Органические соединения в воде. Органические вещества в минеральных водах. Растворенные минœеральные соли

Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-хими-ческим свойствам. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии (это две разные подгруппы). Вторая группа - это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы (это также две разные подгруппы). В коллоидном состоянии могут быть минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.[ ...]

Воды открытых водоемов загрязнены гумусовыми веществами - сложными органическими соединениями, содержание которых в речных водах в среднем составляет 5-10 мг/л, в озерных водах колеблется от 1 до 150 мг/л. Природные воды содержат также коллоидные, мелкодисперсные и грубодисперсные примеси. Следует отметить и биологическое загрязнение водоемов (микроорганизмами, простейшими организмами, водорослями и др.).[ ...]

Природные и сточные воды - сложные многокомпонентные системы, содержащие примеси различного фазово-дисперсного состава. Растворимые неорганические и органические соединения образуют однофазные растворы с размерами частиц от 10-10 до 10-9м. Высокомолекулярные органические соединения при растворении в воде могут образовать коллоидные растворы. В коллоидном состоянии могут находиться и некоторые такие труднорастворимые неорганические соединения, как алюмосиликаты, кремниевая кислота, гидроксиды тяжелых металлов и др. Размер частиц в коллоидных системах составляет 10 9-10 7 м. Основная часть труднорастворимых неорганических и органических соединений находится в воде в форме грубодисперсных примесей, образуя суспензии или эмульсии с размером частиц более 10 7 м.[ ...]

Органические вещества - продукты частичного распада мертвых растений и животных, выделения водных животных и растений, гуминовые кислоты и другие органические вещества, вымываемые из почвы, почти всегда присутствуют в природных водах. Особенно много их содержится в воде торфяных болот, а вода рек, вытекающих из таких болот, обычно окрашена в желто-коричневый цвет именно органическими веществами. Окисляясь, органические примеси поглощают растворенный кислород и могут значительно уменьшать его концентрацию в воде. Кроме растворенных, органические вещества присутствуют в воде также в виде мертвых микробов, водорослей и других микроскопических организмов.[ ...]

Вода в природе нигде не встречается в виде химически чистого вещества. Под физико-химическим составом природных вод принято понимать весь сложный комплекс растворенных газов, ионов, взвесей и коллоидов минерального и органического происхождения. В природных водах обнаружено около половины химических элементов, входящих в периодическую таблицу Д. И. Менделеева, а многие другие пока не найдены только из-за недостаточной чувствительности методов анализа. Еще большим качественным и количественным многообразием примесей отличаются сточные воды; состав этих примесей всецело зависит от характера производства, в котором они образуются.[ ...]

В природных водах обнаружено более половины известных химических элементов. По своей природе примеси воды подразделяются на минеральные и органические, находящиеся в воде во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии.[ ...]

В Вода - химическое соединение водорода (11,11%) и кислорода (88,89 по массе). Чистая вода бесцветна и не имеет запаха и вкуса. Природная вода по своему-составу весьма разнообразна. В ее состав входят соли (преимущественно в виде ненов, молекул и комплексов), органические вещества (в молекулярных соединениях и в коллоидном состоянии), газы (в виде молекул и гидратированных соединений), диспергированные примеси, гидробионты (планктон, бентос, нейстон, пагон), бактерии, вирусы.[ ...]

Если в воде находятся органические соединения и их комплексы, в которых содержится железо, то эти соединения не всегда могут быть удалены с применением коагуляции и тем более при обработке солями железа. В этом случае нередко в процессе введения в воду коагулянта образуется большое число мелкодисперсных зародышей, которые совершенно не оседают в отстойниках и плохо задерживаются. Во всех случаях ввод в природную воду катионов Ре2+ и Ре31 приводит к тому, что в результате взаимодействия их с органическими соединениями образуются сильно окрашенные комплексы, вследствие чего происходит повышение цветности обработанной воды по сравнению с исходной. Это явление, наблюдаемое при обработке высокоцветных мягких вод солями железа, называют «возвратом цветности», вызываемым переходом окрашенных соединений двухвалентного железа в еще более окрашенные соединения трехвалентного железа, хотя необходимо заметить, что и соли двухвалентного железа способны образовывать с гуминовыми веществами устойчивые малорастворимые формы . Отсюда следует, что если соли железа хорошо коагулируют при повышенных pH, то органические соединения, образующие цветность, приобретают наиболее устойчивые формы. В то же время они лучше коагулируют при пониженных рН = 5- 6,5. В этом противоречии и заключается одна из причин, объясняющая совершенство коагулирования органических примесей солями железа.[ ...]

Состав природных вод обычно меняется во времени. Минеральные и органические вещества, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, под влиянием силы тяжести постепенно осаждаются. Часть органических веществ используется живыми организмами, населяющими водоемы, в качестве питательного материала. Протекающие в природных водах химические и биологические процессы приводят к разрушению легко окисляющихся органических примесей. Образование гидроокисей железа, марганца, алюминия и связывание ими коллоидных примесей воды также меняет ее состав.[ ...]

Состав примесей воды как природной, так и сточной имеет решающее значение для выбора способа ее очистки. Все веще ства, присутствующие в водах, можно разделить на взвешенные и растворенные. В свою очередь растворенные примеси природных вод подразделяются, согласно О. А. Алекину (Алекин, 1970), на органическое вещество, главнейшие ионы, микроэлементы, биогенные вещества и растворенные газы. Рассмотрим основные компоненты физико-химического состава природных вод в соответствии с приведенной классификацией примесей.[ ...]

Речные воды делятся на маломинерализованные (до 200 мг/л соли), среднеминерализованные (200-500 мг/л), повышенной минерализации (свыше 1000 мг/л). Воды большинства рек России относятся к первым двум группам. Наряду с солями вода содержит некоторое количество сложных природных органических соединений - гумусовых веществ. Содержание этих примесей в речных водах 5-10 мг/л, в озерных - до 150 мг/л.[ ...]

Мутность природной воды обусловлена присутствием нераство-ренных и коллоидных веществ неорганического (глина, песок, гидроксид железа) и органического (илы, микроорганизмы, планктон, нефтепродукты) происхождения, т. е. примесями, относящимися по степени дисперсности к первой и второй группам. Измеряют мутность различными методами, основанными на сравнительной оценке исследуемой пробы со стандартным раствором, мутность которого создается внесением в дистиллированную воду стандартной суспензии диоксида кремния 8Ю2. Результаты определения мутности выражают в мг/л. В речных водах мутность выше, чем в подземных. В период паводков мутность речных вод может достигать десятков тысяч миллиграммов в 1 л. В питьевой воде мутность, согласно действующим в нашей стране санитарным нормам, должна быть не выше 1,5 мг/л.[ ...]

Окисление органических примесей сточных вод при помощи природных условий называется естественной биологической очисткой, окисление при помощи специально построенных установок - искусственной биологической очисткой.[ ...]

Окисляемость воды. Наличие в природных водах органических и некоторых легкоокисляющихся неорганических примесей (сероводорода, сульфитов, закисного железа и др.) обусловливает определенную величину окисляемости воды.[ ...]

Окисляемость воды. Наличие в природных водах органических и некоторых легкоокисляющихся неорганических примесей (сероводорода, сульфитов, закисного железа и др.) обусловливает определенную величину окис-ляемости воды. В связи с тем, что окисляемость поверхностных вод объясняется главным образом наличием органических веществ, определение окис-ляемости, т. е. количества кислорода, необходимого для окисления примесей в данном объеме воды, является одним из косвенных методов определения органических веществ в воде.[ ...]

Под качеством природной воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером и концентрацией содержащихся в воде примесей. Примеси природных вод подразделяются на неорганические и органические. Отдельную группу примесей составляют микрофлора и микрофауна природных водоемов, оказывающая существенное влияние на качество воды.[ ...]

Анализ состава органических примесей природных вод, сорбированных на поверхности гидроокиси алюминия, позволяет отнести их к группе флокулянтов растительного происхождения. Преимущество флокулянтов природного происхождения заключаются в отсутствии у них токсичных свойств и полной безвредности для организма человека . На это явление указывает также Т. А. Карюхина. Коллоидные гумусовые вещества сорбируются на поверхности А1 ((ЗН) ч, передавая ему свои свойства.[ ...]

Основную часть органических примесей в природных водах составляют гуминовые вещества. Наряду с ними встречаются белковые, жировые, углеводородные вещества, органические кислоты и витамины, однако они составляют лишь незначительную долю от общего количества органических соединений, находящихся в воде.[ ...]

Очистка сточных вод при их использовании для заводнения нефтяных пластов. В настоящее время в связи с усилением мер по санитарной охране от загрязнений нефтью природных водоемов применение для заводнения пластовых сточных вод приобретает большое значение. Однако практика показывает, что этот метод дает высокий эффект только в том случае, если закачиваемая в нефтяной пласт вода не закупоривает поры пласта в призабойных зонах нагнетательных скважин и обеспечивает наибольшую поглотительную способность в течение всего намеченного периода закачки. Для удовлетворения указанного требования закачиваемая вода не должна содержать больше 1 мг/л минеральных и органических примесей, должна быть стабильной и не давать осадка в призабойных зонах после смешения с пластовой водой в нефтеносном пласте; она не должна вызывать коррозии; содержание нефти должно быть меньше 1 мг/л; кроме того, вода должна обладать высокой нефтевымывающей способностью.[ ...]

Методы удаления органических веществ из вод можно разде- "? лить на две группы: окислительные и адсорбционные. В качестве окислителей органических примесей природных вод используются1 хлор, озон, перманганат калия, т. е. реагенты, применяемые и для обеззараживания воды. В процессе обработки воды хлором в основном идут реакции окисления и замещения, которые при оптимальной дозе окислителя сопровождаются образованием соединений, не имеющих запаха, цвета и вкуса. Хлор легко окисляет альдегиды, спирты, аминокислоты, действует на некоторые компоненты, вызывающие цветность воды (апокренаты железа). Кренать» железа окисляются хлором хуже. Обесцвечивание воды идет наиболее эффективно при pH 7,5-8,0, основная роль при этом отводится хлорноватистой кислоте и гипохлорит-иону, образующимся при гидролизе хлора в воде. Органические примеси окисляются только тогда, когда окислительный потенциал введенного реагента будет достаточным для протекания реакции с органическим веществом. Так, применение хлора является не всегда эффективным для окисления веществ, вызывающих запахи и привкусы воды. Количество хлора, необходимое для их окисления, выше оптимальной дозы хлора для обеззараживания воды.[ ...]

Для идентификации органических примесей по ИК-спектрам в природных и сточных водах после их разделения и выделения химическими методами выбран вариант ИПС с банком данных, содержащим описание ограниченного числа органических соединений, нормированных как загрязняющие примеси для вод, а также некоторых других наиболее распространенных органических соединений (рис. 1). Этот вариант имеет два главных преимущества по сравнению с ИПС, имеющими банки данных большого объема: во-первых, можно воспользоваться небольшой ЭВМ с относительно малым объемом памяти, более доступной и недорогой; во-вторых, увеличивается скорость поиска и надежность идентификации соединения, поскольку в ответ на запрос выдаются данные для малого числа соединений с близкими характеристиками .[ ...]

Для оценки питьевой воды важно иметь представление о количестве содержащихся в ней органических веществ и о характере этих веществ. В первую очередь имеет значение токсичность органических примесей, которые могут попадать в природную воду вместе с некоторыми производственными стоками. В табл. 2 приложения 1 дана санитарно-токсикологическая характеристика некоторых органических веществ промышленных сточных вод.[ ...]

Для очистки сточных вод применяют искусственные и природные минеральные и органические катиониты. Минеральные катиониты, несмотря на невысокую стоимость, не получили широкого распространения вследствие малой обменной емкости и недостаточной стойкости, хотя некоторые из них (например, вермикулит, монгмориллонит, доломит) рекомендуется применять для очистки сточных вод от радиоактивных примесей . Чаще используют органические искусственные сильнокислотные (КУ-1, КУ-2, сульфоуголь, Вофатиты и др.) и слабокислотные (КБ-4, СГ-1, Амберлайты и др.) катиониты. Характеристика некоторых катионитов приведена в табл. 6.3.[ ...]

Хлоропоглощаемость воды - поглощение хлора примесями воды. В природной воде часть хлора расходуется на окисление органических и минеральных примесей, поэтому зависимость остаточного хлора от введенного может иметь различный вид (см. рис.[ ...]

Когда такие грунтовые воды становятся поверхностными, повышенное в них содержание примесей органического происхождения представляет угрозу. В то время как загрязнения природного происхождения, например опавшая листва и унесенные водой обломки деревьев, играют незначительную роль, бытовые, сельскохозяйственные и производственные сточные воды являются источниками опасности. Вследствие широко разветвленной канализации бытовая и хозяйственная вода со всеми содержащимися в ней примесями поступает преимущественно в поверхностные воды.[ ...]

При очистке сильно окрашенных природных вод едкий натр (гидроксид натрия) и соду (карбонат натрия) следует применять для подщелачивания воды, не содержащей хлопьев гидроксидов с сорбированными органическими веществами. Так как известь (оксид кальция) в очищенную воду не может быть введена, то ее следует добавлять в тех местах очистных сооружений, где находится вода, освобожденная от основной массы хлопьев и окрашивающих веществ. Мел в связи с меньшим стабилизирующим действием его на органические примеси можно вводить в воду после завершения процесса коагуляции и сорбции окрашенных веществ на образующихся гидроксидах, не ожидая их удаления из воды.[ ...]

Биологическая очистка сточных вод играет главную роль в освобождении воды от органических и некоторых минеральных загрязнений. Она сходна с природным процессом самоочищения водоемов. Биоочистка осуществляется сообществом организмов, которое состоит из различных бактерий, водорослей, грибков, простейших, червей и др. Процесс очистки основан на способности этих организмов использовать растворенные примеси для питания, роста и размножения.[ ...]

Характер взаимодействия пахнущих органических примесей природных вод с хлором или его производными представляет значительный интерес, поскольку хлор является реагентом, повсеместно применяющимся при подготовке воды для питьевых целей.[ ...]

Колебательные состояния молекул воды, ответственные за комбинационное рассеяние, имеют время релаксации 10“‘1 с, поэтому сигнал КР линейно связан с интенсивностью возбуждающего излучения в очень широких пределах. При перестройке длины волны излучения для оптимального возбуждения флуоресцирующей примеси благодаря фиксированному сдвигу линии КР относительно линии возбуждающего излучения нормировка на сигнал КР может осуществляться в широком спектральном диапазоне.[ ...]

Разработан ряд приборов и методик для суммарного определения органических веществ в сточных водах: быстрый метод (чувствительность менее 2 мг/л), основанный на окислении органических веществ кислородом ; прибор улучшенной конструкции, позволяющий проводить прямое и точное определение малых количеств углерода (чувствительность 0,5 мг/л) ; анализатор для непрерывного автоматического определения органического углерода в воде и сточных водах, выполняющий три функции: 1) предварительная очистка пробы сточных вод для удаления неорганических соединений; 2) окисление органических примесей и 3) количественное определение двуокиси углерода ; автоматический прибор с непрерывным анализирующим устройством, позволяющий за один рабочий цикл из одной пробы определять как органический углерод, так и ХПК ; прибор для анализа воды в водоемах, позволяющий определить общую концентрацию углерода в воде и концентрацию углерода, входящего в состав органических примесей (чувствительность 1 мг/л, на одно определение затрачивается 2 мин) . По данным , в природных водах автоматически определяется суммарный углерод - 20 проб в час, чувствительность 0,2 мг/л. По данным , автоматическими приборами одновременно определяются органический углерод и ХПК в течение 2-3 мин в пробах воды и сточных вод от нескольких десятков миллилитров до нескольких десятков микролитров. Пробы воды предварительно выпаривают и после их концентрирования сжигают при 1000°С в токе воздуха в присутствии катализатора.[ ...]

Исходя из анализа закономерностей, которым подчиняются процессы очистки воды, он сгруппировал загрязнения по признаку их физико-химического состояния в воде, которое в известной степени определяется дисперсностью вещества. Указанный принцип позволил объединить в небольшое количество групп самые разнообразные по химической и физической характеристике примеси природных и сточных вод. По этому признаку все вещества делятся на четыре группы: две гетерогенные, в которых частицы не полностью смешиваются с водой, и две гомогенные, дающие с водой истинные растворы. Этими группами являются: 1) взвеси, 2) коллоидные растворы, 3) органические молекулы и растворенные газы, 4) электролиты.[ ...]

Согласно основ водного законодательства СССР, правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (№ 1166-74) и в соответствии с /104-107/, сброс стоков в природные объекты должен контролироваться. Не разрешается сбрасывать вредные примеси в стоках с концентрациями, превышающими ЦДК для природных вод. Гвдрохшкческие характеристики (теше£>атура, pH, минеральный состав, взвешенные и органические вещества) не должны превышать определенных; значений, соответствующих характеристикам реки или водоема, в который производится данный оброс (табл. 55).[ ...]

По содержанию взвешенных веществ и окрашенных гумусовых соединений различают высокомутные и высокоцветные воды. Кроме окрашенных органических примесей в природных водах присутствуют и бесцветные органические вещества - продукты жизнедеятельности микроорганизмов и соединения, поступающие со сточными водами.[ ...]

В книге изложены опубликованные в литературе работы, а также исследования автора по изучению природы и свойств органических примесей воды, определяющих ее органолептические показатели, описаны существующие; методы очистки воды и дана их сравнительная оценка, предложены методы обработки природных вод с ухудшенными органолептическими показателями.[ ...]

Наряду с использованием существующих методов, совершенствованием известных физических, химических и биологических методов очистки природных и сточных вод от содержащихся в них вредных примесей необходима разработка новых методов. В связи с изложенным, заслуживает особого внимания разработка принципов использования материалов с адсорбционными свойствами. Использование материалов с адсорбционными свойствами или повышенной адгезионной активностью позволит усовершенствовать методы водоочистки для удаления из воды не только минеральных и органических примесей I и II групп. Применение названных выше материалов, по-вндимому, может оказаться наиболее реальным путем в разрешении проблемы обеззараживания воды от устойчивых форм патогенных микроорганизмов.[ ...]

Определение следовых количеств поверхности о-активных веществ вводе методом полярографии (374). Определение метилметакри-лата веточных водах методом полярографии (370). Определение-малых концентраций нитроииклогексана в сточной воде методом полярографии (377). Определение крезолов в сточных водах методом полярографии (379). Определение бензола в сточных Бодах методом полярографии (380). Определение малеиновой, фумаровой и фталевоп кислот в сточных водах методом полярографии (331). Определение малых содержаний органических примесей в промышленных стоках экстракционно-полярографическим методом (382). Определение нптросоедннений в сточных водах методом полярографии (384). Определение анионоактивных, катионоактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАБ) в сточных водах методом полярографии »385). Определение нитратов в сточных водах методом полярографии (387). Определение иодидов в сточных водах методом полярографии (388). Определение мышьяка (111) в сточных водах методом полярографии (389). Определение свинца и ртути в сточных водах производственных предприятий методом полярографии (390). Определение алюминия, железа, меди, кадмия, цинка, кобальта, никеля, титана, хрома, марганца в сточных водах из одной пробы методом полярографии и фотоэлектроколориметрии (392). Определение натрия в природных водах методом полярографии (394). Определение меди, цинка и кадмия в морской воде, промышленных и сточных водах адсорбционно-полярографическим методом (395). Определение цинка в сточных водах методом полярографии (396). Определение меди в сточных водах методом полярографии (398). Определение никеля в сточных водах методом полярографии (401). Определение меди, свинца, кадмия и цинка в воде из одной пробы методом переменно-токовой полярографии (403).[ ...]

Наличие связи между загрязнением окружающей среды и заболеваниями населения приводит к необходимости качественного и количественного определения органических примесей в воде, которые, в частности, образуются в виде нежелательных побочных продуктов при дезинфекции хлором или озоном. По-видимому, основная часть органических веществ в природных и сточных водах состоит из соединений, обладающих малой летучестью, главным образом, гуминовых веществ .[ ...]

Полярографический метод анализа предпочтительнее колориметрического, например при определении формальдегида , инсектицида «Немагон» и еще ряда органических соединений. Наряду с методами АПН и классической полярографии к анализу природных и сточных вод на содержание органических компонентов привлекаются методы пульс- и осциллополярографии, позволяющие значительно (до 10 6 моль/л) повысить чувствительность определений. Исследовано полярографическое и пульс-полярографическое поведение ряда триалкилзамещенных соединений олова и разработаны методики их определения в сточных водах . Большая работа по подбору условий осциллополярографического определения ряда соединений (тиурам, формальдегид, стеарат цинка, анилин и капролактам) описана в работах . В основу автоматизированных методов определения ряда органических примесей могут быть положены принципы прямоточной осциллополярографии.[ ...]

Специалист геологоразведочной службы США Ф. Д. Сислер изучал биохимические процессы, протекающие в морских глубинах, где бактерии используют содержащийся в воде водород. В природных условиях энергия, производимая этим гигантским генератором топлива, рассеивается. На основании этих наблюдений была создана лабораторная установка из двух секций - анодной и катодной, электроды которых разделены ионно-диффузионным мостом. В анодную секцию была залита смесь морской воды и органических примесей (кукурузные початки, древесные опилки и т. д.), обогащенная колониями микроорганизмов. Катодная секция была заполнена морской водой, обогащенной кислородом.[ ...]

Работы Углова, Лазарева и Александрова по бактерицидному дейст-вию малых концентраций солей серебра подтвердили необходимость продолжительного времени контакта воды с посеребренным песком при использовании последнего для дезинфекции. Существенным недостатком этого метода является не только длительность процесса обогащения воды серебром но и невозможность управлять им из-за того, что скорость растворения металла зависит от состояния его поверхности, солевого состава, органических примесей природной воды и т. д. При получении серебряной воды таким методом не удается дозировать серебро и осуществлять контроль над процессом.[ ...]

Так, оседание минеральных частиц на участках реки с замедленным течением или насыщение кислородом холодных бурных горных рек - чисто физические процессы. Регуляция ионного состава природных вод происходит как по физико-химическому, так и по биологическому пути. Образование нерастворимых соединений, постоянный проток, ионообменные процессы, прямое окисление органических веществ растворенным кислородом - в основе своей физико-химические процессы. Вместе с тем водная растительность активно поглощает ионы фосфатов и нитратов, осуществляет активный газообмен, поглощает из воды многие биогенные элементы, вводя их в трофические сети водных экосистем. Ведущую роль в окислении органических примесей играют микроорганизмы.[ ...]

При анализе очень сложных смесей, когда идентификация компонентов только при помощи газовой хроматографии затруднена, все чаще используют комбинацию газовой хроматографии и. масс-спектрометрии - хромато-масс-спектроме-трию. Применение такой комбинации для определения состава органических примесей в природных и сточных водах описано в ряде работ, требующих специального рассмотрения.[ ...]

Отличительной особенностью установок обратного осмоса является простота их конструкции и эксплуатации , удаления из воды некоторых органических примесей и поверхностно-активных веществ и природных загрязненных вод .

Судьба загрязняющих веществ в природных водах складывается по – разному. Тяжелые металлы, попав в водоем, распределяются по различным формам, после чего постепенно выносятся с течением, захватываются донными отложениями или поглощаются водными организмами (в первую очередь, связываясь с SH –группами), с которыми и оседают на дно, причем разные формы тяжелых металлов поглощаются в разной степени.

Нефтепродукты практически не смешиваются с водой и растекаются по ее поверхности тонкой пленкой, которая уносится тече­ниями и со временем адсорбируется на взвешенных частицах и оседает на дно. Растворенные нефтепродукты также адсорбируются на взвешен­ных частицах, либо окисляются растворенным в воде кислородом, причем разветвленные углеводороды окисляются быстрее неразветв­ленных. Также нефтепродукты могут усваиваться водными микроорга­низмами, однако здесь ситуация обратная: разветвленные усваиваются медленнее.

Поверхностно – активные вещества адсорбируются на взвешенных частицах и оседают на дно. Также они могут разлагаться некоторыми микроорганизмами. Некоторые ПАВ образуют нерастворимые соли с кальцием и магнием, однако поскольку такие ПАВ плохо мылятся в жесткой воде, их стараются заменять веществами, не образующими не­растворимых солей. Поведение ПАВ, не образующих нерастворимых солей, в основном описывается кинетическими моделями с использо­ванием эффективной линейной скорости потока из толщи воды на дно.

Удобрения, попав в водоем, обычно поглощаются живыми организмами, резко увеличивая биомассу, но, в конечном итоге, все равно оседают на дно (хотя частично могут быть извлечены из донных отложений обратно).

Большинство органических веществ, в том числе ядохимикаты, либо гидролизуются, либо окисляются растворенным кислородом, либо (несколько реже) связываются с гумусовыми кислотами или ионами Fe 3+ . И окислению и гидролизу могут способствовать некоторые микроорганизмы. Окислению подвергаются вещества, содержащие серу в низких степенях окисления, двойные связи, ароматические кольца с донорными заместителями. Также окисляются атомы углерода, связанные с кислородом, и атомы углерода у поляризованных связей:

Галогенсодержащие соединения, а также ароматические соединения с мета –ориентирующими заместителями (например, NO 2 –группой) и галогенами окисляются гораздо медленнее, чем незамещенные аналоги. Кислородсодержащие группы в молекуле или o, n – ориентирующие заместители (кроме галогенов) в ароматическом кольце, наоборот, ускоряют окисление. В общем, относительная устойчивость соединений к окислению в воде примерно такая же, как и в атмосфере.

Гидролизу подвергаются, в первую очередь, соединения, содержащие полярные связи углерод – галоген, существенно медленнее - сложноэфирные связи, еще медленнее - связи C –N.

Увеличение полярности связи приводит к ускорению гидролиза. Кратные связи, а также связи с ароматическим ядром практически не гидролизуются. Также плохо гидролизуются соединения, в которых у одного атома углерода находится несколько атомов галогенов. Если в результате гидролиза образуются кислоты, то повышение рН, как правило, способствует этому процессу, если образуются основания – усилению гидролиза способствует уменьшение рН. В сильнокислых средах ускоряется процесс гидролиза связей С – О, но замедляется гидролиз связей углерод – галоген.

Как окисление, так и гидролиз органических соединений описываются кинетическими моделями и могут быть охарактеризованы периодом полупревращения этих соединений. Гидролиз, катализируемый кислотами и основаниями, описывается более сложными моделями, поскольку его скорость очень сильно зависит от рН (Рис.).

Такую зависимость обычно выражают уравнением

k = k n + k а * 10 - pH + k b £„ * 10 14 –рН,

где k - общая константа скорости гидролиза, k n - константа скорости гидролиза в нейтральной среде, k a – константа скорости гидролиза, катализируемого кислотой, k b , - константа скорости гидролиза, катали­зируемого основанием.

Продукты окисления и гидролиза, как правило, менее опасны для организмов, чем исходные вещества. Кроме того, они могут далее окислиться до Н 2 О и СО 2 или усвоиться микроорганизмами. В гидросфере второй путь более вероятен. Химически устойчивые органические вещества в итоге оказываются в донных отложениях за счет адсорбции на взвесях или поглощения микроорганизмами.

Во всех водоемах эффективные линейные скорости потока растворенных веществ на дно обычно намного меньше 10 см/сут, поэтому этот путь очищения водоемов достаточно медленный, но зато весьма надежный. Органические вещества, попавшие в донные отложения, обычно разрушаются обитающими в них микроорганизмами, тяжелые металлы превращаются в нерастворимые сульфиды.

К теме: Химический состав природной воды

Органическое вещество в воде

Кроме сравнительно простых по своему химическому составу неорганических соединений, растворенных в природных водах в виде ионов и газов, в воде почти всегда присутствуют органические вещества.

Органическое вещество, находящееся в естественной воде, по своей природе может быть подразделено на:

Входящее в состав живых организмов, населяющих воду (многочисленные водные организмы: зоо- и фитопланктона и различных микроорганизмов);

Органическое вещество, являющееся продуктом распада живых организмов (по сложности химического состава и строения является промежуточным между живыми органическими веществами и простыми неорганическими соединениями).

Органическим веществом природных вод называют комплекс истинно растворенных и коллоидных веществ органических соединений.

По происхождению органические вещества природных вод могут быть разделены на:

Поступающие извне (с водосборной площади);

И образующиеся в самом водном объекте. Это продукты отмирания водных организмов в самом водоеме.

К первой группе (поступающие извне) относятся главным образом:

Гумусовые вещества, вымываемые водой из почв, торфяников, лесного перегноя и других видов природных образований, включающих остатки растений;

Органические вещества, поступающие с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Из гумусовых веществ наибольший интерес представляют гуминовые и фульвокислоты. Обе эти кислоты характерны для гумуса (гумусовые кислоты). Они не содержатся в живых растительных и животных тканях. Соотношение между ними в разных торфах и почвах неодинаково. В черноземных почвах преобладают гуминовые, а в подзолистых - фульвокислогы. В состав гумусовых веществ входят также низкомолекулярные карбоновые кислоты : уксусная, лимонная, винная, щавелевая, фумаровая.

Гуминовые кислоты не только подкисляют воду в водоёме, но ещё и способны образовывать сложные комплексные соединения с тяжелыми металлами и, прежде всего, с железом.

Происходит это следующим образом

В торфяниках соединения окисного железа попадают в анаэробную зону и в кислую среду (т.к. болотные воды содержат СО 2). Присутствующие в торфянике фульвокислоты способны восстанавливать окись железа в закись, которая подвергается затем действию углекислоты и растворяется. Т. е. закисное железо (Fe 2+) переходит в раствор главным образом в видегидрокарбоната железа, который устойчив только при содержании больших количеств СО 2 и отсутствии кислорода.

Таким образом, образуются комплексы закисных соединений железа с органическими кислотами типа лимонной, щавелевой и особенно гуминовыми.

При уменьшении СО 2 и проявлении растворенного кислорода, что, например, бывает при выходе болотных вод в реки, железо переходит в малорастворимый гидрат закиси , что схематически можно изобразить уравнением:

Fe 2+ + 2HCO 3 - Fe(OH) 2 + 2CO 2 .

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O
4 Fe(OH) 3 .

Процесс окисления Fe(OH) 2 во многих случаях протекает при участии микроорганизмов, называемых железобактериями.

Общая концентрация органического вещества в природных водах изменяется в широких пределах:

Наибольшей бывает в болотных водах (в которых при большой концентрации гумусовых веществ она иногда достигает 500 мг/л и более) и реках с болотным питанием. Причем болотная вода бывает окрашенной в желтый и коричневый цвет (окраску природной воде придают гуминовые кислоты). В реках с болотным питанием, вещества гумусового происхождения являются основной частью химического состава воды;

Высокая концентрация органического вещества иногда встречается в подземных водах, связанных с нефтеносными месторождениями;

Еще большая концентрация может быть в природных водах, загрязненных промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами;

В холодных климатических зонах (тундре) очень мало органических остатков, и там водоёмы почти не содержат гуминовых кислот. А в зоне лесов, особенно хвойных, где органических остатков образуется много и они не успевают полностью разложиться, содержание гуминоных кислот составляет несколько десятков миллиграммов на литр.

Незагрязненные природные воды обычно содержат мало органических веществ. Например, по Б.А. Скопинцеву, в воде океанов концентрация органического вещества составляет только 2,0-5,4 мг/л (в среднем 3,0 мг/л, а в воде рек в среднем 20 мг/л).

После поступления в хорошо аэрируемые реки, а затем озера и моря органические вещества воды подвергаются изменению, и начатый в почвах процесс окисления завершается для большей их части переходом в простые минеральные соединения. Другая, более устойчивая часть остается и накапливается в водных объектах.

Органический углерод

Органический углерод является наиболее надежным показателем суммарного содержания органических веществ в природных водах, на него приходится в среднем около 50% массы органических веществ.

Состав и содержание органических веществ в природных водах определяется совокупностью многих различных по своей природе и скорости процессов: посмертных и прижизненных выделений гидробионтов; поступления с атмосферными осадками, с поверхностным стоком в результате взаимодействия атмосферных вод с почвами и растительным покровом на поверхности водосбора; поступления из других водных объектов, из болот, торфяников; поступления с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами.

Концентрация органического углерода подвержена сезонным колебаниям, характер которых определяется гидрологическим режимом водных объектов и связанными с ним сезонными вариациями химического состава, временными изменениями интенсивности биологических процессов. В придонных слоях водоемов и поверхностной пленке содержание органического углерода может значительно отличаться от его содержания в остальной массе воды.

Органические вещества находятся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях, образующих некоторую динамическую систему, в общем неравновесную, в которой под воздействием физических, химических и биологических факторов непрерывно осуществляются переходы из одного состояния в другое.

Углеводороды (нефтепродукты)

Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь веществ (низко- и высокомолекулярные предельные, непредельные алифатические, нафтеновые, ароматические углеводороды, кислородные, азотистые, сернистые соединения, а также ненасыщенные гетероциклические соединения типа смол, асфальтенов, ангидридов, асфальтеновых кислот). Понятие "нефтепродукты" в гидрохимии условно ограничивается только углеводородной фракцией (алифатические, ароматические, алициклические углеводороды).

Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственно-бытовыми водами. Некоторые количества углеводородов поступают в воду в результате прижизненных выделений растительными и животными организмами, а также в результате их посмертного разложения.

В результате протекающих в водоеме процессов испарения, сорбции, биохимического и химического окисления концентрация нефтепродуктов может существенно снижаться, при этом значительным изменениям может подвергаться их химический состав. Наиболее устойчивы ароматические углеводороды, наименее - н-алканы.

Нефтепродукты находятся в различных миграционных формах: растворенной, эмульгированной, сорбированной на твердых частицах взвесей и донных отложений, в виде пленки на поверхности воды. Обычно в момент поступления масса нефтепродуктов сосредоточена в пленке. По мере удаления от источника загрязнения происходит перераспределение между основными формами миграции, направленное в сторону повышения доли растворенных, эмульгированных, сорбированных нефтепродуктов. Количественное соотношение этих форм определяется комплексом факторов, важнейшими из которых являются условия поступления нефтепродуктов в водный объект, расстояние от места сброса, скорость течения и перемешивания водных масс, характер и степень загрязненности природных вод, а также состав нефтепродуктов, их вязкость, растворимость, плотность, температура кипения компонентов. При санитарно-химическом контроле определяют, как правило, сумму растворенных, эмульгированных и сорбированных форм нефти.

Неблагоприятное воздействие нефтепродуктов сказывается различными способами на организме человека, животном мире, водной растительности, физическом, химическом и биологическом состоянии водоема. Входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные алифатические, нафтеновые и особенно ароматические углеводороды оказывают токсическое и, в некоторой степени, наркотическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы. Наибольшую опасность представляют полициклические конденсированные углеводороды типа 3,4-бензапирена, обладающие канцерогенными свойствами. Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела и органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель.

Отрицательное влияние нефтепродуктов, особенно в концентрациях 0,001-10 мг/дм3, и присутствие их в виде пленки сказывается и на развитии высшей водной растительности и микрофитов.

В присутствии нефтепродуктов вода приобретает специфический вкус и запах, изменяется ее цвет, рН, ухудшается газообмен с атмосферой.

Метан

Метан принадлежит к газам биохимического происхождения. Основным источником его образования служат дисперсные органические вещества в породах. В чистом виде он иногда присутствует в болотах, образуясь при гниении болотной растительности. Этот газ в природных водах находится в молекулярно-дисперсном состоянии и не вступает с водой в химическое взаимодействие.

Бензол

Бензол представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом.

В поверхностные воды бензол поступает с предприятий и производств основного органического синтеза, нефтехимической, химико-фармацевтической промышленности, производства пластмасс, взрывчатых веществ, ионообменных смол, лаков и красок, искусственных кож, а также со сточными водами мебельных фабрик. В стоках коксохимических заводов бензол содержится в концентрациях 100-160 мг/дм3, в сточных водах производства капролактама - 100 мг/дм3, производства изопропилбензола - до 20000 мг/дм3. Источником загрязнения акваторий может быть транспортный флот (применяется в моторном топливе для повышения октанового числа). Бензол используется также в качестве ПАВ.

Бензол быстро испаряется из водоемов в атмосферу (период полуиспарения составляет 37,3 минуты при 20°С). Порог ощущения запаха бензола в воде составляет 0,5 мг/дм3 при 20°С. При 2,9 мг/дм3 запах характеризуется интенсивностью в 1 балл, при 7,5 мг/дм3 - в 2 балла. Мясо рыб приобретает неприятный запах при концентрации 10 мг/дм3. При 5 мг/дм3 запах исчезает через сутки, при 10 мг/дм3 интенсивность запаха за сутки снижается до 1 балла, а при 25 мг/дм3 запах снижается до 1 балла через двое суток.

Привкус при содержании бензола в воде 1,2 мг/дм3 измеряется в 1 балл, при 2,5 мг/дм3 - в 2 балла. Наличие в воде бензола (до 5 мг/дм3) не изменяет процессы биологического потребления кислорода, так как под влиянием биохимических процессов в воде бензол окисляется слабо. В концентрациях 5-25 мг/дм3 бензол не задерживает минерализации органических веществ, не влияет на процессы бактериального самоочищения водоемов.

В концентрации 1000 мг/дм3 бензол тормозит самоочищение разведенных сточных вод, а в концентрации 100 мг/дм3 - процесс очистки сточных вод в аэротенках. При содержании 885 мг/дм3 бензол сильно задерживает брожение осадка в метантенках.

При многократных воздействиях низких концентраций бензола наблюдаются изменения в крови и кроветворных органах, поражения центральной и периферической нервной системы, желудочно-кишечного тракта. Бензол классифицирован, как сильно подозреваемый канцероген. Основным метаболитом бензола является фенол. Бензол оказывает токсическое действие на гидробионты.

Фенолы

Фенолы представляют собой производные бензола с одной или несколькими гидроксильными группами. Их принято делить на две группы - летучие с паром фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы, гваякол, тимол) и нелетучие фенолы (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и другие многоатомные фенолы).

Фенолы в естественных условиях образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях.

Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязнений, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий нефтеперерабатывающей, сланцеперерабатывающей, лесохимической, коксохимической, анилинокрасочной промышленности и др. В сточных водах этих предприятий содержание фенолов может превосходить 10-20 г/дм3 при весьма разнообразных сочетаниях.

В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль.

Превышение естественного фона по фенолу может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигать десятков и даже сотен микрограммов в 1 дм3. Фенолы - соединения нестойкие и подвергаются биохимическому и химическому окислению.

Простые фенолы подвержены главным образом биохимическому окислению. При концентрации более 1 мг/дм3 разрушение фенолов протекает достаточно быстро, убыль фенолов составляет 50-75% за трое суток, при концентрации несколько десятков микрограммов в 1 дм3 этот процесс замедляется, и убыль за то же время составляет 10-15%. Быстрее всех разрушается собственно фенол, медленнее крезолы, еще медленнее ксиленолы. Многоатомные фенолы разрушаются в основном путем химического окисления.

Концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада).

Сброс фенольных вод в водоемы и водотоки резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа).

В результате хлорирования воды, содержащей фенолы, образуются устойчивые соединения хлорфенолов, малейшие следы которых (0,1 мкг/дм3) придают воде характерный привкус.

В токсикологическом и органолептическом отношении фенолы неравноценны. Летучие с паром фенолы более токсичны и обладают более интенсивным запахом при хлорировании. Наиболее резкие запахи дают простой фенол и крезолы.

Гидрохинон

В поверхностные воды гидрохинон попадает со сточными водами производства пластмасс, кинофотоматериалов, красителей, предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.

Гидрохинон является сильным восстановителем. Как и фенол, он обладает слабым дезинфицирующим действием. Гидрохинон не придает воде запаха, привкус появляется при концентрации несколько граммов в 1 дм3; пороговая концентрация по окраске воды составляет 0,2 мг/дм3, по влиянию на санитарный режим водоемов - 0,1 мг/дм3. Гидрохинон при содержании 100 мг/дм3 стерилизует воду, при 10 мг/дм3 - тормозит развитие сапрофитной микрофлоры. В концентрациях ниже 10 мг/дм3 гидрохинон подвергается окислению и стимулирует развитие водных бактерий. При концентрации 2 мг/дм3 гидрохинон тормозит нитрификацию разведенных сточных вод, 15 мг/дм3 - процесс их биологической очистки. Дафнии погибают при 0,3 мг/дм3; 0,04 мг/дм3 вызывают гибель икры форели.

В организме гидрохинон окисляется в п-бензохинон, который превращает гемоглобин в метгемоглобин.

Спирты Метанол

Метанол попадает в водоемы со сточными водами производств получения и применения метанола. В сточных водах предприятий целлюлозно-бумажной промышленности содержится 4,5-58 г/дм3 метанола, производств фенолоформальдегидных смол - 20-25 г/дм3, лаков и красок 2 г/дм3, синтетических волокон и пластмасс - до 600 мг/дм3, в сточных водах генераторных станций работающих на буром, каменном угле, торфе, древесине - до 5 г/дм3.

При попадании в воду метанол снижает содержание в ней О2 (вследствие окисления метанола). Концентрация выше 4 мг/дм3 влияет на санитарный режим водоемов. При содержании 200 мг/дм3 наблюдается торможение биологической очистки сточных вод. Порог восприятия запаха метанола составляет 30-50 мг/дм3.

Концентрация 3 мг/дм3 стимулирует рост сине-зеленых водорослей и нарушает потребление кислорода дафниями. Летальные концентрации для рыб составляют 0,25-17 г/дм3.

Метанол является сильным ядом, обладающим направленным действием на нервную и сердечно-сосудистую системы, зрительные нервы, сетчатку глаз. Механизм действия метанола связан с его метаболизмом по типу летального синтеза с образованием формальдегида и муравьиной кислоты, далее окисляющихся до СО2. Поражение зрения обусловлено снижением синтеза АТФ в сетчатке глаза.

Этиленгликоль

Этиленгликоль попадает в поверхностные воды со сточными водами производств, где он получается или применяется (текстильная, фармацевтическая, парфюмерная, табачная, целлюлозно-бумажная промышленности).

Токсическая концентрация для рыб составляет не более 10 мг/дм3, для кишечной палочки - 0,25 мг/дм3.

Этиленгликоль очень токсичен. При попадании в желудок действует главным образом на ЦНС и почки, а также вызывает гемолиз эритроцитов. Токсичны и метаболиты этиленгликоля - альдегиды и щавелевая кислота, обусловливающая образование и накопление в почках оксалатов кальция.

Органические кислоты

Органические кислоты относятся к числу наиболее распространенных компонентов природных вод различного происхождения и нередко составляют значительную часть всего органического вещества в этих водах. Состав органических кислот и их концентрация определяются с одной стороны внутриводоемными процессами, связанными с жизнедеятельностью водорослей, бактерий и животных организмов, с другой - поступлением этих веществ извне.

Органические кислоты образуются за счет следующих внутриводоемных процессов:

прижизненных выделений в результате нормальных физиологических процессов здоровых клеток;

посмертных выделений, связанных с отмиранием и распадом клеток;

выделений сообществами, связанных с биохимическим взаимодействием различных организмов, например водорослей и бактерий;

ферментативного разложения высокомолекулярных органических веществ типа углеводородов, протеинов и липидов.

Поступление органических кислот в водные объекты извне возможно с поверхностным стоком, особенно в период половодья и паводков, с атмосферными осадками, промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами и с водами, сбрасываемыми с орошаемых полей.

Летучие кислоты

Под летучими кислотами понимают сумму концентраций муравьиной и уксусной кислот.

Муравьиная кислота

В природных водах в небольших количествах муравьиная кислота образуется в процессах жизнедеятельности и посмертного разложения водных организмов и биохимической трансформации содержащихся в воде органических веществ. Ее повышенная концентрация связана с поступлением в водные объекты сточных вод предприятий, производящих формальдегид и пластические массы на его основе.

Муравьиная кислота мигрирует главным образом в растворенном состоянии, в виде ионов и недиссоциированных молекул, количественное соотношение между которыми определяется константой диссоциации К25°С = 2,4.10-4 и значениями рН. При поступлении муравьиной кислоты в водные объекты она разрушается главным образом под влиянием биохимических процессов.

Уксусная кислота Пропионовая кислота

Пропионовая кислота может поступать в природные воды со стоками химической промышленности.

Пропионовая кислота способна ухудшать органолептические свойства воды, придавая ей запах и кисловато-вяжущий привкус. Наиболее существенным для пропионовой кислоты является неблагоприятное влияние на санитарный режим водоемов и в первую очередь на процессы БПК и кислородный режим. На полное биохимическое окисление 1 мг пропионовой кислоты затрачивается 1,21 -1,25 мг молекулярного кислорода.

Масляная кислота Молочная кислота

В природных водах молочная кислота в микрограммовых концентрациях присутствует в результате образования в процессах жизнедеятельности и посмертного разложения водных организмов и биохимической трансформации содержащихся в воде органических веществ.

Молочная кислота находится в воде преимущественно в растворенном состоянии в виде ионов и недиссоциированнных молекул, количественное соотношение между которыми определяется константой диссоциации К25°С = 3.10-4 и зависит от рН среды. Молочная кислота частично мигрирует в виде комплексных соединений с тяжелыми металлами.

Концентрация молочной кислоты подвержена заметным сезонным изменениям, что определяется главным образом интенсивностью биохимических процессов, протекающих в воде.

Бензойная кислота

В незагрязненных природных водах бензойная кислота в небольших количествах образуется в процессах жизнедеятельности водных организмов и их посмертного разложения. Основным источником поступления больших количеств бензойной кислоты в водоемы являются стоки промышленных предприятий, так как бензойная кислота и различные ее производные широко используются при консервировании пищевых продуктов, в парфюмерной промышленности, для синтеза красителей и т.д.

Бензойная кислота хорошо растворима в воде, и содержание ее в поверхностных водах будет определяться концентрацией сбрасываемых сточных вод и скоростью биохимического окисления.

Токсичными свойствами бензойная кислота практически не обладает. Неблагоприятное действие ее на водоем связано с изменением кислородного режима и рН воды.

Гумусовые кислоты

Гуминовые и фульвокислоты, объединяемые под названием гумусовые кислоты, нередко составляют значительную долю органического вещества природных вод и представляют собой сложные смеси биохимически устойчивых высокомолекулярных соединений.

Главным источником поступления гумусовых кислот в природные воды являются почвы и торфяники, из которых они вымываются дождевыми и болотными водами. Значительная часть гумусовых кислот вносится в водоемы вместе с пылью и образуется непосредственно в водоеме в процессе трансформации "живого органического вещества".

Гумусовые кислоты в поверхностных водах находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях, соотношения между которыми определяются химическим составом вод, рН, биологической ситуацией в водоеме и другими факторами.

Наличие в структуре фульво- и гуминовых кислот карбоксильных и фенолгидроксильных групп, аминогрупп способствует образованию прочных комплексных соединений гумусовых кислот с металлами. Некоторая часть гумусовых кислот находится в виде малодиссоциированных солей - гуматов и фульватов. В кислых водах возможно существование свободных форм гуминовых и фульвокислот.

Гумусовые кислоты в значительной степени влияют на органолептические свойства воды, создавая неприятный вкус и запах, затрудняют дезинфекцию и получение особо чистой воды, ускоряют коррозию металлов. Они оказывают влияние также на состояние и устойчивость карбонатной системы, ионные и фазовые равновесия и распределение миграционных форм микроэлементов. Повышенное содержание гумусовых кислот может оказывать отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в водоеме, идущего на их окисление, и их разрушающего влияния на устойчивость витаминов. В то же время при разложении гумусовых кислот образуется значительное количество ценных для водных организмов продуктов, а их органоминеральные комплексы представляют наиболее легко усваиваемую форму питания растений микроэлементами.

Почвенные кислоты: гуминовые (в щелочной среде) и особенно хорошо растворимые фульвокислоты играют наибольшую роль в миграции тяжелых металлов.

Гуминовые кислоты

Гуминовые кислоты содержат циклические структуры и различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.). Молекулярная масса их колеблется в широком интервале (от 500 до 200 000 и более). Относительная молекулярная масса условно принимается равной 1300-1500.

Фульвокислоты

Фульвокислоты являются частью гумусовых кислот, не осаждающихся при нейтрализации из раствора органических веществ, извлеченных из торфов и бурых углей обработкой щелочью. Фульвокислоты представляют соединения типа оксикарбоновых кислот с меньшим относительным содержанием углерода и более выраженными кислотными свойствами.

Азот органический

Под "органическим азотом" понимают азот, входящий в состав органических веществ, таких, как протеины и протеиды, полипептиды (высокомолекулярные соединения), аминокислоты, амины, амиды, мочевина (низкомолекулярные соединения).

Значительная часть азотсодержащих органических соединений поступает в природные воды в процессе отмирания организмов, главным образом фитопланктона, и распада их клеток. Концентрация этих соединений определяется биомассой гидробионтов и скоростью указанных процессов. Другим важным источником азотсодержащих органических веществ являются прижизненные их выделения водными организмами. К числу существенных источников азотсодержащих соединений относятся также атмосферные осадки, в которых концентрация азотсодержащих органических веществ близка к наблюдающейся в поверхностных водах. Значительное повышение концентрации этих соединений нередко связано с поступлением в водные объекты промышленных, сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Мочевина

Мочевина (карбамид), будучи одним из важных продуктов жизнедеятельности водных организмов, присутствует в природных водах в заметных концентрациях: до 10-50% суммы азотсодержащих органических соединений в пересчете на азот. Значительные количества мочевины поступают в водные объекты с хозяйственно-бытовыми сточными водами, с коллекторными водами, а также с поверхностным стоком в районах использования ее в качестве азотного удобрения. Карбамид может накапливаться в природных водах в результате естественных биохимических процессов как продукт обмена веществ водных организмов, продуцироваться растениями, грибами, бактериями как продукт связывания аммиака, образующегося в процессе диссимиляции белков. Значительное влияние на концентрацию мочевины оказывают внеорганизменные ферментативные процессы. Под действием ферментов происходит распад мононуклеотидов отмерших организмов с образованием пуриновых и пиримидиновых оснований, которые в свою очередь распадаются за счет микробиологических процессов до мочевины и аммиака. Под действием специфического фермента (уреазы) мочевина распадается до аммонийного иона и потребляется водными растительными организмами.

Повышение концентрации мочевины может указывать на загрязнение водного объекта сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Оно обычно сопровождается активизацией процессов утилизации мочевины водными организмами и потреблением кислорода, приводящего к ухудшению кислородного режима.

Амины

К основным источникам образования и поступления в природные воды аминов следует отнести:

декарбоксилирование при распаде белковых веществ под воздействием декарбоксилаз бактерий и грибов и аминирование;

водоросли;

атмосферные осадки;

сточные воды анилино-красочных предприятий.

Амины присутствуют преимущественно в растворенном и отчасти в сорбированном состоянии. С некоторыми металлами они могут образовывать довольно устойчивые комплексные соединения.

Амины токсичны. Обычно принято считать, что первичные алифатические амины токсичнее вторичных и третичных, диамины токсичнее моноаминов; изомерные алифатические амины более токсичны, чем алифатические амины нормального строения; моноамины с большей вероятностью обладают гепатотоксичностью, а диамины - нефротоксичностью. Наибольшей токсичностью и потенциальной опасностью среди алифатических аминов характеризуются непредельные амины из-за наиболее выраженной у них способности угнетать активность аминооксидаз.

Амины, присутствуя в водных объектах, отрицательно влияют на органолептические свойства воды, могут усугублять заморные явления.

Анилин

Анилин относится к ароматическим аминам и представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом.

В поверхностные воды анилин может поступать со сточными водами химических (получение красителей и пестицидов) и фармацевтических предприятий.

Анилин обладает способностью окислять гемоглобин в метгемоглобин. Уротропин

Гексаметилентетрамин - (CH2)6N4

Нитробензол

Нитробензол - бесцветная или зеленовато-желтая маслянистая жидкость с запахом горького миндаля.

Нитробензол токсичен, проникает через кожу, оказывает сильное действие на центральную нервную систему, нарушает обмен веществ, вызывает заболевания печени, окисляет гемоглобин в метгемоглобин.

Сера органическая Метилмеркаптан

Метилмеркаптан является продуктом метаболизма живых клеток. Он также поступает со стоками предприятий целлюлозной промышленности (0,05 - 0,08 мг/дм3).

В водном растворе метилмеркаптан является слабой кислотой и частично диссоциирует (степень диссоциации зависит от рН среды). При рН 10,5 50% метилмеркаптана находится в ионной форме, при рН 13 происходит полная диссоциация. Метилмеркаптан стабилен менее 12 часов, образует соли - меркаптиды.

Диметилсульфид

Диметилсульфид выделяется водорослями (Oedogonium, Ulothrix) в ходе нормальных физиологических процессов, имеющих существенное значение в круговороте серы. В поверхностные воды диметилсульфид может поступать также со стоками предприятий целлюлозной промышленности (0,05 - 0,08 мг/дм3).

Диметилсульфид не может долго сохраняться в воде водоемов (стабилен от 3 до 15 суток). Он частично подвергается превращениям при участии водорослей и микроорганизмов, а в основном испаряется в воздух.

В концентрациях 1-10 мкг/дм3 диметилсульфид обладает слабой мутагенной активностью.

Диметилдисульфид

Диметилдисульфид образуется в клетках различных представителей флоры и фауны в ходе метаболизма сераорганических соединений, а также может поступать со стоками предприятий целлюлозной промышленности.

Карбонильные соединения

К карбонильным относятся соединения, содержащие карбонильные и карбоксильные группы (альдегиды, кетоны, кетокислоты, полуфункциональные карбонилсодержащие вещества).

В природных водах карбонильные соединения могут появляться в результате прижизненных выделений водорослей, биохимического и фотохимического окисления спиртов и органических кислот, распада органических веществ типа лигнина, обмена веществ бактериобентоса. Постоянное присутствие карбонильных соединений среди кислородных соединений нефти и в воде, контактирующей с залежами углеводородов, позволяет рассматривать последние в качестве одного из источников обогащения природных вод этими веществами. Источником карбонильных соединений являются также наземные растения, в которых образуются альдегиды и кетоны алифатического ряда и фурановые производные. Значительная часть альдегидов и кетонов поступает в природные воды в результате деятельности человека.

Основными факторами, обусловливающими уменьшение концентрации карбонильных соединений, являются их способность к окислению, летучесть и относительно высокая трофическая ценность отдельных групп карбонилсодержащих веществ.

Ацетон

В природные воды ацетон поступает со сточными водами фармацевтических, лесохимических производств, производства лаков и красок, пластмасс, кинопленки, ацетилена, ацетальдегида, уксусной кислоты, оргстекла, фенола, ацетона.

В концентрациях 40-70 мг/дм3 ацетон придает воде запах, 80 мг/дм3 - привкус. В воде ацетон малостабилен - при концентрациях 20 мг/дм3 на седьмые сутки исчезает.

Для водных организмов ацетон сравнительно малотоксичен. Токсические концентрации для молодых дафний составляют 8300, для взрослых - 12900 мг/дм3; при 9300 мг/дм3 дафнии гибнут через 16 часов.

Ацетон - наркотик, поражающий все отделы ЦНС. Кроме того, он оказывает эмбриотоксическое действие.

Формальдегид

Формальдегид поступает в водную среду с промышленными и коммунальными сточными водами. Он содержится в сточных водах производств основного органического синтеза, пластмасс, лаков, красок, лекарственных препаратов, предприятий кожевенной, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности.

В дождевой воде городских районов зарегистрировано присутствие формальдегида. Формальдегид - сильный восстановитель. Он конденсируется с аминами, с аммиаком образует уротропин. В водной среде формальдегид подвергается биодеградации. В аэробных условиях при 20°С разложение продолжается около 30 часов, в анаэробных - примерно 48 часов. В стерильной воде формальдегид не разлагается. Биодеградация в водной среде обусловлена действием Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Zanthomonas.

Подпороговая концентрация, не влияющая на санитарный режим водоемов и сапрофитную микрофлору, составляет 5 мг/дм3; максимальная концентрация, не вызывающая при постоянном воздействии в течение сколь угодно длительного времени нарушение биохимических процессов, - 5 мг/дм3, максимальная концентрация, не влияющая на работу биологических очистных сооружений, - 1000 мг/дм3.

БПК5 = 0,68 мг/дм3, БПКполн = 0,72 мг/дм3, ХПК = 1,07 мг/дм3. Запах ощущается при 20 мг/дм3.

При 10 мг/дм3 формальдегид оказывает токсическое действие на наиболее чувствительные виды рыб. При 0,24 мг/дм3 ткани рыб приобретают неприятный запах.

Формальдегид оказывает общетоксическое действие, вызывает поражение ЦНС, легких, печени, почек, органов зрения. Возможно кожно-резорбтивное действие. Формальдегид обладает раздражающим, аллергенным, мутагенным, сенсибилизирующим, канцерогенным действием.

Углеводы

Под углеводами понимают группу органических соединений, которая объединяет моносахариды, их производные и продукты конденсации - олигосахариды и полисахариды. В поверхностные воды углеводы поступают главным образом вследствие процессов прижизненного выделения водными организмами и их посмертного разложения. Значительные количества растворенных углеводов попадают в водные объекты с поверхностным стоком в результате вымывания их из почв, торфяников, горных пород, с атмосферными осадками, со сточными водами дрожжевых, пивоваренных, сахарных, целлюлозно-бумажных и других заводов.

В поверхностных водах углеводы находятся в растворенном и взвешенном состоянии в виде свободных редуцирующих сахаров (смесь моно, ди- и трисахаридов) и сложных углеводов.

Литература:

"Гидрохимические показатели состояния окружающей среды". Авторы:Т.В.Гусева, Я.П.Молчанова, Е.А.Заика, В.Н.Виниченко, Е.М.Аверочкин

Первичной продукции их разделяют на олиготрофные(малопродуктивные),мезотрофные(среднепродуктивные),эвтрофные(высокопродуктивные)и гиперэвтрофные(слишком продуктивные). 3. Сапробность водных объектов Степень загрязнения водных объектов органическими веществами оределяет их сапробность(sapros-гниющий),а роздел гидроэкологии,который изучает такие загрязнения-сапробиология. Водные организмы...

Нефти, изученный на разных уровнях - от общих физико-химических свойств до молекулярных реакций - был положен в основу разработанной методологии исследования органического вещества нефтезагрязненных геосистем и применен при идентификации источников углеводородного загрязнения водозабора "Усолка". Присутствие нефтепродуктов в составе аквабитумоидов поверхностных и подземных вод водозабора...

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Введение…………………………………………………………...3

Литературный обзор. Классификация и свойства

сточных вод…………………………………………………..……5

Физическое состояние сточных вод……………………….....….8

Состав сточных вод……………………………………………...10 Бактериальные загрязнения сточных вод……………………....11

Водоём как приемник сточных вод……………………………..11

Методы очистки ПСВ……………………………………………12

Механическая очистка ПСВ……………………………………..13

Физико-химическая очистка ПСВ………………………………14

Химический анализ ПСВ………………………………………..16

Определение органических веществ

методом хроматографии……………………………….………..18

Определение органических соединений

методом масс-спектрометрии………………………….……….19

Химические тест-метды анализа……………………………….20

Практическая часть.

Метод газовой хроматографии……………………………..24

Метод масс-спектроскопии……………………………………..26

Выводы …………...……………………………………………...27

Список литературы……………………………………..28

Введение

Вода – ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При это 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве. Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное количество воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

Бурное развитие промышленности вызывает необходимость в пре­дотвращении отрицательного воздействия производственных сточных вод (ПСВ) на водоёмы. В связи с чрезвычайным разнообразием состава, свойств и расходов сточных вод промышленных предприятий необходимо применение специфи­ческих методов, а также сооружений по локальной, предварительной и пол­ной очистке этих вод. Одним из основных направлений научно-техниче­ского прогресса является создание малоотходных и безотходных технологи­ческих процессов.

Цель работы является знакомство с литературными данными по мето­дам очистки сточных вод.

Литературный обзор
1.1.Классификация и свойства сточных вод
В канализационную сеть поступают загрязненные сточные воды мине­рального, органического и бактериального происхождения.

К минеральным загрязнениям относятся: песок; глинистые частицы; частицы руды и шлака; растворенные в воде соли, кислоты, щёлочи и другие вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного проис­хождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей и злаков, бумага, растительные масла, гуминовые вещества и другое. Основной химический элемент, входящий в состав этих загрязнений – углерод. К за­грязнениям животного происхождения относятся физиологические выделе­ния животных и людей, остатки мускульных и жировых тканей животных, органические кислоты и другое. Основной химический элемент этих загряз­нений – азот. В бытовых водах содержится примерно 60% загрязнений орга­нического происхождения и 40% минерального. В ПСВ эти соотношения мо­гут быть иными и изменяться в зависимости от рода обрабатываемого сырья и технологического процесса производства.

К бактериальным загрязнениям относятся живые микроорганизмы – дрожжевые и плесневые грибы и различные бактерии. В бытовых сточных водах содержатся такие болезнетворные бактерии (патогенные) – возбуди­тели заболеваний брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др., а также яйца гельминтов (глистов), попадающих в сточные воды с выде­лениями людей и животных. Возбудители заболеваний содержатся и в неко­торых ПСВ. Например, в сточных водах коже­венных заводов, фабрик пер­вичной обработки шерсти и др.

В зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей) сточные воды подразделяются на 3 основных категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные) и атмосферные.
К бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами.
Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых. Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы ; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные сточные воды подразделяют на загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке, и условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.
Атмосферные сточные воды – дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточные воды.
Степень загрязнённости сточные воды оценивается концентрацией примесей, т. е. их массой в единице объёма (в мг/л или г/м.3).
Состав бытовых сточных вод более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых сточных вод обычно подразделяют на: нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм) либо суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм), коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).
Различают загрязнения бытовых сточных вод: минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений – углерод.
Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота. К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойственен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.
В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических – около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии – 20%, коллоиды – 10%, растворимые вещества – 50%.
Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.
Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др. Так, в городах Европейской части России дождевой сток в среднем один раз в году может достигать 100-150 л/сек с 1 га. Годовой сток дождевых вод с застроенных территорий в 7-15 раз меньше, чем бытовых.

1.2 Физическое состояние сточных вод
Физическое состояние сточных вод бывает трех видов:

Нерастворенный вид;

Коллоидный вид;

Растворенный вид.

Нерастворенные вещества находятся в сточных водах в виде грубой суспензии с размером частиц более 100мк и в виде тонкой суспензии (эмуль­сии) с размером частиц от 100 до 0,1мк. Исследования показывают, что в бы­товых сточных водах количество нерастворенных взвешенных веществ оста­ется более или менее постоянным и равно 65г/сутки на одного человека, пользующегося канализацией; из них 40г могут осаждаться при отстаивании.

Коллоидные вещества в воде имеют размеры частиц в пределах от 0,1 до 0,001мк. На состав коллоидной фазы бытовых сточных вод влияют её органи­ческие составляющие – белки, жиры и углеводы, а также продукты их физио­логической обработки. Большое влияние оказывает также и качество водо­проводной воды, содержащей то или иное количество карбонатов, сульфатов и железа.

В сточной воде кроме азота и углерода содержится также большое коли­чество серы, фосфора, калия, натрия, хлора и железа. Эти химические эле­менты входят в состав органических или минеральных веществ, находящихся в сточной воде в нерастворенном, коллоидном или растворенном состоянии. Количество этих веществ, вносимых с загрязнениями в сточные воды , может быть различно и зависит от характера образования.

Однако для бытовых сточных вод количество химических веществ, вно­симых с загрязнениями на одного человека остается более или менее посто­янным. Так, на одного человека в сутки приходится (г):

Таблица 1. Химические вещества, вносимые загрязнением на одного человека

Концентрация этих веществ в сточной воде (мг/л), меняется в зависимо­сти от степени разбавления загрязнений водой: чем выше норма водоотведе­ния тем ниже концентрация. Содержание в сточной воде железа и сульфатов зависит главным образом от присутствия их в водопроводной воде.

Количество указанных выше, а также других ингредиентов, поступаю­щих с загрязнениями в ПСВ, сильно колеблется и зависит не только от со­держания их в разбавляемой водопроводной воде и обрабатываемом про­дукте, но и от технологического процесса производства, режима поступления вод в производственную сеть и других причин. Следова­тельно, для данного вида производства можно установить лишь примерное количество загрязне­ний, содержащихся в сбрасываемых ПСВ. При проектировании производст­венной канализации необхо­димо иметь данные анализа ПСВ, и только в том случае, если такие данные получить нельзя, можно пользоваться данными по аналогичным производствам.

1. 
   Состав сточных вод

Состав и количество ПСВ различны. Даже предприятия одного типа, на­пример кожевенные заводы, в зависимости от характера технологического процесса могут сбрасывать сточные воды раз­личного состава и в различных количествах.

Некоторые ПСВ содержат загрязнения, не больше, чем бытовые, но дру­гие значительно больше. Так, вода от рудообо­готительных фабрик содержит до 25000мг/л взвешенных частиц, от шерсто­моек – до 20000мг/л.

ПСВ делятся на условно чистые и загряз­ненные. Условно чистые воды чаще те, которые использовались для охлаж­дения; они почти не меняется, а только нагреваются.

Загрязненные производственные воды делятся на группы, содержащие определенные загрязнения: а) преимущественно минеральные; б) преимуще­ственно органические, минеральные; в) органические, ядовитые вещества.

ПСВ в зависимости от концентрации за­грязнений могут быть высоко­концентрированными и слабоконцентрирован­ными. В зависимости от актив­ной реакции воды производственные воды по степени агрессивности делятся на малоагрессивные воды (слабокислые с рН = 6 – 6,6 и слабощёлочные с рН = 8 – 9) и сильноагрессивные (с рН 9).

1. 
   Бактериальные загрязнения сточных вод

Флора и фауна сточных вод представлены бактериями, вирусами, бакте­риофагами, гельминтами и грибами. В сточной жидкости находится огромное количество бактерий: в 1мл сточной воды их может быть до 1млрд.

Большая часть этих бактерий относится к разряду безвредных (сапро­фитные бактерии), размножающихся на мертвой органической среде, но имеются и такие, которые размножаются и живут на живой материи (пато­генные бактерии), разрушая в процессе своей жизнедеятельности живой ор­ганизм. Патогенные микроорганизмы, встречающиеся в городских сточных водах, представлены возбудителями брюшного тифа, паратифа, дизентерии, водной лихорадки, туляремии и др.

О загрязненности воды болезнетворными бактериями говорит присутст­вие в ней особого вида бактерий – группы кишечной палочки. Эти бактерии не болезнетворные, но их присутствие указывает, что в воде могут нахо­диться и болезнетворные бактерии. Чтобы оценить степень загрязненности воды патогенными бактериями, определяют коли – титр, т.е. наименьшее ко­личество воды в мл, в котором содержится одна кишечная палочка. Так, если титр кишечной палочки равен 100, то это значит, что в 10мл исследуемой воды содержится одна кишечная палочка. При титре, равном 0,1, количество бактерий в 1мл равно 10 и т.д. Для сточных городских вод титр кишечной па­лочки обычно не превышает 0,000001. Иногда определяют коли – индекс, или число кишечных палочек в 1л воды.

1. 
   Водоём как приемник сточных вод

Приемниками сточных вод в большинстве служат водоёмы. Сточные воды перед спуском в водоём необходимо частично или полностью очистить. Однако в водоёме находится определенный запас кислорода, который может быть частично использован для окисления органического вещества, посту­пающего в него совместно со сточной водой; водоём обладает некоторой очищающей способностью, т.е. в нем с помощью микроорганизмов – ми­нерализаторов могут окисляться органические вещества, но содержание рас­творенного кислорода в воде будет падать. Зная об этом, можно снизить сте­пень очистки сточных вод на очистных сооружениях перед сбросом их в во­доём.

Не следует преувеличивать возможности водоёмов, в частности рек, в отношении приема больших масс сточных вод даже в том случае, если кисло­родный баланс позволяет осуществить такой сброс без окончательной очи­стки. Любой, даже небольшой , водоём используется для массового купания и имеет архитектурно – декоративное и санитарное значение.

1. 
   Методы очистки ПСВ

ПСВ обычно делятся на 3 основные группы:

1. 
   Чистые воды, используемые обычно для охлаждения;
2. 
   Малозагрязненные, или условно чистые, воды, образующиеся от про­мывки готовой продукции;
3. 
   Грязные воды.

Чистые и малозагрязненные воды можно направлять в систему оборот­ного водоснабжения или использовать для разбавления загрязненных вод для снижения концентрации загрязнения. Часто применяют раздельное отведение ПСВ и раздельную очистку этих вод теми или иными методами перед спус­ком в водоём. Это оправдывается экономически.

Для очистки ПСВ применяют следующие ме­тоды:

1. 
   Механическая очистка.
2. 
   Физико-химическая очистка.
3. 
   Химическая очистка.
4. 
   Биологическая очистка.

Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
1.6.1. Механическая очистка ПСВ
Механическая очистка ПСВ предназначается для выделения из них не­растворенных и частично коллоидных примесей. К методам механической очистки относятся: а) процеживание; б) отстаивание; в) фильтрование; г) уда­ление нерастворенных примесей в гидроциклонах и на центрифугах.

Процеживание применяют для выделения из сточной жидкости крупных плавающих веществ и более мелких, главным образом волокнистых загрязне­ний. Для выделения крупных веществ применяют решетки, а более мелких – сита. Решетки для предварительной очистки обязательно устраивать для всех очистных станций. Сита применяют как самостоятельные устройства, после прохождения которых ПСВ могут быть сбро­шены либо в водоём, либо в городскую канализационную сеть.

Отстаиванием выделяют из ПСВ нераство­ренные и частично коллоид­ные загрязнения минерального и органического происхождения. Отстаива­нием удается выделить из сточной воды как час­тицы с удельным весом, большим, чем удельный вес воды (тонущие), так и с меньшим удельным ве­сом (плавающие). Отстойники для очистки ПСВ могут представлять собой самостоятельные сооруже­ния, процесс очистки на которых заканчивается, или же сооружения, предна­значенные только для предварительной очистки. Для выделения тонущих не­растворимых примесей применяют как горизон­тальные, так и радиальные от­стойники по своей конструкции они мало отли­чаются от отстойников, приме­няемых для осветления бытовых сточных вод.

Фильтрование служит для задерживания взвеси, не осевшей при отстаи­вании. Применяют песчаные фильтры, диатомитовые фильтры и сетчатые фильтры с фильтрующим слоем.

Песчаные фильтры применяют при невысоком содержании взвешен­ных веществ. Хорошо зарекомендовали себя двухслойные фильтры. Нижний слой загрузки – песчаный крупностью зерен 1 – 2 мм, а верхний слой – антра­цитовая крошка. Сточная вода подается сверху, затем подают промывную воду и отводят грязную.

Диатомитовые фильтры. В этих фильтрах сточная жидкость фильтру­ется через тонкий слой диатомита, наносимый на пористые поверхности. В качестве пористых материалов применяют керамику, металлическую сетку и ткань. Применяют также искусственные порошкообразные составы из диато­мита с высокой адсорбционной способностью. Такие фильтры обеспечивают высокий эффект очистки.

Гидроциклоны применяют для осветления сточных вод и сгущения осадка. Они бывают открытые и напорные. Открытые гидроциклоны приме­няются для выделения из сточных вод структурных оседающих и грубодис­персных всплывающих примесей. Напорные гидроциклоны служат для выде­ления из сточных вод только оседающих агрегатоустойчивых грубодисперс­ных структурных примесей. Открытые гидроциклоны бывают без внутренних устройств, с диафрагмой и цилиндрической перегородкой и многоярусные. Последние применяют для выделения тяжелых неслеживающихся грубодис­персных примесей и нефтепродуктов.
1.6.2. Физико-химическая очистка ПСВ

К физико-химическим методам очистки относятся: а) экстракция; б) сорбция; в) кристаллизация; г) флотация.

А) Экстракция. Сущность экстракционного метода очистки производ­ственных сточных вод состоит в следующем. При смешивании взаимонерас­творенных жидкостей загрязняющие вещества, содержащиеся в них, распре­деляются в этих жидкостях соответственно своей растворимости.

Если в сточной воде содержится фенол, то для его выделения воду можно смешать с бензолом (растворителем), в котором фенол растворяется в значительно большей степени. Таким образом, последовательно действуя бензолом на воду, можно добиться почти полного удаления фенола из воды.

В качестве растворителей обычно применяют различные органические вещества: бензол, четыреххлористый углерод и т.д.

Экстракцию проводят в металлических резервуарах-экстракторах, имеющих форму колонн с насадками. Снизу подается растворитель, удель­ный вес которого меньше удельного веса воды, вследствие чего растворитель поднимается вверх. Загрязненная сточная вода подводится сверху. Слои воды, встречая на своем пути растворитель, постепенно отдают загрязняющие воду вещества. Очищенная от загрязнений вода отводится снизу. Таким приемом, в частности, можно очищать ПСВ, со­держащие фенол.

Б) Сорбция. Этот процесс заключается в том, что загрязнения из сточ­ной жидкости поглощаются телом твердого вещества (адсорбция), осажда­ются на его активно развитой поверхности (адсорбция) или вступают в химическое взаимодействие с ним (хемосорбция). Для очистки ПСВ чаще всего пользуются адсорбцией. В этом случае к очищаемой сточной жидкости до­бавляют сорбент (твердое тело) в размельченном виде и перемешивают со сточной водой. Затем сорбент, насыщенный загрязнениями, отделяют от воды отстаиванием или фильтрованием. Чаще очищаемую сточ­ную воду пропус­кают непрерывно через фильтр, загруженный сорбентом. В качестве сорбен­тов применяют: активированный уголь, коксовую мелочь, торф, каолин, опилки, золу и т. д. Лучшее, но наиболее дорогое вещество – активированный уголь.

Метод сорбции можно использовать, например, для очистки ПСВ от га­зогенераторных станций, содержащих фенол, а также ПСВ, содержащих мышьяк, сероводород и т.д.

в) Кристаллизация. Этот метод очистки можно использовать только при значительной концентрации загрязнений в ПСВ и способности их обра­зовывать кристаллы. Обычно предварительный процесс – выпаривание сточ­ной воды, чтобы создать повышенную концен­трацию загрязнений, при кото­рой возможна их кристаллизация. Для ускоре­ния процесса кристаллизации загрязнений сточная вода охлаждается и пере­мешивается. Выпаривание и кристаллизация сточной воды осуществляются обычно в естественных пру­дах и водоёмах. Этот способ очистки ПСВ неэкономичен, поэтому широкого применения не полу­чил.

Г) Флотация. Процесс основан на всплывании дисперсных частиц вме­сте с пузырьками воздуха. Его успешно применяют в ряде отраслей техники и для очистки ПСВ. Процесс флотации состоит в том, что молекулы нераство­римых частиц прилипают к пузырькам воздуха и всплывают вместе на по­верхность. Успех флотации в значительной степени зависит от величины по­верхности пузырьков воздуха и от площади контакта их с твердыми части­цами. Для повышения эффекта флотации в воду вводят реагенты.
1.6.3 Химический анализ ПСВ
Состав сточных вод, даже качественный, часто трудно предвидеть. В первую очередь это относится к сточным водам после химической и биохимической очистки, так как в результате образуются новые химические соединения. Поэтому, как правило, следует предварительно проверить пригодность даже достаточно хорошо проверенных методик определения отдельных компонентов и схем анализа.

Основные требования к методам анализа сточных вод – высокая селективность , в противном случае могут возникнуть систематические ошибки, совершенно искажающие результат исследования. Меньшее значение имеет чувствительность анализа, поскольку можно брать большие объемы анализируемой воды или прибегнуть к подходящему способу концентрирования определяемого компонента.

Для концентрирования определяемых компонентов в сточных водах применяют экстракцию, выпаривание, отгонку, сорбцию, соосаждение, вымораживание воды.

Таблица 2. Схемы разделения компонентов сточных вод с высоким содержанием летучих органических веществ.

Вариант 1	Пробу подкисляют Н 2 SO 4 до слабокислой реакции, отгоняют с водяным паром до получения небольшого остатка
	Дистилат 1: летучие кислоты и нейтральные вещества Подщелачивают и вновь отгоняют с водяным паром до получения небольшого остатка	Остаток 1: нелетучие кислоты, сульфаты аминов, фенолы и нейтральные вещества
		Остаток 2: натриевые соли летучих кислот, фенолы
Вариант 2	Пробу подщелачивают и отгоняют с водяным паром до получения небольшого остатка
	Дистилат 1: летучие основания и нейтральные вещества	Остаток 1: соли летучих и нелетучих кислот
	Подкисляют и отгоняют с водяным паром до получения небольшого остатка
	Дистилат 2: летучие нейтральные соединения	Остаток 2: соли летучих оснований. Подмешивают и экстрагируют эфиром

Таблица 3. Схема разделения компонентов сточных вод с низким содержанием летучих органических веществ

К пробе (25-100 мл) сточной воды прибавляют до насыщения NaCl и HCl до концентрации ≈ 5%
Экстрагируют диэтиловым эфиром
Экстракт 1: нейтральные соединения, кислоты. Трижды обрабатывают 5 %-ным раствором NaOH			Водная фаза1: прибавляют NaOH до рН ≥ 10, экстрагируют несколько раз эфиром, объединяют экстракты
Водная фаза 2: слабые кислоты (в основном фенолы). Насыщают CO 2 до появления осадка NaHCO 3 , обрабатывают несколькими порциями эфира, экстракты объединяют	Эфирный слой: нейтральные вещества. Сушат безв. Na 2 SO 4 , отгоняют эфир, сухой остаток взвешивают, растворяют в эфире, переносят на колонку с силикагелем. Последовательно элюируют алифатическим соединением изооктаном, ароматическим бензолом. Из каждого элюата выпаривают растворитель, остаток взвешивают.		Водная фаза 3: амфотерные нелетучие соединения, растворимые в воде лучше: чем в эфире. Нейтрализуют СН 3 СООН, экстрагируют несколькими порциями эфира, объединяют экстракты	Эфирный слой: основные соединения. Высушивают Na 2 SO 4 , отгоняют эфир, сухой остаток взвешивают
Эфирный слой сушат безв. Na 2 SO 4 , отгоняют эфир, сухой остаток взвешивают	Водная фаза. Удаляют эфир, подкисляют, обрабатывают несколькими порциями эфира		Объединенные экстракты: амфотерные вещества. Сушат Na 2 SO 4 , отгоняют эфир, сухой остаток взвешивают	Водная фаза. Подкисляют до рН 3-4, выпаривают досуха. Остаток пригоден для определения углерода
	Эфирный слой сушат Na 2 SO 4 , отгоняют эфир. Остаток взвешивают.	Водная фаза отбрасывается

1.6.3.1 Определение органических веществ методом хроматографии
Из стоков в поверхностные воды попадает бензин, керосин, топливные и смазочные масла, бензол, толуол, жирные кислоты, фенолы, пестициды, синтетические моющие препараты, металлорганические и другие органические соединения. Органические вещества в пробах сточных вод, отобранных для анализа, легко изменяются в результате химических и биохимических процессов, поэтому отобранные пробы нужно проанализировать как можно быстрее. В табл. 2, 3 приведены схемы разделения органических веществ, присутствующих в сточных водах.

Для идентификации и количественного определения широко применяются различные хроматографические методы – газовую, колоночную, жидкую хроматографию, хроматографию на бумаге, тонкослойную. Для количественного определения наиболее подходящим методом является газовая хроматография.

В качестве примера рассмотрим определение фенолов. Эти соединения образуются или применяются в процессе переработки нефти, производства бумаги, красителей, лекарственных препаратов, фотоматериалов и синтетических смол. Физические и химические свойства фенолов позволяют сравнительно легко их определять методом газовой хроматографии.
1.6.3.2 Определение органических соединений методом масс-спектрометрии
При анализе сточных вод особенно важны возможности масс-спектрометрии в части идентификации соединений неизвестной структуры и анализа сложных смесей, определения микрокомпонентов на фоне сопутствующих веществ, концентрация которых на порядки превышает концентрации определяемых компонентов. Здесь подходят ГЖХ с МС, тандемная МС, сочетание ВЭЖХ и МС для анализа нелетучих веществ, а также методы «мягкой ионизации», и селективная ионизация.

Остаточные количества октилфенолполиэтоксилатов в сточных водах, продукты их биодеградации и хлорирования, образующиеся в процессе биологической обработки и дезинфекции сточных вод, могут быть определены методом ГЖХ – МС с ЭУ или химической ионизации.

Необходимость анализа соединений разной летучести нашла свое отражение в схеме анализа следовых количеств органических соединений, содержащихся в сточных водах после их обработки на очистной станции. Здесь для количественных определений применяли ГЖХ, а качественный анализ осуществляли с помощью ГХ – МС. Высоколетучие соединения – галогенуглеводороды С 1 – С 2 экстрагировали пентаном из 50 мл пробы воды; 5 мкл экстракта вводили в колонку 2мх 4 мм с 10% сквалана на Хромосорбе W – AW при температуре 67 °С; газ-носитель – смесь аргона и метана; детектор электронозахватный с 63 Ni. Если нужно было определять метиленхлорид, то элюирующийся вместе с ним пентан заменяли октаном, который элюируется позже. В качестве внутреннего стандарта использовали 1,2-дибромэтан. Группу ароматических углеводородов определяли с помощью парофазного анализа в замкнутой петле.

Сочетание разных методов ионизации позволяет более надежно идентифицировать различные компоненты загрязнения сточных вод. Для общей характеристики органических веществ, присутствующих в сточных водах и осадках сточных вод, применяется сочетание ГХ и МС с ионизацией ЭУ и ХИ. Органические соединения экстрагируемые из сточных вод гексаном, хромотографировали на силикагеле, элюируя гексаном, метиленхлоридом и эфиром. Полученные фракции анализировали на системе , состоящей из газового хроматографа с капиллярной трубкой длинной 25 м, присоединенного к источнику ионов масс-спектрометра с двойной фокусировкой. Температуру колонки программировали от 40 до 250 °С со скоростью 8 °С/мин. По газохроматографическим временам удерживания и масс-спектрам ЭУ и ХИ идентифицировано 66 соединений. Среди этих соединений были галогенированые метоксибензолы, дихлорбензол, гексахлорбензол, метилированный триклозан, оксадиазон и др. Этот метод позволил дать и полуколичественную оценку концентраций этих соединений.
1.6.3.3 Химические тест-метды анализа
Фирмой HNU Systems Inc. Выпускают тест-наборы для определения сырой нефти, горючего топлива, отработанного масла в почве и воде. Метод основан на алкилировании по Фриделю – Крафтсу ароматических углеводородов, находящихся в нефтепродуктах, алкилгалогенидами с образованием окрашенных продуктов:

В качестве катализатора используют безводный хлорид алюминия. При анализе воды экстракцию проводят из 500 мл пробы. В зависимости от определяемого компонента появляются следующие окраски экстракта:

• 
  Бензол – от желтого до оранжевого;
• 
  Толуол, этилбензол, ксилол – от желто-оранжевого до ярко-оранжевого;
• 
  Бензин – от бежевого до красно-коричневого;
• 
  Дизельное топливо – от бежевого до зеленого.

Цветные шкалы составлены для воды в диапазонах 0,1 – 1 – 5 – 10 – 20 – 50 – 100 мг/л.

В тест-анализе фенол и его производные преимущественно определяют по образованию азокрасителя. Наиболее распространенным является следующий способ: первая стадия – диазотирование первичного ароматического амина нитритом натрия в кислой среде, приводящее к образованию соли диазония:
ArNH 2 + NaNO 2 + 2HCl → + Cl ¯ + NaCl + 2H 2 O,
Вторая стадия – сочетание соли диазония с фенолами в щелочной среде, приводящее к образованию азосоединения:
+ Cl ¯ + Ph–OH → ArN=N–Ph–OH + HCl
Если пара положение закрыто, то образуется о -азосоединение:

Азосочетание с оксисоединениями, наиболее активными в форме фенолят-анионов, проводят почти всегда при рН 8 – 11. Соли диазония

В водном растворе неустойчивы и постепенно разлагаются на фенолы и азот, поэтому основная сложность создания тест-методов для определения фенолов и аминов как раз и заключается в получении стабильных диазосоединений.

В качестве стабильного при хранении реагента для определения фенола предложена комплексная соль тетрафторбората 4-нитрофенилдиазония (НДФ):
O 2 N–Ph–NH 2 + BF 4 → BF 4
Для определения фенола к 1мл анализируемой жидкости добавляют 1 квадратик фильтровальной бумаги, пропитанной НДФ, и 1 квадратик бумаги пропитанной смесью карбоната натрия и хлорида цетилпиридиния (ЦП).

В присутствии ЦП происходит углубление окраски, связанное с образованием ионного ассоциата по диссоциированной оксигруппе:
O 2 N–Ph–N≡N + + Ph–OH → O 2 N–Ph–N=N–Ph–OH

O 2 N–Ph–N=N–Ph–O ¯ ЦП +
Определению фенола не мешают 50-кратные количества анилина. Не мешают определению 2,4,6-замещенные фенола, 2,4-замещенные 1-нафтола и 1-замещенные 2-нафтола. Диапазоны определяемых содержаний для фенола: 0,05 – 0,1 – 0,3 – 0,5 – 1 – 3 – 5 мг/л. Разработанные тесты были применены для определения фенола в сточных водах.

Наиболее в тест-методах используют в качестве реагента 4-аминоантипирин. Фенол и его гомологи с 4-аминоантипирином образуют окрашенные соединения в присутствии гексацианофератта (III) при рН 10:

Практически не реагируют с 4-аминоантипирином n-крезол и те паразамещенные фенолы, в которых замещающими группами являются алкил-, бензоил-, нитро-, нитрозо- и альдегидные группы. Диапазон определяемых содержаний для систем NANOCOLOR ® Phenol, Hach Co., CHEMetrics составляет 0,1 – 5,0 мг/л фенола.

2. Практическая часть
2.1 Теоретические основы методов контроля качества очистки ПСВ
Для контроля качества очистки ПСВ необхо­димо создание специальных лабораторий, например, лаборатория промыш­ленной санитарии.

Так как состав ПСВ довольно разнообразен, необходимо постоянное наблюдение за качеством очистки этих вод.

Рассмотрим некоторые методики определения органических соединений в природных сточных водах.
2.1.1 Метод газовой хроматографии
Анализируем фенол и его производные.

Анализируемую сточную воду разбавляют равным объемом 1 М раствора гидроксида натрия, экстрагируют смесью 1: 1 диэтилового и петролейного эфиров для отделения всех других органических веществ, содержащихся в сточной воде, от натриевых солей фенолов, оставшихся в водной фазе. Водную фазу отделяют, подкисляют и вводят в газовый хроматограф. Чаще, однако, фенолы экстрагируют бензолом и хроматографируют полученный бензольный экстракт. Хроматографировать можно как фенолы так и их метиловые эфиры. На рисунке приведена газовая хроматограмма бензольного экстракта смеси фенолов, полученная на стеклянной колонке длинной 180 см с наружным диаметром 6 мм, заполненной жидкой углеводной фазой типа апиезона L. Хроматографирование проводили при температуре колонки 170 °С, температура детектора 290 °С, скорости газа-носителя 70 мл/мин. Использовали пламенно ионизационный детектор. В указанных условиях разделение пиков на хроматограмме достаточно четко, и можно провести количественное определение о - и п -хлорфенолов, фенола и м -крезола.

Для определения малого количества органических соединений необходимо предварительное концентрирование их сорбцией на активном угле. В зависимости от содержания органических соединений может понадобиться от 10 – 20 г, до 1,5 кг угля. После пропускания анализируемой воды через специально очищенные вещества необходимо десорбировать. Для этого уголь высушивают на медном или стеклянном подносе в атмосфере чистого воздуха, помещают высушенный уголь в бумажный патрон, закрытый стеклянной ватой , и десорбируют подходящим растворителем в аппарате типа Сокслета в течении 36 или более часов.

Ни один чистый растворитель не способен извлечь все сорбированные органические вещества, поэтому приходится прибегать к последовательной обработке несколькими растворителями или использовать смеси растворителей. Наиболее удовлетворительное извлечение сорбированных органических веществ достигается при применении смеси 47 % 1,2- дихлопропанола и 53 % метанола.

После извлечения растворитель отгоняют, остаток растворяют в хлороформе. Если остался нерастворимый остаток, его растворяют в уксусной кислоте, выпаривают и сухой остаток взвешивают. Хлороформный раствор растворяют в эфире и далее проводят анализ приведенный в табл. 3.
Рис. 4. Газовая хроматограмма бензольного экстракта смеси фенолов из образца сточной воды: 1 – о-хлорфенол; 2 – фенол; 3 – м-крезол; 4 – п-хлорфенол.
2.1.2 Метод масс-спектроскопии

Пробу помещали в экстрактор, добавляли внутренний стандарт, закрывали фильтром из активированного угля и продували через фильтр паровую фазу в течении 30 с для удаления примесей из воздуха. После этого ставили чистый фильтр и устанавливали расход 1,5 л/мин. Через 2 ч фильтр снимали и экстрагировали тремя порциями CS 2 по 7мкл и анализировали с помощью капиллярной ГЖХ с детектором ионизации в пламени. Хлорированные углеводороды, пестициды, полихлордифенилы, полицеклические ароматические углеводороды экстрагировали гексаном 2 × 15 мл в 1 л пробы воды. Фазы разделяли после отстаивания не менее 6 ч. экстракты сушили, концентрировали до 1 мл в токе азота и очищали на колонке с флорисиом. Хлорированные углеводороды, пестициды и дифенилы элюировали 70 мл смеси гексана и эфира (85:15) и концентрировали до 1 мл. Концентрат анализировали на стеклянной капиллярной колонке длинной 50 м с SE-54 с электронозахватным детектором, идентификацию неизвестных соединений осуществляли с помощью ГХ – МС.

Хлорированные парафиновые углеводороды в грязевых стоках, осадках и других объектах окружающей среды определяли путем обработки проб серной кислотой и разделением с помощью адсорбционной хроматографии на Al 2 O 3 на фракции с минимальным загрязнением другими соединениями. Эти фракции в растворе гексана вводили в хроматографическую колонку 13 м × 0,30 мм с SE-54 . Начальная температура колонки была 60 °С, через 1 мин температуру начали повышать со скоростью 10 °С/мин до 290 °С. Регистрировали полные масс-спектры в интервале масс от 100 до 600 а. е. м. через каждые 2с. Предел обнаружения был равен 5 нг, что соответствовало относительной концентрации 10 -9 .
Выводы
Развитие природоохранных сооружений не может проводиться без соответствующего экологического обоснования. Основой такого обоснования является оценка воздействия очищенных сточных вод на водоприемники. Необходимость проведения работ по оценке состояния водоёмов и водотоков была сформулирована еще в конце позапрошлого века.

Систематические анализы качества очищенной и речной воды были начаты в 1903 г. лабораторией профессора В. Р. Вильямса в с/х Академии.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности.

Список литературы

1. 
   СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети сооружения – М.: Стройиздат, 1985 г.

2. Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.

М.: Химия, 1984 г.

3. Новиков Ю. В., Ласточкина К. О., Болдина З. Н. Методы

исследования качества воды водоёмов. Издание 2-е,

переработанное и дополненное. М., «Медицина», 1990 г., 400 с. с

иллюстрациями.

4. Яковлев С. В., Ласков Ю. М. Канализация. Издание 5-е,

переработанное и дополненное. Учебник для техникумов. М.,

Стройиздат, 1972 г., 280 с. с иллюстрациями.

5. Золотов Ю. А., Иванов В. М., Амелин В. Г. Химические тест-

методы анализа. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 304 с.

6. Масс-спектрометрия загрязнений окружающей среды /

Р. А. Хмельницкий, Е. С. Бродинский. – М.: Химия, 1990. – 184 с.

7. Моросанова С. А., Прохорова Г. В., Семеновская Е. Н.

Методы анализа природных и промышленных объектов:

Учеб. пособие. – М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1988. 95 с.