;

- микроцитарная анемия;

- обострение аутоиммунных заболеваний;

- угнетение функций Т- и В- клеток, макрофагов;

- нарушение обмена фосфора, магния, цинка, меди.

Синергисты и антагонисты алюминия.

Алюминий тормозит усвоение многих биоэлементов и витаминов (таких как кальций, магний, железо, витамин В6, аскорбиновая кислота) и серосодержащих аминокислот.

Коррекция избытка алюминия в организме.

При острой и хронической интоксикации алюминием обычно используют комплексообразователи и антагонисты алюминия, а также симптоматические средства.

В случаях восстановительного лечения и в качестве профилактики избыточного поступления алюминия в организм в качестве антагонистов, замедляющих дефицит жизненно важных веществ, могут быть использованы лекарственные препараты и БАДП, содержащие кальций, магний, фосфор, цинк, марганец, железо и медь. К таким средствам в первую очередь относятся витаминно-минеральные комплексы, «Магне В6», «Беррока-Са+Мg», «Био-Магний», «Био-Цинк», «Мальтофер» и ряд других средств. Существенную помощь при подборе необходимых препаратов может оказать многоэлементный анализ биосубстратов: сыворотки крови, волос и мочи.

Влияние ионов алюминия на организм человека

Алюминий - дитя цивилизации и прогресса. Только в середине ХХ века появились технические возможности для массового производства "заменителя серебра". Чудо-металл обеспечивает нас самолетами и электропроводкой, дешевой кухонной утварью и бытовой техникой. А взамен забирает наше здоровье. Многочисленные исследования ученых разных стран доказывают: накапливаясь в организме, алюминий умерщвляет клетки мозга, вызывает анемию и артрит (у больных артритом алюминия в крови в пять раз больше, чем у здоровых), угнетает выработку пищеварительных ферментов. Так же избыток поступления алюминия способствует развитию остеопороза (хрупкости костей) и рахита, что объясняется тем, что алюминий с фосфатами в пище образуют нерастворимые соединения, затрудняющие усвоение фосфатов в кишечнике. Алюминий так же блокирует всасывание цинка в кишечнике, что порождает букет болезней, самая неприятная из которых - энцефалопатия и болезнь Альцгеймера. По данным Всемирной организации здравоохранения каждый человек, если он не склонен к самоубийству, может позволить себе в день не более 1мг на килограмм веса (это около 64 мг для среднего человека). Издержки производства: "алюминиевые легкие". Особенно тяжелые отравления алюминием стали наблюдаться у рабочих при его широком применении в самолетостроении, - из-за вдыхания алюминиевой пыли. Профессиональное заболевание носит название алюминоза легких и сопровождается сморщиванием легких, (то есть постепенным замещением легочной ткани фиброзной), атеросклерозом (особенно сосудов бронхов), потерей аппетита, кашлем, иногда болями в желудке, тошнотой, запорами, "рвущими" болями во всем теле, дерматитами и изменением крови - лимфоцитозом.

Болезнь Альцгеймера - провалы в памяти и маразм при повышенной концентрации алюминия, железа и ртути, и недостаточном количестве цинка в мозге - "привилегия" цивилизованных стран. В США эта болезнь ввергла в безумие три миллиона человек, среди них самый известный - бывший президент Рональд Рейган. Отечественной статистики нет, но если учесть, что Россия - крупнейший производитель и потребитель алюминия, то вряд ли у нас таких пациентов меньше, чем в Америке. Болезнь носит прогрессирующий характер, ее симптомы могут нарастать от нескольких месяцев до нескольких лет. Не следует думать, что болезнь Альцгеймера - удел стариков, ведь не редки случаи заболевания лиц, не достигших 50 лет. Первые сигналы болезни - депрессия, апатия неожиданные провалы в памяти, затем, по мере нарастания атрофических процессов в коре головного мозга могут присоединяться другие психические и неврологические симптомы (например, судороги, параличи или парезы).  Болезнь Альцгеймера получила статус противопоказания к назначению геля фосфата алюминия в связи с тем, что была предположена связь между развитием этого заболевания (и других неврологических расстройств) и подверженности организма соединениям, содержащим алюминий. Такое предположение возникло после нескольких случаев развития неврологической симптоматики у больных, находившихся на диализе (жидкость для диализа содержала алюминий), после анализа некоторых единичных случаев заболеваний, обусловленных профессиональным контактом с алюминием, данных ряда экспериментов на животных, подвергнутых воздействию солей алюминия. Повышенный уровень алюминия был установлен в головном мозге при некоторых неврологических заболеваниях. Однако все эти сведения носят характер единичных наблюдений. Оперируя доступным материалом, включая изучение состояния рабочих специальностей с контактом с солями алюминия, последние обзоры литературы по данной проблеме содержат заключение о том, что нет достаточных доказательств ассоциации профессионального контакта с соединениями алюминия и специфическим поражением нервной системы и болезнью Альцгеймера. Алюминий связывает фосфор в кишечнике, что ведет к уменьшению его всасывания, гипофосфатемии и остеопорозу.

1. 6. Меры по снижению содержания ионов Al в водопроводной воде

Одним из способов снижения ионов Al в воде является замена солей Al на соединения титана при очистке воды. Соединения титана хорошо известны ученым, работающим в области химии и технологии. Пожалуй, наиболее известное из всех – диоксид титана. Это основа большинства типов красок и наполнитель для пластмасс. Диоксид титана используют в некоторых сортах бумаги и сыра, во многих косметических средствах (зубные пасты, кремы, губная помада) и лекарствах (как наполнитель). Металлический титан химически инертен и в таком качестве широко применяется в аэрокосмической и химической промышленности и в медицине.

В водной среде соединения титана образуют сложные полимерные системы с большим набором различных абсорбционных центров и микропор. Для наблюдателя это выглядит как образование в воде хлопьев, похожих на снежинки. Как и частицы гидроокиси алюминия, но гораздо более крупные, хлопья титанового коагулянта адсорбируют из воды ионы тяжелых металлов, радионуклидов, органических веществ, только в значительно большей степени, поскольку сорбционная способность тем выше, чем больше валентность иона металла-сорбента и больше его радиус.

Крупные (до 1 мм) и тяжелые хлопья титанового коагулянта, быстро оседая, работают своего рода фильтрами, очищающими весь объем воды. При этом происходит практически полный захват на центрах адсорбции и в микропорах всех примесей и взвешенных частиц. Осветленный слой очищенной воды перед подачей в разводящую систему водоснабжения для страховки обрабатывается небольшими дозами дезинфицирующих реагентов (хлором, озоном или ультрафиолетовым излучением). Что чрезвычайно важно, так это то, что дозу дезинфицирующего агента можно многократно уменьшить, а благодаря практически полному удалению органических веществ образования канцерогенной хлорорганики не наблюдается. Образовавшийся осадок меньше по объему, чем осадок гидроокиси алюминия, оставшийся после воздействия любого алюминиевого коагулянта, он легко фильтруется и утилизируется.

Применение титанового реагента при очистке различных водных объектов (реки, озера, подземные воды) показало его несомненное преимущество по сравнению со всеми известными реагентами. Это преимущество состоит, прежде всего, в том, что нет необходимости во введении дополнительных реагентов (щелочи, флокулянтов) для повышения качества очистки воды, и резко, в 10 раз или более, сокращается расход хлора.

Очистка от тяжелых металлов при применении титанового коагулянта достигает 90–95% (против 60–80% при использовании алюминиевых коагулянтов). Очистка от органических соединений составляет 90–100% (против 60–70%). Очистка от микроорганизмов, бактерий, фито- и зоопланктона достигает 100%. Именно поэтому для обеззараживания воды много хлора и не требуется.

Еще одним из преимуществ титанового реагента является способность эффективно очищать воду при низких температурах природной воды. Испытания показали, что при снижении температуры до 4°С интенсивность образования хлопьев практически не снижается. Это его свойство особенно ценно для таких северных стран, как Россия.

Особо необходимо отметить низкий уровень вторичного загрязнения компонентами применяемых реагентов. Остаточное содержание ионов титана в очищенной воде даже при передозировке не превышает 0,03 мг/л, в то время как допустимое содержание титана в воде составляет 0,1 мг/л (в 30 раз больше). Известно, что в воде многих рек содержание титана выше 0,1 мг/л. По данным ВОЗ, титан не представляет опасности для живых организмов и человека. Специальные медицинские исследования показали, что титановый реагент по своим санитарно-гигиеническим свойствам удовлетворяет требованиям к качеству реагентов для очистки питьевой воды.

С технической точки зрения, применение титанового реагента позволяет повысить пропускную способность станций водоподготовки, что снизит затраты на производство питьевой воды. Одновременное снижение расхода реагентов и/или исключение дополнительных реагентов не только уменьшит уровень вторичного загрязнения, но даст существенную экономию. Образующийся осадок легко фильтруется и может быть направлен на регенерацию или утилизацию.

Глава 2. Экспериментальное определение содержания ионов алюминия в изучаемых объектах.

Качественное определение ионов алюминия.

Реакции  ионов алюминия  Al3+

Общеаналитические реакции

1. Реагенты - гидроксиды щелочных металлов NaOH, KOH.

При постепенном добавлении щелочей к раствору соли алюминия образуется белый студенистый осадок гидроксида:   Al3+ + 3OH–→Al(OH)3            Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами. При растворении в избытке щелочи образуются комплексные ионы:

            Al(OH)3 + OH–→ [Al(OH)4]–

            Al(OH)3 + 3OH– → [Al(OH)6]3 –           

Чтобы предупредить гидролиз и удержать алюминат в растворе, требуется избыток щелочи. Кислоты или соли аммония смещают равновесие реакции гидролиза в сторону образования Al(OH)3, при этом в случае взаимодействия с солями аммония происходит реакция совместного гидролиза:

            AlO2– + NH4+ + 2H2O→ Al(OH)3 + NH3•H2O

           Реакцию гидролиза в присутствии NH4Cl используют для отделения и обнаружения ионов Al3+ в присутствии ионов Zn2+ , Fe3+, Cr3+, Fe2+, Mn2+ и других катионов. При этом к раствору добавляют избыток щелочи. Гидроксиды, нерастворимые в избытке щелочи выпадают в осадок, а в раствор переходят алюминаты, цинкаты, хромиты. При нагревании раствора происходит гидролиз цинкатов и хромитов, образуются осадки гидроксидов. При добавлении к фильтрату хлорида аммония NH4Cl и нагревании раствора выпадает осадок Al(OH)3, по образованию которого судят о присутствии в растворе катионов Al3+.  

Выполнение реакции:К 3-5 каплям соли алюминия добавляют  2 н. раствор NaOH по каплям до растворения вначале образующегося осадка Al(OH)3. К полученному прозрачному раствору прибавляют порциями кристаллический хлорид аммония и кипятят до прекращения выделения аммиака. Раствор должен иметь рН ≈ 5-6. При этом выпадает белый хлопьевидный осадок Al(OH)3.

  2. Реактив – раствор аммиака NH3•H2O 

            Раствор аммиака осаждает из водных растворов солей алюминия в нейтральной среде белый аморфный осадок Al(OH)3:

             Al3+ + 3NH3 + 3H2O→Al(OH)3 + 3NH4+

 Выполнение реакции: К 2-3 каплям раствора соли алюминия по каплям добавляют 2 н. NH3•H2O до появления осадка. Добавьте избыток раствора аммиака и определите, растворяется ли гидроксид алюминия в избытке реактива.  3. Реактив – сульфид натрия или аммония (Na2S, (NH4)2S)

            Из водного раствора сульфид аммония или натрия осаждает катионы Al3+ в виде гидроксида за счет происходящей реакции гидролиза:

            2Al3+ + 3S2– + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S

 4. Реактив – растворимые карбонаты (Na2CO3, (NH4)2CO3) 

            Карбонаты щелочных металлов и аммония взаимодействуют с солями алюминия с образованием осадка гидроксида алюминия вследствие взаимного усиления гидролиза:

            2Al3+ + 3CO32– + 3H2O →2Al(OH)3 + 3CO2 

Выполнение реакции:  К 2 каплям 2 н. раствора соли алюминия добавьте 2 капли  насыщенного раствора карбоната натрия. Наблюдайте образование белого студенистого осадка Al(OH)3.

 5. Реактив – гидрофосфат натрия Na2HPO4 

            Гидрофосфат натрия осаждает из растворов, содержащих ионы Al3+ белый осадок фосфата алюминия:

            Al3+ + 2HPO42– →AlPO4 + H2PO4–

           Осадок растворим в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.

 Выполнение реакцимин и: К 2 каплям 2 н. раствора соли алюминия добавьте 2 капли  2 н. раствора Na2HPO4. К образовавшемуся осадку добавьте 3-5 капель уксусной кислоты. Отметьте, растворяется ли осадок в уксусной кислоте. Затем добавьте 2-3 капли 2 н. раствора азотной кислоты.

 6. Реактив – ацетат натрия  CH3COONa

             Соли алюминия взаимодействуют с ацетатом натрия с образованием растворимого ацетата алюминия, который при нагревании гидролизуется, в результате чего выпадает аморфный осадок основной соли алюминия:

            Al3+ + 2CH3COO– + H2O → AlOH(CH3COO)2 + H+

Характерные реакции

7. Реактив – нитрат кобальта Co(NO3)2

            При прокаливании  нитрата кобальта с солями алюминия образуется алюминат кобальта синего цвета, называемый «тенаровой синью»:

            2Al2(SO4)3 + 2Co(NO3)2 →2Co(AlO2)2 + 4NO2 + O2 + 6SO3

Обнаружению алюминия мешают ионы Zn2+, Cr3+, Ca2+, Ni2+.  

Выполнение реакции:  Для успешного выполнения этой реакции следует избегать избытка солей кобальта. При прокаливании нитрат кобальта разлагается, образуя черный оксид кобальта(II), избыток которого маскирует синюю окраску алюмината кобальта.

            К 5 каплям исследуемого на ионы Al3+ раствора добавьте 1 каплю нитрата кобальта(II) и концентрированный раствор аммиака до полного выпадения осадка. Осадок отделите от раствора, промойте водой и поместите в фарфоровый тигель, добавьте 1-2 капли 2 н. раствора серной кислоты и прокалите на плитке. Наблюдайте образование кристаллов тусклого синего цвета. Эта реакция обладает невысокой чувствительностью, позволяет обнаружить ионы Al3+ при концентрациях порядка 100 мг/л.

 8. Реактив – ализарин (1,2-диоксиантрахинон)           

            При взаимодействии ализарина с гидроксидом алюминия  образуется малорастворимое внутрикомплексное соединение ярко-красного цвета ализаринат алюминия, называемого «алюминиевым лаком»:

           

            Ализарин обладает индикаторными свойствами. При рН ≤ 3,7 окраска ализарина желтая, а при рН ≥ 5,2 – фиолетовая. Реакцию  с ализарином проводят при рН ≈ 5.

            Многие катионы дают реакцию с ализарином, поэтому ее целесообразно  проводить капельным методом в присутствии K4[Fe(CN)6]. Мешающие катионы при этом связываются в малорастворимые гексацианоферраты. Если проводить реакцию капельным методом на фильтровальной бумаге, то при размывании пятна водой они остаются в центре пятна, в отличие от ионов Al3+, которые перемещаются  на периферию пятна. При последующей обработке пятна парами и раствором ализарина на периферии пятна образуется розовое окрашивание ализарината алюминия на фоне фиолетовой окраски  ализарина. Фиолетовая окраска фона  исчезает  при высушивании бумаги, окраска алюминиевого лака остается.               Чувствительность реакции – 0,5 мкг.

            Алюминиевые лаки образуют многие реагенты, в молекулах которых имеется карбонильная и гидроксильная группы в удобном для комплексообразования положении.

  Выполнение реакции капельным методом

            На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора соли алюминия, сверху наносят 2 капли 0,5 н. раствора K4[Fe(CN)6] и 2 капли воды. Подержите фильтровальную бумагу над парами концентрированного раствора аммиака и затем сверху на пятно нанесите 2 капли раствора ализарина. Вновь подержите бумагу над парами концентрированного раствора аммиака. При этом наблюдайте появление розового окрашивания на периферии пятна (обусловленное появлением ализарината алюминия) на фоне фиолетовой окраски ализарина. Подсушите фильтровальную бумагу над плиткой. Фиолетовая окраска фона исчезает при высушивании бумаги, окраска алюминиевого лака остается.

Выполнение реакции пробирочным методом: К 3 каплям раствора соли алюминия добавьте по 2 капли 2 н. раствора аммиака до образования белого осадка Al(OH)3 (рН ≈ 5,5, определите  по универсальному индикатору). Затем прибавляют 2 капли 0,1%-ного раствора ализарина. Наблюдайте красное окрашивание раствора. Дайте ему отстояться и наблюдайте выпадение красного хлопьевидного осадка.

 9. Реагент – алюминон 

            Алюминон образует с ионами алюминия в ацетатном буферном растворе (рН ≈ 5) малорастворимое внутрикомплексное соединение  красного цвета:

              Алюминон относится к классу трифенилметановых красителей и представляет собой порошок красно-коричневого цвета. Он обладает свойствами кислотно-основного индикатора. При рН<4 окраска алюминона красная, при рН > 13 – желтая. Обнаружение ионов Al3+ проводят при  рН ≈ 5 в ацетатном буферном растворе. При рН < 4 ионы Al3+ «переоткрываются», при рН > 8 – реакция не идет. Поскольку реактив окрашен, для опыта берут небольшое количество алюминона и рекомендуется проводить «холостой» опыт.

            Обнаружению ионов Al3+ алюминоном мешают многие катионы: Fe2+, Cr3+, Ca2+, Pb2+, Mn2+ и некоторые другие.

 Выполнение реакции: В 1 пробирку к 1 капле 0,5 н. раствора нитрата алюминия добавьте 5-6 капель воды и 1 каплю 6 н. раствора NaOH. Перемешайте содержимое пробирки и прибавьте  2 н. раствор уксусной кислоты до рН ≈ 5 (определите по универсальному индикатору). К содержимому пробирки добавьте 1-2 капли 0,01%-ного раствора  алюминона.   Во вторую пробирку все те же реактивы в той же последовательности кроме соли алюминия. Более интенсивная окраска первого раствора по сравнению с окраской раствора в контрольном опыте указывает на присутствие ионов алюминия.

   10. Реагент – 8-оксихинолин 

            Одним из реагентов на ионы Al3+ является 8-оксихинолин, который образует с ними внутрикомплексное соединение оксихинолята  алюминия, выпадающее в виде желто-зеленого осадка:

              Оксихинолят алюминия, малорастворимый в воде, хорошо экстрагируется органическими растворителями: хлороформом CHCl3, тетрахлорметаном CCl4, спиртами и кетонами. Экстракты окрашены в желтый цвет и интенсивно флуоресцируют зеленым светом. Мешают обнаружению ионы: Ca2+, Mg2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Cd2+, Sn2+.

 Выполнение реакции :            К 3-5 каплям раствора нитрата алюминия добавьте по каплям 2 н. раствор NaOH до рН ≈ 8-9, затем 5-6 капель 1%-ного раствора оксихинолина в хлороформе и, закрыв пробирку пробкой, экстрагируйте  1-2 минуты. Органическая фаза в присутствии ионов Al3+ окрашивается в желтый цвет. Для более четкого обнаружения алюминия можно к экстракту добавить 1-2 капли раствора ализарина, образуется ализариновый лак красного цвета.

 Для количественного определения алюминия используются и более современные, новые методы. Например: в МГУ был разработан тест-метод определения с использованием индикаторных трубок. Наполнителем индикаторной трубки служит кремниевый ксерогель, модифицированный хромазуролом-S. Содержание алюминия(III) в анализируемом растворе пропорционально длине окрашенной зоны, возникающей при контакте индикаторной трубки с исследуемым раствором. Селективность методики позволяет использовать ее для определения ионов алюминия(III) в большинстве природных и технологических растворах.

Экспериментальное определение содержания ионов алюминия в водопроводной воде и воде из кулера.

Для исследования мы взяли воду из кулера, водопроводную воду и водопроводную воду, прокипячённую в алюминиевой посуде в течение 15 минут. В каждой из проб мы пытались определить наличие ионов алюминия с помощью алюминона, ализарина, гидрофосфата натрия. Нигде характерные изменения, говорящие о наличии ионов алюминия, не произошли. Мы сделали вывод, что содержание ионов алюминия достаточно низкое или алюминий находится в виде нерастворимых соединений, и поэтому пробы нужно подготовить особым образом: мы взяли по 3 пробы (100 мл) волжской воды, водопроводной воды, водопроводной воды, прокипяченной в течение 15 минут в алюминиевой посуде, упарили каждую пробу до 10 мл. Для растворения осадков в подготовленных пробах к ним добавили по 1 мл концентрированной H2SO4. Избыток серной кислоты мы нейтрализовали карбонатом натрия.

Для обнаружения ионов Al мы выбрали Na2HPO4, так как он дает наиболее нерастворимый осадок AlPO4, ПР=5,75 · 10 –19. К 1 мл упаренной воды мы прилили 1мл 1М раствора гидрофосфата натрия. Получили следующие результаты:

1. В колерной воде осадок выпадает, но полностью растворяется в уксусной кислоте, следовательно, это были фосфаты Ca, Mg. Фосфат алюминия не обнаруживается.

2. Водопроводная вода дала осадок. После добавления уксусной кислоты осадок практически полностью растворяется, остаётся незначительное помутнение.

3. Водопроводная вода, прокипяченная в алюминиевой посуде. Осадок с Na2HPO4 выпадает более интенсивно, чем в пробе 2. При добавлении уксусной кислоты помутнение сохраняется.

На фотографии показаны результаты этого опыта.

Проведённый эксперимент доказывает, что в водопроводной воде содержится незначительное количество ионов алюминия, при кипячении в алюминиевой посуде концентрация ионов алюминия значительно возрастает.

Следующий опыт мы провели с алюминоном. К 1 мл воды мы приливали по 1 мл раствора алюминона. При взаимодействии алюминона с солями алюминия образуется красный алюминиевый лак. Мы получили следующие результаты:

1. В колерной воде цвет алюминона не изменился, ионы алюминия не обнаруживаются.

2. В водопроводной воде алюминон стал более красным, что говорит о наличии ионов алюминия.

3. Водопроводная вода, прокипяченная в алюминиевой посуде интенсивно окрасила алюминон, что говорит о высокой концентрации ионов алюминия.

Следующий эксперимент был проведён с ализарином капельным методом на фильтровальной бумаге и в пробирке. Мы получили следующие результаты:

1. В колерной воде ионы алюминия не обнаруживаются, раствор ализарина с аммиаком остаётся фиолетовым, осадок не выпадает.

2. В водопроводной воде обнаруживаются следы ионов алюминия: на фильтровальной бумаге незначительные участки, окрашенные в розовый цвет, в пробирке цвет остаётся фиолетовым, но образовавшееся соединение выпадает в осадок.

3. Водопроводная вода, прокипяченная в алюминиевой посуде, даёт розовое окрашивание ализарина на фильтровальной бумаге и красный осадок алюминиевого лака в пробирке.

Мы исследовали три вида воды: питьевая (взятая из кулеров), водопроводная вода; и вода, прокипяченная в алюминиевой посуде.

Опыты показали, что наибольшее содержание алюминия в воде, прокипяченной в алюминиевой посуде.

Так как в лицее используется вода из кулеров, мы провели исследования воды следующих марок: NESTLE, Серебряные Ключи, Шишкин Лес, Мир Воды.

Вода, имеющая осадок, скорее всего, была очищена быстрым методом, а вода, в которой были обнаружены ионы алюминия – медленным, но с большим содержанием коагулянтов.

1. Наукой доказано отрицательное влияние ионов алюминия на растения, животных и человека.

2. В организм человека ионы алюминия попадают с водопроводной водой, при использовании алюминиевой посуды, при применении антацидов и употреблении в пищу растений и животных с повышенным содержанием алюминия в тканях.

3. В ходе обработки воды на водоочистных сооружениях с помощью солей алюминия они не полностью превращаются в нерастворимые соединения и не осаждаются, в результате в водопроводной воде обнаруживаются следы ионов алюминия. Однако, их содержание не превышает нормы СЭС.

4. Вопреки информации, содержащейся в большинстве школьных учебников о том, что алюминий с водой при обычных условиях не реагирует, так как покрыт оксидной плёнкой, мы обнаружили, что в результате кипячения воды в алюминиевой посуде содержание ионов алюминия значительно возрастает.

5. В кулерной воде некоторых марок обнаружено наличие ионов алюминия, поэтому мы рекомендуем использовать воду проверенных марок, таких как: Серебряные Ключи, Мир воды.