Естествени водни органични примеси. Органични вещества в отпадъчните води Какво представляват органичните съединения във водата

Съдбата на замърсителите в природните води се развива по различни начини. Тежките метали, веднъж попаднали в резервоар, се разпределят в различни форми, след което постепенно се отнасят с течението, улавят се от дънни утайки или се абсорбират от водни организми (предимно чрез свързване към SH-групи), с което се утаяват в дъното и различни форми на тежки метали, абсорбирани в различна степен.

Нефтопродуктите практически не се смесват с вода и се разпространяват по повърхността й като тънък филм, който се отнася от течения и с течение на времето се адсорбира върху суспендирани частици и се утаява на дъното. Разтворените петролни продукти също се адсорбират върху суспендирани частици или се окисляват от кислород, разтворен във вода, а разклонените въглеводороди се окисляват по-бързо от неразклонените. Освен това нефтените продукти могат да се абсорбират от водни микроорганизми, но тук ситуацията е обратна: разклонените се абсорбират по-бавно.

Повърхностноактивните вещества се адсорбират върху суспендирани частици и се утаяват на дъното. Те също могат да бъдат разградени от някои микроорганизми. Някои повърхностно активни вещества образуват неразтворими соли с калций и магнезий, но тъй като такива повърхностно активни вещества не се разпенват добре в твърда вода, те се заменят с вещества, които не образуват неразтворими соли. Поведението на повърхностноактивните вещества, които не образуват неразтворими соли, се описва главно чрез кинетични модели, като се използва ефективната линейна скорост на потока от водния стълб към дъното.

Веднъж попаднали в резервоар, торовете обикновено се абсорбират от живи организми, рязко увеличавайки биомасата, но в крайна сметка те все още се утаяват на дъното (въпреки че могат да бъдат частично извлечени обратно от дънните утайки).

Повечето органични вещества, включително пестициди, се хидролизират или окисляват от разтворен кислород или (малко по-рядко) се свързват с хуминови киселини или Fe 3+ йони. Както окисляването, така и хидролизата могат да бъдат улеснени от определени микроорганизми. Вещества, съдържащи сяра в ниски степени на окисление, двойни връзки, ароматни пръстени с донорни заместители се подлагат на окисление. Въглеродните атоми, свързани с кислорода, и въглеродните атоми при поляризираните връзки също се окисляват:

Халогенсъдържащите съединения, както и ароматните съединения с мета-ориентиращи заместители (например NO 2 -група) и халогени се окисляват много по-бавно от незаместените аналози. Кислородсъдържащите групи в молекулата или o, n - ориентиращи заместители (с изключение на халогени) в ароматния пръстен, напротив, ускоряват окислението. Като цяло относителната устойчивост на съединенията към окисляване във вода е приблизително същата като в атмосферата.

На първо място, съединенията, съдържащи полярни въглерод-халогенни връзки, претърпяват хидролиза, естерните връзки са много по-бавни, а C-N връзките са още по-бавни.

Увеличаването на полярността на връзката води до ускоряване на хидролизата. Множествените връзки, както и връзките с ароматното ядро, практически не се хидролизират. Съединенията, в които един въглероден атом има няколко халогенни атома, също са слабо хидролизирани. Ако в резултат на хидролиза се образуват киселини, тогава повишаването на pH, като правило, допринася за този процес, ако се образуват основи, намаляването на pH допринася за увеличаване на хидролизата. В силно кисела среда процесът на хидролиза на С-О връзките се ускорява, но хидролизата на въглерод-халогенните връзки се забавя.

Както окислението, така и хидролизата на органичните съединения се описват с кинетични модели и могат да бъдат характеризирани чрез полуживота на тези съединения. Хидролизата, катализирана от киселини и основи, се описва с по-сложни модели, тъй като нейната скорост е много зависима от pH (фиг.).

Тази зависимост обикновено се изразява с уравнението

k \u003d k n + k a * 10 - pH + k b £ „ * 10 14 -pH,

където k е общата константа на скоростта на хидролизата, k n е константата на скоростта на хидролизата в неутрална среда, k a е константата на скоростта на хидролизата, катализирана от киселина, k b е константата на скоростта на хидролизата, катализирана от основа.

Продуктите на окисление и хидролиза като правило са по-малко опасни за организмите от изходните материали. В допълнение, те могат да бъдат допълнително окислени до H 2 O и CO 2 или асимилирани от микроорганизми. В хидросферата вторият начин е по-вероятен. Химически стабилните органични вещества в крайна сметка се озовават в дънни утайки поради адсорбция върху суспензии или абсорбция от микроорганизми.

Във всички резервоари ефективните линейни скорости на потока на разтворените вещества към дъното обикновено са много по-малки от 10 cm/ден, така че този начин на пречистване на резервоари е доста бавен, но много надежден. Органичните вещества, които са паднали в дънни утайки, обикновено се унищожават от микроорганизми, живеещи в тях, а тежките метали се превръщат в неразтворими сулфиди.

Като ръкопис

ИЗВЕКОВА Татяна Валериевна

ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЧНИТЕ СЪЕДИНЕНИЯ, СЪДЪРЖАЩИ СЕ В ПРИРОДНИТЕ ВОДИ, ВЪРХУ КАЧЕСТВОТО НА ПИТЕЙНАТА ВОДА (по примера на Иванов)

Иваново - 2003г

Работата е извършена в Държавното учебно заведение за висше професионално образование "Ивановски държавен химикотехнологичен университет".

Научен ръководител: доктор на химическите науки,

Доцент Гриневич Владимир Иванович

Официални опоненти: д-р по химия,

Професор Базанов Михаил Иванович доктор по химия, професор Яблонски Олег Павлович

Водеща организация: Институт по химия на разтворите на Русия

Академия на науките (Иваново)

Защитата ще се проведе на 1 декември 2003 г. от 10 ч. на заседание на дисертационния съвет D 212.063.03 в Държавното учебно заведение за висше професионално образование "Ивановски държавен химико-технологичен университет" на адрес: 153460, Иваново. , бул. Ф. Енгелс, 7.

Дисертационният труд може да се намери в библиотеката на Държавното учебно заведение за висше професионално образование "Ивановски държавен химикотехнологичен университет".

научен секретар

дисертационен съвет

Базаров Ю.М.

Уместността на работата. Проблемът, свързан с наличието на различни органични съединения в питейната вода, привлича вниманието не само на изследователи в различни области на науката и специалисти по пречистване на водата, но и на потребителите.

Съдържанието на органични съединения в повърхностните води варира в широки граници и зависи от много фактори. Доминираща сред тях е стопанската дейност на човека, в резултат на която повърхностният отток и валежи се замърсяват с разнообразни вещества и съединения, включително органични, които се съдържат в незначителни количества, както в повърхностните води, така и в питейните води. Някои вещества, като пестициди, полициклични ароматни въглеводороди (PAH), хлорорганични съединения (OCs), включително диоксини, са изключително опасни за човешкото здраве дори в микродози. Това определя техния приоритет наред с останалите екотоксиканти и налага отговорен подход при избора на технология за пречистване на водите, мониторинг и контрол на качеството както на питейната вода, така и на водоизточниците.

Следователно изследването на съдържанието на CHOS както във водата на източника на водоснабдяване, така и появата на последния в питейната вода; Определянето на риска за общественото здраве от краткосрочната и дългосрочната употреба на вода като потенциална опасност за здравето и за подобряване на съществуващите системи за пречистване на водата е от актуално значение. В дисертационната работа изследването е извършено на примера на язовир Волски, осигуряващ

80% от консумацията на питейна вода от населението на Иванов. __

Работата е извършена в съответствие с тематичните изследователски планове на Ивановския държавен химико-технологичен университет (2000 - 2003 г.), RFBR GRANT № 03-03-96441 и Федералния център за научни изследвания.

Основната цел на тази работа беше да се установи връзката между качеството на водата в язовир Уводское и питейната вода, както и да се оцени рискът от канцерогенни и общи токсични ефекти сред населението. За постигане на тези цели бяха извършени следните дейности:

експериментални измервания на следните най-важни показатели за качеството на водата: рН, сух остатък, ХПК, концентрации на феноли, летливи халокарбони (хлороформ, хора "~ [хлороетан,

Трихлоретилен, тетрахлоретилен, 1,1,2,2-тетрахлороетан), хлорофеноли (2,4-дихлорфенол, 2,4,6-трихлорофенол) и пестициди (гама HCCH, DDT), както в източника на водоснабдяване, така и в питейната вода ;

Определени са основните източници и поглътители на нефт и фенолни въглеводороди в резервоара Уводск;

Разработени са изчисления на рисковите стойности за появата на канцерогенни и общи токсични ефекти и препоръки за намаляване на вероятността от появата им при потребителите на вода.

Научна новост. Разкриват се закономерности на времеви и пространствени промени в качеството на водата във водоизточника на град Иванов. Установени са връзки между съдържанието на основните токсични вещества в източника на водоснабдяване и качеството на питейната вода, което позволява чрез промяна на дозата хлор или подобряване на системата за пречистване на водата да се намалят рисковете от развитие на неблагоприятни канцерогенни и общи токсични ефекти. Установена е връзката между съдържанието на суспендирани органични вещества и хлорфеноли във водоема и питейната вода. Показано е, че съдържанието на хлороформ се определя от стойностите на pH и перманганатната окисляемост (PO) на естествената вода. За първи път са идентифицирани рисковете от развитие на неблагоприятни органолептични, общи токсични и канцерогенни ефекти при гражданите, както и свързаното с това намаляване на продължителността на живота и увреждане на общественото здраве.

Практическо значение. За първи път са определени основните източници (канал Волга-Увод и атмосферни отлагания) и поглътители на нефт и фенолни въглеводороди (хидродинамично отстраняване, биохимична трансформация, утаяване и изпарение) в резервоара Уводское. В допълнение, получените експериментални данни могат да се използват както за прогнозиране на промените в качеството на водата в резервоара, така и на питейната вода. Дадени са препоръки за водовземане от контролирана дълбочина в определени периоди от годината, както и екологична и икономическа обосновка на необходимостта от модернизиране на пречиствателните системи.

Основни положения за защита. 1. Модели на пространствено-времево и междинно разпределение на COS във водно тяло.

2. Корелация между съдържанието на COS в резервоар Увод и в питейната вода, преминала всички етапи на пречистване на водата.

3. Резултати от балансови изчисления за притока и изтичането на нефтени въглеводороди и феноли от резервоара.

4. Резултатите от изчисляването на риска за здравето на населението при краткосрочно и дългосрочно използване на пречистена вода, намаляването на очакваната продължителност на живота (LLE) и щетите, изразени в парично изражение, причинени на здраве на населението на Иваново по статистическата цена на живота (СЖК) и щети според «минималния размер на застраховката за отговорност за вреди на живот, здраве ...“.

Публикуване и апробация на работата. Основните резултати от дисертацията са докладвани на III Руски научно-технически семинар "Проблеми на питейното водоснабдяване и начини за тяхното решаване", Москва, 1997 г.; Всеруска научно-техническа конференция "Проблеми на развитието и използването на природните ресурси на северозападната част на Русия", Вологда, 2002 г.; II Международна научно-техническа конференция "Проблеми на екологията по пътя към устойчивото развитие на регионите", Вологда, 2003 г.

Дисертационен том. Дисертационният труд е изложен на 148 страници, съдържа 50 таблици, 33 фиг. и се състои от въведение, преглед на литературата, методи на изследване, обсъждане на резултатите, заключения и списък на цитираната литература, включващ 146 заглавия.

В първата глава се разглеждат основните източници и поглътители на органични, включително хлорорганични съединения в естествените повърхностни води, механизмите на образуване и разлагане на хлорорганичните съединения във водата. Даден е сравнителен анализ на различни методи за пречистване на водата (хлориране, озониране, ултравиолетово лъчение, ултразвук, рентгеново лъчение), както и влиянието на един или друг метод за дезинфекция на водата върху съдържанието на COS в нея. Показано е, че в момента няма нито един метод и средство без определени недостатъци, универсални за всички видове пречистване на вода: подготовка на питейна вода, дезинфекция на промишлени отпадъчни води, битови отпадни води и дъждовни води. Следователно, най-ефективният и рентабилен

Основната цел е подобряване качеството на природните води във водоизточниците. По този начин изследването на образуването и миграцията на основните токсиканти във всеки конкретен случай на водоснабдяване е не само уместно, но и задължително както за подобряване на качеството на водата в източника, така и за избор на метод за пречистване на водата.

Втората глава представя обектите на изследване: повърхностни (резервоар Уводское, фиг. 1) и подземни (водовземане Горински) източници на водоснабдяване, както и вода от градското водоснабдяване.

Анализът на качествените показатели е извършен по сертифицирани методи: pH-потенциометрични; сухият остатък и суспендираните вещества се определят по гравиметричен метод; химическа (ХПК), биохимична (БПК5) консумация на кислород и разтворен кислород - титриметрично, летливи феноли - фотометрично (КФК-2М), нефтопродукти са определени с ИЧ спектрофотометричен метод ("Srecors1-80M"), летливи халокарбони (хлороформ, тетрахлорметан) , хлоретилени, хлоретани) се определят както газово хроматографски, така и

и фотометрични методи, хлорфеноли и пестициди (гама HCCH, DDT) - газови хроматографски методи (газов хроматограф на марката Biolut с електронен улавящ детектор (ECD)). Случайната грешка при измерване на COS чрез хроматографски методи (доверителна вероятност 0,95) не надвишава 25%, а относителната грешка при измерване на всички други показатели за качеството на водата, използвайки стандартни методи, не надвишава 20%.

Глава 3. Качеството на водата в язовир Уводское. Главата е посветена на анализа на пространствено-времевото разпределение на органичните съединения и влиянието на обобщените показатели върху тях (Глава 2). Измерванията показват, че промяната в стойността на pH не надхвърля толерантността на водната екосистема.

предварително съхранение

Ние. с изключение на няколко измервания (станции: язовир, канал). Сезонни промени - повишена коприненост, a. следователно стойностите на pH на водата през летния период са свързани главно с процесите на фотосинтеза. От 1996 г. (оттегляне) има тенденция към повишаване на pH. съответно по години: 7,8 (1996); 7.9 (1997); 8.1 (1998); 8.4 (2000); 9.0 (2001). което очевидно е свързано с увеличаване на биопродуктивността на резервоара и натрупване на биомаса във водата. Това показва постепенно повишаване на трофичното ниво на резервоара.

Анализът на съдържанието на органични вещества (фиг. 2) във водата на язовир Уводск от 1993 до 1995 г. показва увеличение на съдържанието им до 210 mg/l, с разтворени органични вещества до 174 mg/l, а в суспендирани съдържанието им се повишава до 84%. Най-голямо количество разтворена органична материя се отбелязва в района на с. Рожново, а суспендираната органична материя е повече или по-малко равномерно разпределена по водоема.

Изследването на съдържанието на органични вещества в състава на разтворени и суспендирани форми при приемане на вода показа, че по време на фазите на стабилен водообмен по-голямата част от органичните съединения са в разтворено или колоидно разтворено състояние (93-98,5%) .

По време на наводнението (2-ро тримесечие) съдържанието на органични съединения, както в разтворена, така и в суспендирана форма, се увеличава, а суспендираните форми представляват 30-35% от общото съдържание на органични вещества. Изисква се 01menp. че във фазите на стабилен водообмен съдържанието на органични съединения във водоприемната зона е по-високо, отколкото през зимните месеци. Очевидно това се дължи на по-интензивни процеси на окисление, фотосинтеза или хидролиза на част от органичните вещества (възможно нефтопродукти) и прехвърлянето им в разтворено състояние.

Стойността на софтуера се промени през 1995-2001 г. 1. в (mg Oo/l): 6,3-10,5; средните годишни стойности са: 6,4-8,5. Съдържанието на биохимично окисляеми органични съединения (БПК5) във водата на язовир Уводск

■ Q1 Q2 QQ Q4 Q4

Nilisha варира от 1,1 - 2,7 mg O2 / l при нормализирани стойности от 2 mg Og / l според БПК5, а PO - 15 mg Og / l.

Максималната стойност на цитотоксичността на разтворите, подложени на окисляване (хлориране, озониране), се проявява при минимално съотношение BOD/PO, което показва наличието на биологично неокисляеми съединения в разтвора. Следователно, при определени условия, окисляването на заместените съединения може да доведе до образуването на междинни продукти с по-висока цитотоксичност.

Резултатите от измерванията (Таблица 1) показват, че има тенденция към намаляване на съотношението БПК5/PO, което показва натрупване на трудно окисляеми органични вещества във водоема и е отрицателен фактор за нормалното функциониране на водоема, и в резултат на това се увеличава вероятността от образуване на COS по време на хлориране на водата.

маса 1

Сезонна промяна в съотношението BOD5/LD_

Стойност на BODz/LD за сезона

1995 1996-1997 1998 2000-2001

Зима 0,17 0,17 0,15 0,15

Пролет 0,26 0,23 0,21 0,21

Лято 0,13 0,20 0,20 0,19

Есен 0,13 0,19 0,19 0,18

ср. 0,17 0,20 0,19 0,18

През целия изследван период количеството разтворен кислород в резервоара Уводское никога не е падало под нормата и абсолютните стойности са близки една до друга през годините. През лятото, поради увеличаване на интензивността на процесите на фотосинтеза, концентрацията на разтворен кислород спада средно до 8,4 mg/l. Това води до намаляване на интензивността на окислителните процеси на замърсителите, но не се наблюдава адекватно увеличение на съдържанието на органични съединения (ОС) през 3-то тримесечие (фиг. 2). Следователно, основните канали за разлагане на OS са или фотохимични процеси, или реакции на хидролиза и биохимично окисление, а не химическо окисление.

Контролът върху съдържанието на органични вещества (фиг. 3) във водната зона на резервоара показа, че средното съдържание на летливи феноли и нефтени въглеводороди е максимално през пролетния период и е около 9 и 300 MPC.x. съответно. Особено високи концентрации се наблюдават в района на с. Микшино (14 и 200 ПДКр.ч.), с. Рожново (12 и 93 ПДКр.х.) и при с. Иванково.

повече от 1000 MPC.x. (за нефтопродукти). Следователно натрупването на биохимично трудни за окисляване органични вещества във водата на язовир Уводское е следствие от замърсяването на резервоара, което обяснява увеличаването на стойността на PO.

1 четвърт mg/l

2-ра четвърт u-

3 четвърт 5 -

4 четвърт О

12 3 4 Нефтопродукти

Ориз. Фиг. 3. Пространствено-времево разпределение на летливи феноли и нефтопродукти по време на годината по станции (1995): 1) язовир, 2) Мик|нию, 3) канал, 4) Рожново, 5) Иванково.

За изясняване на основните причини за „повишеното съдържание на феноли и нефтени въглеводороди (ОВ) във водата на резервоара е измерено тяхното съдържание в атмосферните валежи (табл. 2), което позволи да се определят основните източници и поглътители на тези съединения в резервоара от уравнението на баланса (Таблица 3).

таблица 2

Концентрациите на феноли и нефтени въглеводороди в атмосферните отлагания в

Индикатор Снежна покривка* Валежи

1 2 3 4 15 1 Ср.

Феноли, μg/l 17 12 15 8 19 IV 12

НП. mg/l 0,35 pt 0,1 pt 0,05 0,1 0,3

*1) язовир, 2) Мнкшино, 3) канал, 4) Рожново, 5) Иванково.

Таблица 3

Източници и поглътители на феноли и нефтени въглеводороди в резервоара Уводское

Съединение Източници на доход, t/година 2, t/година Източници на продукция, t/година* A. t/година

Дъждовен отток Вода от топене на сняг Отток R-Uvod Канал Волга-Uvod GW, t/година BT, t/година U, t/година

Феноли 0,6 0,3 0,5 0,8 2,2 1,1 0,3 0,6 -0,2 (8,5%)

NP 13,76 2,36 156,3 147,7 320,1 111,6 93,6 96,0 -18,9 (5,9%)

* GV - хидродинамично отстраняване: BT - трансформация (биохимична), I - изпарение; X - общо постъпление; D - разликата между приходните и разходните позиции.

Замърсяването на атмосферните отлагания с НЧ в сравнение със съдържанието им в резервоар по време на пролетно наводнение е малко и възлиза на 0,1 mg/l за сняг (2 MPCpit), а за дъжд 0,3 mg/l (6 MPCpit), следователно, повишено концентрациите на НЧ, наблюдавани през пролетта (фиг. 3) във водата на язовир Уводское, са причинени от други източници. Таблица данни. 3 показват следното:

Основните източници на нефтени въглеводороди, постъпващи в резервоара Уводское, са каналът Волга-Увод и оттокът на река Увод (приблизително 50% всеки), атмосферните валежи и стопената вода не оказват значително влияние върху съдържанието на ОП във водата на резервоара;

За феноли основните източници се считат за всички канали за влизане: каналът Волга-Увод - 36%, дъждовният отток - 26%, оттокът на реката. Вземете - 23%, стопена вода - 15%;

Определят се основните канали за отделяне: за феноли - хидродинамично отстраняване (~ 50%); за NP - съответно хидродинамично отстраняване, изпарение и биохимична трансформация -34.30.29%.

Измерванията на съдържанието на общ органичен хлор, включително летливи, адсорбируеми и екстрахируеми COS (фиг. 4), показват, че общото съдържание на COS по отношение на хлор в резервоара е максимално по време на обмена на изворна вода в района на село Иванково - 264 и летен период - 225 μg / l ("Микши-но"), а през есента - канал, Иванково (съответно 234 и 225 mcg / l).

■ 1 четвърт

□ 2 четвърт

□ Q3 Q4

1 2 3 4 5 сред тигелите.

Трябва да се отбележи, че ако през 1995-96г. във водоприемната зона, в рамките на чувствителността на методите, COS не винаги се откриват, след това през 1998 г. хлороформът е регистриран в 85% от измерванията, а въглеродният тетрахлорид в 75%. Диапазонът на променливите стойности за хлороформ варира от 0,07 до 20,2 µg/l (средно - 6,7 µg/l), което е 1,5 пъти по-високо от MPC.ch., а за SCC от 0,04 до 1,4 µg/l ( средно 0,55 µg/l), при нормирана липса във водното течение. Концентрациите на хлоретилен във водата на водоема не надвишават нормираните стойности, но през лятото на 1998 г. е регистриран "тетрахлоретилен, чието наличие в природните води е недопустимо. Измерванията, извършени през 1995 - 1997 г., показват липсата на от 1,2-дихлоретан и 1,1,2,2-

тетрахлороетан. но през 1998 г. е установено наличие на 1,2-дихлоретан във водоприемната зона при обмен на изворна вода.

Хлорфенолите в язовир Уводское се натрупват главно в долните слоеве на водата, а по време на наводнението (2-ро тримесечие) концентрацията им се увеличава. Подобно разпределение се наблюдава за суспендирани и разтворени органични вещества (фиг. 2). По този начин има добра корелация между увеличението на съдържанието на суспендирани вещества (коефициент на корелация 11=0,97), а именно органични суспензии (12,5 пъти) и концентрацията на хлорофеноли във водата на водоема (фиг. 5).

C, µg/dm* Във фаза на устойчиво водоснабдяване

2,4-дихлорфенол / мена съдържание на хлорфеноли в

2,4,6-трихлорфенол/. максимална площ за поемане на вода,

което очевидно е свързано с движението на токсични вещества в повърхността

претеглени на слоеве от долните слоеве, от-

60 70 80 тегл.%

с по-високо съдържание

Ориз. Фиг. 5. Зависимост на концентрацията на хлор, в g, на суспендирани органични феноли от съдържанието на суспендирани

органична материя. вещества.

През целия период на изследване γ-HCH, DDT и неговите метаболити не са открити във водата на язовир Уводск и питейната вода. Очакваното намаление на съдържанието на ОС в резултат на процеса на разреждане във водните проби, взети на последователни станции (Рожново, Микшино, Иванково) не се наблюдава. Например на гара Рожново средните концентрации на феноли ОР. хлороформ, трихлоретилен. Софтуерът е в акции на MPCrx, съответно 8.7: 56;<0,5; 0,02; 0,85. На станции «Микшино» средние концентрации составляю! соответственно - 8.9: 110; 2.9; 0.03; 0.73.На станции «Иванково» - 7,0; 368: 6.75; 0.36; 0,55. Таким образом, явление разбавления характерно для фенолов и других, трудно окисляемых соединений (ПО); для НП. хлороформа и трихлорэтилена отмечается явный рост концентраций.

Малко по-различна ситуация се отбелязва при станциите "Канал" и "Язовир". Процесите на разреждане са показани тук за всички измерими съединения.

Средните концентрации на феноли, NP, хлороформ, трихлоретилен, PO в станция "Канал" са в дялове на ПДК, съответно - 7,4; тридесет; 0,7; 0,04, 0,55; средните концентрации в станция Плотина са 4,8; десет;<0,5; 0,02; 0,61. Наблюдается рост концентраций трудно окисляемых соединений (по результатам замеров ПО, БПК5/ПО) у верхнего бьефа плотины, что связано с гидродинамическим переносом с акватории водохранилища.

Глава 4. Връзката на качеството на водата в източника на водоснабдяване и питейна вода. През целия период на наблюдение има връзка между съдържанието на хлорорганични съединения в язовир Уводское и в питейната вода след процеса на хлориране. Общото съдържание на хлорорганични съединения по отношение на хлор е максимално в резервоара за чиста вода на входа на минния колектор през всички наблюдавани периоди (фиг. 4). Имайте предвид, че увеличението на този показател след хлориране на вода от подземен източник е незначително (1,3 пъти), а максималната стойност е 88 µg/l.

Таблица 4

Годишна динамика на съдържанието на COS в язовир Уводское

■ Индикатор ■ -■■ ......- Средна стойност, μg / dm * MPCr.h.,

1995** 1996-1997 1998 mcg/dm3

Хлороформ<5-121 /8,6 <5-12,6/8,0 1,4-15,0/7,8 5

SSC<1-29,4/1,3 <1 0,08-1,4/0,5 отс.

1,2-дихлороетан___<6 <6 <0,2-1,7/0,6 100

Трихлортилен<0,4-13/0,81 <0,1-0,1 /0,05 <0,1-0,1 /0,03 10

Тетрахлоретилен - -<0,04-0,1 /0,02 отс.

1,1,2,2-тетрахлороетан - -<0,1 отс.

2,4-дихлорфенол -<0,4-3,4/1,26 <0,1-2.1 /0,48 О 1С.

2,4,6-трихлорфенол j<0.4-3,0/1,3 | <0,4-2,3/0,43 ОТС.

♦min - shak/(средногодишно); ** - средно аритметично данни от 6 наблюдателни станции.

Съществува благоприятна тенденция за екосистемата на резервоара за намаляване на съдържанието на всички контролирани COS (Таблица 4), но средните годишни концентрации на хлороформ, тетрахлорметан, тетрахлоретилен, 2,4-дихлорфенол и 2,4,6-трихлорфенол надвишават съответстващ

MPC, т.е. водните екосистеми изпитват повишено натоварване от тези съединения.

След хлориране концентрациите на COS в питейната вода се повишават, но не надвишават съответните норми, установени за питейната вода, с изключение на 2,4-дихлорфенола (табл. 5).

Таблица 5

Годишна динамика на съдържанието на CHOS в питейната вода

Индекс Средна стойност, mcg/dm"1 *

1995 1996-1997 1998 2000 2001 MPCp**

Хлороформ 7,8-35,2 5,6-24,6 5,0-43,5 3,2-38,6 5,0-24,4 200/30

(18,3) (12,2) (11,3) (10,95) (9,3)

SSC<1 <1 0.2-0.86 (0,5) 0,2-1,2 (0,53) 0.2-1.1 (0,51) 6/2

1,2-дихлороетан<6-8,6 <6 <6 <0.2-6.0 (1,4) <0.2-2.5 (1,18) <0.2-1.3 (0,74) 20/10

Трихлоретилен<0,4-0,4 <0,4 <0,4 <0.1-0.7 (0,18) <0.1-0.2 (0,1) <0.1-0.4 (0,16) 70/3

Тетрахлоретилен -<0.04-0.1 (0,06) <0,040,1 2/1

1,1,2,2-тетрахлороетан - -<0,1 <0,10.12 <0,1 200

2,4-дихлорфенол - 0,4-5,3<0.1-4.3 <0.1-2.1 0.1-0.4 2

(1,6) (1,43) (0,7) (0,3)

2,4,6-трихлорфенол -<0,4-2,8 (0,92) <0.4-3.1 (1,26) <0.4-1.3 (0,78) <0,4 4/10

Гама HCCH DDT -<0,002 2/отс

*max - tt / (средногодишни стойности); **MAC" - RF стандарти/ - стандарти на СЗО.

C1 Периодично (в отделни месеци) на-

И-С-С-С! oJ-C-O "+ SNCH се наблюдава повишено съдържание на chlo-O C1 O roform спрямо препоръчаните норми

СЗО бани. Количеството образуван хлороформ се определя от стойностите на pH и PO на естествената вода (фиг. 7), което не противоречи на литературните данни.

Периодично (през няколко месеца) се наблюдава повишено съдържание на хлороформ спрямо препоръчаните от СЗО норми. Количеството образуван хлороформ се определя от стойностите на pH и PO на естествената вода (фиг. 7), което не противоречи на литературните данни.

Концентрацията на 2,4-дихлорфенол превишава нормализираната стойност (MPC -2 µg/l) в 30% от измерванията средно с 40-5-50% през целия период

наблюдения. Трябва да се отбележи, че максималните концентрации на хлорфеноли в питейната вода се наблюдават през лятото (Q3), което корелира със съдържанието им във водоприемната зона.

C HF, µg/dm3

Ориз. Фиг. 7. Взаимна зависимост на съдържанието на хлор. Фиг. 8. Корелация между съдържанието на хлороформ в питейната вода от рН (1) хлорофеноли в питейната вода и хлорфе-iCOD (2) в естествени водни ноли (1), суспендирани органични

(I = 0,88; = 0,83). съединения (2) в естествена вода

(К| - 0,79; К2 - 0,83).

Има тенденция към увеличаване на хлорфенолите в питейната вода: 2,4-дихлорфенол средно 2 пъти, а 2,4,6-трихлорфенол - 1,3 пъти през лятото. Съществува добра корелация (фиг. 8) между концентрацията на хлорофеноли в питейната вода, както и концентрацията им и съдържанието на суспендирани органични съединения в естествената вода.

Поради факта, че концентрациите на хлорофеноли в придънните слоеве са по-високи и са предимно в суспензия, е необходимо да се подобри процесът на филтриране на водата, както и да се извършва водовземане от контролирана дълбочина. особено през пролетта и лятото.

Глава 5. Оценка на въздействието на питейната вода върху общественото здраве. Като се използва

компютърна програма "Чиста вода". разработена от научно-производствената асоциация "ПОТОК" в Санкт Петербург, беше направена оценка на съответствието на питейната вода по показатели koshrolir>emy\1 и оценка на риска от нарушаване на функционирането на човешките органи и системи при е извършена обработка на питейна вода (1 табл. 6) .

Резултатите от изчислението показват намаляване на риска от неблагоприятни органолептични ефекти при консумация на питейна вода, както непосредствена, така и хронична интоксикация в сравнение с естествената вода във водоприемната зона. Значителна част от него се дължи на такива показатели като феноли и техните хлорни производни (2,4-дихлорфенол и 2,4,6-трихлорфенол). От друга страна,

rona след процеса на пречистване на водата увеличава (1,4 пъти) риска от канцерогенни ефекти (хлороформ, тетрахлорид и трихлоретилен) и общ токсичен риск: хронично действие с 4-5 пъти и общо с 2-3 пъти, които образуват феноли, хлороформ, въглероден тетрахлорид, 1,2-дихлороетан и трихлоретилен.

Таблица 6

Резултати от изчисляването на риска за 1998_

Индикатори Риск

Повърхност Долно пиене

Риск от развитие на неблагоприятни органолептични ефекти (незабавно действие) 0,971 0,999 0,461

Риск от неблагоприятни органолептични ефекти (хронична интоксикация) 0,911 0,943 0,401

Риск от канцерогенни ефекти 0,018 0,016 0,21

Общ токсичен риск (развитие на хронична интоксикация) 0,001 0,001 0,005

Общ токсичен риск (общ) 0,003 0,003 0,008

Получените данни позволиха да се идентифицират приоритетните замърсители сред

la изследвани, като хлороформ, тетрахлорметан и трихлоретилен, 1,2-дихлороетан, 2,4-дихлорфенол и 2,4,6-трихлорфенол, които имат значителен принос към общия общ токсичен риск.

Установените стойности на вероятностите за проява на общи токсични и канцерогенни ефекти значително надвишават нормализираната рискова стойност. Допустимият (приемлив риск) от вещества с канцерогенни свойства е в диапазона от 1 (G4 до 10-6 души / човек-година, т.е. стойностите на риска от заболяване и смърт при пиене на вода не са приемливо.

Показано е, че сегашното състояние на питейната вода, консумирана от населението на Иваново, води до влошаване на здравето му и в резултат на това до намаляване на продължителността на живота: мъже - 5,2; жени - 7,8 години (табл. 7).

Таблица 7

Намаляване на очакваната продължителност за популации___

Име на риска (R), дял отн. единици 1XE \u003d b x K, година

Мъже жени

Средна продължителност на живота 56 71

Средна възраст на населението 37 42.3

Очакван остатък i<изни 19 28.7

Риск от развитие на неблагоприятни органолептични ефекти (незабавно действие) 0,157 Индикатор, който характеризира появата на нестабилни негативни реакции на организма към консумираната питейна вода (алергични реакции и др.). Органолеп. непосредствени индикатори. действията в повечето случаи не водят до БЕ.

Продължение на таблицата. 7

Риск от развитие на неблагоприятни органолептични ефекти (хронична интоксикация) 0,09 Индикатор, който характеризира появата на устойчиви негативни реакции на организма към консумираната питейна вода (придобита "глобална" алергия, респираторни заболявания, анемия и др.)

Риск от канцерогенни ефекти 0,02 Индикатор, характеризиращ появата на мутагенни и канцерогенни ефекти в човешкото тяло (рак, промени в ДНК и др.)

Общ токсичен риск (развитие на хронична интоксикация) 0,006 Индикатор, който характеризира развитието на човешки заболявания на дихателната система, ендокринната система, пикочните пътища и др.

le 0,11 0,17

£1XE, година 5.2 7.8

Резултатите от изчислението показват, че най-голямото намаляване на продължителността

продължителността на живота се определя от фактори, които формират неблагоприятни органолептични ефекти, чиято величина се определя от съдържанието на феноли и техните хлорни производни (таблица 6).

В практиката се използва икономическа оценка на въздействието на околната среда върху здравето, която се основава на издръжката на живота и размера на таксите за възстановяване на здравето. Следователно вредата (Y) за здравето на населението на Иваново (450 хил. души) от консумацията на подготвена питейна вода е изчислена по статистическата цена на живот (Таблица 8) и вредата при „минимално количество застраховка за отговорност за причиняване на вреди на живота, здравето или имуществото на други лица и природната среда в случай на авария в опасно съоръжение” (Таблица 9).

Таблица 8

Изчисляване на размера на щетите въз основа на статистическите разходи за живот (CVL)*

Население в Иваново, лица Мъже (164000) Жени (197250)

BE от потреблението на некачествена питейна вода на човек, години 5.2 7.8

Средна (очаквана) продължителност на живота, години 56 71

Щети от намаляване на продължителността на живота на 1 човек, изразени в парично изражение, € 3496,6 4407,4

Общи щети, 0,96 милиарда евро

* SCV = БВП х Тср / N. където БВП - брутен вътрешен продукт, rub; Т^, - средна продължителност на живота, години; N - броят на населението, души.

Таблица 9

Изчисляване на размера на щетата, на база "минимална застрахователна сума"

Щети от намаляване на продължителността на живота на 1-во лице, изразено в парично изражение, € мъже жени

Общи щети, €** 0,3 милиарда

** на основание чл. 15 от Закона на Руската федерация „За промишлената безопасност на опасни съоръжения“ № 116-FZ (клауза 2)

От получените стойности (Таблици 7-9), на територията на Иваново има зона на неприемлив екологичен риск (Ю.-.Ю "4), изискваща мерки за опазване на околната среда, независимо от мащаба на финансовите разходи Важно е да се отбележи, че изчисленото ниво на риск за околната среда не може да се дължи само на консумацията на питейна вода.

Тъй като основният проблем в системата за пречистване на водата е образуването на COS по време на хлорирането на водата и поради голямата дължина на тръбопроводите в града, хлорирането не може да бъде напълно изключено от процеса на пречистване на водата, това може да стане чрез замяна на хлора в Предлага се 1 етап на хлориране с друг окислител, който е озон, а на 2 етап - хлориране.

Основни резултати и изводи

1. Установено е, че промяната в съдържанието на органични съединения в резервоара Uvodskoye с течение на времето има тенденция да намалява, въпреки че концентрациите на нефтопродукти и летливи феноли все още са значително по-високи от нормализираните стойности до 42 и 4 MPC .х. съответно.

2. Показано е, че няма намаляване на съдържанието на органични съединения в резултат на процеса на разреждане на последователни станции (Рожново, Микшино, Иванково). Феноменът на разреждане е характерен само за фенолите, докато за нефтопродуктите, хлороформа и трихлоретилена има ясно изразено увеличение на концентрациите, което е свързано с допълнителни източници на доход (дифузия от интерстициални води, повърхностен отток).

Основните източници на нефтени въглеводороди, влизащи в резервоара Уводское, са каналът Волга-Увод и оттокът на река Увод (при

приблизително 50% всяка), атмосферните валежи и стопената вода не оказват голямо влияние върху съдържанието на нефтопродукти във водата на резервоара;

Определят се основните канали за отделяне: за феноли - хидродинамично отстраняване (~ 50%); за нефтопродукти - съответно хидродинамично отстраняване, изпарение и биохимична трансформация - 34.30.29%.

4. Показано е, че концентрациите на COS в питейната вода са взаимосвързани както с процесите във водоема, така и с процеса на дезинфекция на водата - хлориране.

7. Сегашното състояние на питейната вода, консумирана от населението на Иваново, води до влошаване на здравето му и в резултат на това до намаляване на продължителността на живота (мъже - 5 години, жени - 8 години, 2001 г.). Размерът на финансовите загуби се оценява на 0,3 милиарда евро/година, а въз основа на статистическите разходи за живот, на 0,96 милиарда евро/година.----

8. Доказано е, че хлорфенолите във водата на язовир Уводское са предимно в състава на суспендирани вещества, поради което се препоръчва да се подобри процесът на филтриране, за да се намали концентрацията им в питейната вода, както и да се извърши вода прием от контролирана дълбочина, особено през пролетно-летния период.

1. Гриневич В.И., Извекова Т.В., Костров В.В., Чеснокова Т.А. Корелации между качеството на водата във водния поток и водоснабдяването с питейна вода // Tez. отчет на 3-ти руски научно-технически семинар "Проблеми на питейното водоснабдяване и начини за тяхното решаване", Москва. -1997.-С. 123-125.

2. Гриневич В.И., Извекова Т.В., Костров В.В., Чеснокова Т.А. Източници на хлорорганични съединения в питейната вода в Иваново // Вестник "Инженерна екология" № 2,1998. - С. 44-47.

3. Гриневич В.И., Костров В.В., Чеснокова Т.А., Извекова Т.В. Качеството на питейната вода в Иваново. // Сборник научни трудове "Околна среда и здраве на човека" // Иваново, 1998. - С. 26-29.

4. Извекова Т.В., Гриневич В.И., Костров В.В. Хлорорганични съединения в питейната вода // Tez. отчет „Проблеми на развитието и използването на природните ресурси на северозападната част на Русия: Материали на Всеруската научно-техническа конференция.“ - Вологда: VoGTU, 2002. - С. 85-88.

5. Извекова Т.В., Гриневич В.И., Костров В.В. Органохлорни замърсители в естествения източник на водоснабдяване и в питейната вода на град Иванов // сп. "Инженерна екология" № 3,2003. - С. 49-54.

6. Извекова Т.В., Гриневич В.И. Органични съединения във водата на язовир Уводское // Тез. отчет На втората Международна научно-техническа конференция "Проблеми на екологията по пътя към устойчиво развитие на регионите". - Вологда: ВоГТУ, 2003. - С. 212 - 214.

Лиценз ЛР № 020459 от 10.04.97г. Подписан за печат 27.10.2003 г. Формат на хартията 60x84 1/16. Тираж 90 бр. Поръчка 2 "¡> $. Ивановски държавен химикотехнологичен университет. 153460, Иваново, пр. Ф. Енгелс, 7.

Освобождаване Отговорен

Извекова Т.В.

Въведение.

Глава 1 Литературен преглед.

§ 1-1 Санитарно-хигиенни характеристики на органичните замърсители на питейната вода.

§1.2 Източници на образуване на хлорорганични съединения.

§ 1.3 Основни методи за подготовка на питейна вода.

Глава 2. Методи и обект на експериментално изследване.

§2.1 Физически и географски характеристики на района на язовир Уводское.

§ 2.2 ONVS - 1 (м. Авдотино).

§ 2.3 Методи за определяне на концентрациите на органични и неорганични съединения.

§ 2.3.1 Вземане на водни проби и подготовка за анализ.

§2.3.2 Инструментални методи за изследване на HOS.

§ 2.4 Определяне на летливи органохалогенни съединения във вода

§2.4.1 Дефиниция на хлороформ.

§ 2.4.2 Определяне на въглероден тетрахлорид.

§2.4.3 Дефиниция на 1,2-дихлороетан.

§ 2.4.4 Определяне на трихлоретилен.

§ 2.5 Определяне на органохлорни пестициди (y-HCCH, DCT).

§2.5.1 Определяне на хлорфеноли (CP).

§ 2.6 Оценка на качеството и обработка на резултатите от измерванията.

§ 2.7 Дефиниране на обобщени показатели за качеството на водата.

Глава 3. Качеството на водата в язовир Уводское.

§ 3.1 Основни показатели за качеството на водата в язовир Увод.

§3.1.1 Ефект от промяната на pH.

§ 3.1.2 Съотношението на суспендирани и разтворени вещества в резервоар.

§3.1.3 Разтворен кислород.

§3.1.4 Промени в BOD5, COD.

§ 3.2 Токсични вещества (фенол, нефтопродукти).

§3.2.1 Влияние на валежите.

§ 3.2.2 Основните източници и поглътители на нефт и фенолни въглеводороди в резервоара Уводское.

§ 3.3 Хлорирани въглеводороди във водата на язовир Уводск.

Глава 4 Взаимоотношение на качеството на водата в източника на водоснабдяване и питейна вода.

§ 4.1 Качество на питейната вода в Иваново.

§ 4.2 Влияние на качеството на водата във водоизточника върху питейната вода.

§ 4.3 Качество на пресните подземни води.

Глава 5 Оценка на въздействието на питейната вода върху общественото здраве.

§5.1 Сравнителна оценка на риска за общественото здраве.

§ 5.2 Оценка на риска от намалена продължителност на живота. Изчисляване на щетите върху здравето на населението според статистическата цена на живота.

§ 5.4 Обосновка на необходимостта от реконструкция на системата за пречистване на водата в ONVS - 1.

Въведение Дипломна работа по биология на тема "Влиянието на органичните съединения, съдържащи се в природните води, върху качеството на питейната вода"

Проблемът за съдържанието на различни органични съединения в питейната вода привлича вниманието не само на изследователи в различни области на науката и специалисти по пречистване на водата, но и на потребителите. C Съдържанието на органични съединения в повърхностните води варира в широки граници и зависи от много фактори, основният от които е стопанската дейност на човека, в резултат на което повърхностният отток и валежите се замърсяват с различни вещества и съединения, включително органични. Определена роля в замърсяването на повърхностните природни води играят селскостопанските отпадъчни води, които са по-ниски от промишлените отпадъчни води по отношение на мащаба на местните постъпления на екотоксиканти, но поради факта, че се разпространяват почти навсякъде, те не трябва да се отхвърлят . Селскостопанското замърсяване е свързано с влошаване на качеството на повърхностните води на малките реки, както и до известна степен на подземните води, свързани с естествени водни течения на нивото на горните водоносни хоризонти.

Сложността на проблема се състои в това, че наборът от органични замърсители, съдържащи се в микроколичества, както в повърхностните, така и в питейните води, е много широк и специфичен. Някои вещества като пестициди, PAHs, органохлорни съединения (OCs), включително диоксини, са изключително опасни за човешкото здраве дори в микродози. Една от основните причини за незадоволителното качество на питейната вода е високото съдържание на хлорирани въглеводороди в нея. Това определя техния приоритет наред с други опасни екотоксиканти и налага отговорен подход при избора на технология за пречистване на водата, мониторинг и контрол на качеството както на питейната вода, така и на водоизточниците.

Повечето изследователи отдавна са стигнали до извода, че за да се определят конкретните причини и източници на образуване на хлорсъдържащи въглеводороди, е необходимо да се знае съставът на органичните съединения, съдържащи се в природните води, използвани като източник на водоснабдяване. Затова за обект на изследване е избран резервоар Уводское, който е основният източник на водоснабдяване на град Иваново (80% от общото потребление на вода), както и питейна вода след процеса на пречистване на водата.

За повечето COS пределно допустимите концентрации (ПДК) са определени на ниво микрограма на литър и дори по-малко, което създава известни трудности при избора на методи за контрол. Повишените концентрации на такива съединения в питейната вода са изключително опасни за потребителите. Смята се, че тетрахлоридът, хлороформът и трихлоретиленът са канцерогенни и повишеното съдържание на такива съединения във водата и следователно в човешкото тяло причинява разрушаване на черния дроб и бъбреците.

По този начин изследването на причините за появата на хлорирани въглеводороди в питейната вода в зависимост от източника на водоснабдяване, определянето на техните концентрации и разработването на препоръки за намаляване на риска от канцерогенни и неканцерогенни ефекти при потребителите на питейна вода е релевантни. Именно това беше основната цел на това изследване.

1. ПРЕГЛЕД НА ЛИТЕРАТУРАТА

§ 1.1. Санитарно-хигиенни характеристики на органичните замърсители на питейната вода

Според Световната здравна организация (СЗО) от 750 идентифицирани химически замърсители в питейната вода 600 са органични съединения, които са групирани, както следва:

Естествени органични вещества, включително хуминови съединения, микробни ексуданти и други отпадъчни продукти от животни и растения, разтворени във вода;

Синтетично замърсяване, включително пестициди, диоксини и други вещества, произведени от промишлеността;

Съединения, добавени или образувани по време на обработка на вода, по-специално хлориране.

Тези групи логично обозначават начините, по които органичните замърсители попадат в питейната вода. В същата работа се отбелязва, че тези 600 вещества представляват само малка част от общия органичен материал, присъстващ в питейната вода. Наистина напредъкът, постигнат в подобряването на аналитичните методи, наскоро направи възможно идентифицирането и въвеждането в паметта на компютъра на около 300 органични съединения, открити в подпочвените води, повърхностните води и питейната вода.

На фиг. 1 са показани някои от пътищата на навлизане и възможни трансформации на замърсители в повърхностните води. Замърсяването на подземните водоизточници става главно чрез почвата. По този начин натрупването на целенасочено внесени хлорорганични пестициди в почвата води до постепенното им проникване в подземните води на подземните питейни източници. Според работата една трета от артезианските кладенци, предназначени за водоснабдяване с питейна вода, само в САЩ са затворени по тази причина. Хлорорганичните съединения най-често се срещат в подземните води. Според общоприетата международна терминология те се наричат DNAPL (dense non-aqueous phase fluids), т.е. тежки неводни течности (TNVZH). Неводни означава, че те образуват отделна течна фаза във водата като петролните въглеводороди. За разлика от нефтените въглеводороди, те са по-плътни от водата. Тези вещества се наричат още плътни несмесващи се с вода течности. В същото време тяхната разтворимост е напълно достатъчна, за да предизвика замърсяване на подземните води. Веднъж попаднал в подземните води, COS може да остане там десетилетия и дори векове. Те се отстраняват много трудно от водоносните хоризонти и следователно представляват дългосрочен източник на замърсяване на подземните води и околната среда като цяло.

Ориз. 1. Схема на миграция на COS в застоял водоем

Ръководството на СЗО отбелязва, че препоръчителните стойности са склонни да бъдат предубедени към прекомерна предпазливост поради недостатъчни данни и несигурност в тяхното тълкуване. По този начин препоръчителните стойности на допустимите концентрации показват допустими концентрации, но не служат като регулаторни цифри, които определят качеството на водата. Така Агенцията за опазване на околната среда на САЩ за съдържанието на хлороформ в питейната вода предложи като стандартна стойност не 30, а 100 µg/l. Стандартът за трихлоретилен е 5 пъти по-нисък от препоръчвания от СЗО, а за 1,2 дихлороетан е 2 пъти по-нисък. В същото време приетите в САЩ стандарти за тетрахлорметан са 2 пъти, а за 1,1-дихлоретилен 23 пъти по-високи от препоръчаните от СЗО. Този подход изглежда легитимен и от гледна точка на експертите на СЗО, които подчертават, че предлаганите от тях стойности имат само препоръчителен характер.

Хлороформ 30

1,2 - Дихлороетан 10

1.1- Дихлоретилен 0.3

Пентахлорфенол 10

2,4,6 - Трихлорфенол 10

Хексахлоробензен 0,01

В табл. Таблица 1.1 показва препоръчителните концентрации на замърсители във водата, установени въз основа на токсикологични данни и данни за канцерогенност, като се вземат предвид средното телесно тегло на човека (70 kg) и средната дневна консумация на вода (2 l).

Допустимото съдържание на хлорорганични съединения (ОС) в природни и питейни води според Министерството на здравеопазването на Руската федерация и техните токсикологични характеристики са обобщени в табл. 1.2.

Сред многото органични замърсители на питейната вода, вниманието на хигиенистите е особено привлечено от онези съединения, които са канцерогенни. Това са предимно антропогенни замърсители, а именно: хлорирани алифатни и ароматни въглеводороди, полициклични ароматни въглеводороди, пестициди, диоксини. В същото време трябва да се отбележи, че химическите замърсители във водата са способни да претърпят различни химични трансформации под въздействието на комплекс от физикохимични и биологични фактори, водещи както до тяхното пълно разпадане, така и до частична трансформация. Резултатът от тези процеси може да бъде не само намаляване на неблагоприятното въздействие на органичните замърсители върху качеството на водата, но понякога дори неговото засилване. Например, по-токсични продукти могат да се появят по време на разграждането и трансформацията на определени пестициди (хлорофос, малатион, 2,4-D), полихлорирани бифенили, феноли и други съединения.

Таблица 1.2.

Допустими концентрации и токсикологични характеристики на някои

Съединение ПДК, µg/l Клас на опасност Характер на въздействие върху човешкото тяло

Питейна вода Природни води (с.в.) TAC*

Вреден фактор ***

Хлороформ 200/30** 5/60 2 Соц.-Т. Лекарство, което е токсично за метаболизма и вътрешните органи (особено черния дроб). Предизвиква канцерогенен и мутагенен ефект, дразни лигавиците.

Тетрахлорметан 6/3** оц / 6 2 Соц.-Т. Лекарство. Засяга централната нервна система, черния дроб, бъбреците. Има локално дразнещо действие. Предизвиква мутагенни, канцерогенни ефекти. Силно кумулативно съединение.

1,2-дихлороетан 20/10** 100/20 2 социален-Т. политропна отрова. Засяга кортикално-подкоровите области на мозъка. Лекарство. Предизвиква дистрофични промени в черния дроб, бъбреците и нарушава функциите на сърдечно-съдовата и дихателната система. Има дразнещ ефект. Канцероген.

1,1,2,2-тетрахлороетан 200 ots / 200 4 орг. Лекарство. Уврежда паренхимните органи. Има дразнещ ефект.

Грихлоретилен 70/3** 10/60 2 Соц.-Т. Лекарството има невротоксичен и кардиотоксичен ефект. Канцероген.

Пентахлорфенол 10** оц /10 2 соц.-Т. Има висока липофилност, натрупва се в мастни депа и много бавно се отделя от тялото

Тетрахлоретилен 2/1** оц / 20 2 Соц.-Т. Действа подобно на трихлоретилена, потиска централната и периферната нервна система. Хипнотичният ефект е по-силен от този на SCS. Засяга черния дроб и бъбреците. Има дразнещ ефект.

Продължение на таблицата. 1.2.

2-хлорфенол 1 оц / 1 4 орг. Имат умерени кумулативни свойства. Нарушаване на функцията на бъбреците и черния дроб.

2,4-дихлорфенол 2 оц /2 4 орг.

2,4,6-три-хлорфенол 4/10** оц /4 4 орг.

Гама HCCH 2 / оц** оц /4 1 с.-т. Силно токсична невротропна отрова с ембриотоксичен и дразнещ ефект. Засяга хемопоетичната система. Предизвиква канцерогенни и мутагенни ефекти.

ДДТ 2 / оц* * оц /100 2 соц.т. - Ориентировъчно допустимите нива на вредни вещества във водите на водоемите за битови и питейни нужди. - "ориентиращи" стандарти, установени в съответствие с препоръките на СЗО

15] и Директива 80/778 на ЕС относно качеството на питейната вода. - ограничаващият знак за вредност на веществото, за което е установен стандартът:

С.-т. - санитарно-токсикологичен показател за вредност; орг. - органолептичен показател за вредност.

Най-честите механизми за разрушаване на COS в околната среда могат да се считат за фотохимични реакции и главно процеси на метаболитно разлагане с участието на микроорганизми. Фотохимичното разлагане на COS в молекули, съдържащи ароматни пръстени и ненаситени химични връзки, възниква в резултат на абсорбцията на слънчева енергия в ултравиолетовите и видимите области на спектъра. Въпреки това, не всички вещества са склонни към фотохимично взаимодействие, например линданът (y-HCH) при UV облъчване се изомеризира само в a-HCH. Схемата на предложения механизъм на фотохимичното преобразуване на ДДТ е показана на фиг. 2а.

Скоростта на фотохимично разлагане, както и съставът на крайните продукти от тази реакция, зависят от средата, в която протича този процес. Лабораторните изследвания показват, че след облъчване с UV радиация (A. = 254 nm) в продължение на 48 часа, до 80% от DDT се разлага, а сред продуктите са открити DDE (основното количество), DCD и кетони. Допълнителни експерименти показаха, че DDD е много устойчив на UV радиация и DDE постепенно се превръща в редица съединения, сред които бяха открити PCB. Метаболизмът на COS от микроорганизми, базиран на използването на органичен въглерод като храна, почти винаги се катализира от биологични ензими.

DDE sg! a-chooschOjo-

днхлоробензофенон

С1- С - С1 I n ddd a) b)

Ориз. Фиг. 2. Схема на предложения механизъм на (а) фотохимична и (б) метаболитна конверсия на ДДТ.

В резултат на доста сложни последователни химични реакции се образуват различни метаболити, които могат да се окажат или безвредни вещества, или по-опасни за живите организми от техните предшественици. Обща схема за метаболитна трансформация на DDT, която по принцип е вярна и за други COS, е показана на фиг. 26 .

Необходимостта от въвеждане във всяка страна на стандарти за мониторинг на съдържанието на неорганични и органични замърсители в питейната вода често се определя от характеристиките на земеползването във водния басейн, естеството на водоизточника (повърхностни и подземни води) и наличието на токсични вещества. съединения от индустриален произход в тях. Следователно е необходимо да се вземат предвид редица различни местни географски, социално-икономически, индустриални и хранителни фактори. Всичко това може да доведе до значително отклонение на националните стандарти от стойностите, препоръчани от СЗО за концентрации на различни токсични вещества.

Заключение Дипломна работа на тема "Екология", Извекова, Татяна Валериевна

Основни резултати и изводи

2. Показано е, че няма намаляване на съдържанието на органични съединения в резултат на процеса на разреждане на последователни станции (Рожново, Микшино, Иванково). Феноменът на разреждане е характерен само за феноли, а за нефтопродукти, хлороформ и трихлоретилен се отбелязва ясно увеличение на концентрациите, което е свързано с допълнителни източници на доход (дифузия от тинеста вода, повърхностен отток).

3. За първи път от уравнението на баланса са установени основните източници и поглътители на нефт и фенолни въглеводороди в резервоара, а именно:

Основните източници на нефтени въглеводороди, влизащи в резервоара Уводское, са каналът Волга-Увод и оттокът на река Увод (приблизително 50% всеки), атмосферните валежи и стопената вода не оказват голямо влияние върху съдържанието на нефтопродукти във водата на резервоара;

Определят се основните канали за отделяне: за феноли - хидродинамично отстраняване (~ 50%); за нефтопродукти - хидродинамично отстраняване, изпарение и биохимична трансформация - съответно 34, 30, 29%.

5. Общото съдържание на органохлорни съединения (по отношение на SG) след хлориране на вода от язовир Уводск се увеличава средно 7 пъти, а след хлориране на вода от подземен източник (водовземане Горински) само 1,3 пъти.

6. Установена е връзка между съдържанието на хлорфеноли и суспендирани органични вещества във водата на язовир Уводск и концентрациите на 2,4-дихлорфенол и 2,4,6-трихлорфенол след хлориране на питейната вода.

7. Сегашното състояние на питейната вода, консумирана от населението на Иваново, води до влошаване на здравето му и в резултат на това до намаляване на продължителността на живота (мъже - 5 години, жени - 8 години, 2001 г.). Размерът на финансовите загуби се оценява на 0,3 милиарда евро/година, а въз основа на статистическите разходи за живот – на 0,96 милиарда евро/година.

8. Показано е, че хлорфенолите във водата на язовир Уводское са предимно в състава на суспендирани вещества, поради което се препоръчва да се подобри процесът на неговото филтриране, за да се намали концентрацията им в питейната вода, както и да се извърши водовземане от контролирана дълбочина, особено през пролетта и лятото.

9. Беше разкрито, че основният принос към стойността на стойността на риска за околната среда се прави от химически химични агенти, поради което се препоръчва да се замени първият етап на хлориране (ONVS-1) с озониране.

Библиография Дисертация по биология, кандидат на химическите науки, Извекова, Татяна Валериевна, Иваново

1. Кузубова L.I., Морозов C.V. Органични замърсители на питейната вода: Аналит. Преглед / Държавна обществена научно-техническа библиотека на Сибирския клон на Руската академия на науките, NIOCH на Сибирския клон на Руската академия на науките. Новосибирск, 1993. -167 с.

2. Исаева Л.К. Контрол на химични и биологични параметри на околната среда. Санкт Петербург: "Екологичен и аналитичен информационен център" Союз "", 1998.-869 с.

3. Randtke S.J. Отстраняване на органични замърсители чрез коагулация и свързани процеси комбинации // JAWWA. 1988. - кн. 80, № 5. - С. 40 - 56.

4. Насоки за контрол на качеството на питейната вода. Т.1. Препоръки, СЗО. -Женева, 1986.- 125 с.

5. Warthington P. Органични микрозамърсители във водната среда // Proc. 5 Int. конф. "Chem. Prot. Environ." 1985. Leaven 9-13 септ. 1985. Амстердам, 1986.

6. Юданова Л.А. Пестициди в околната среда. Новосибирск: Държавна обществена научно-техническа библиотека на Сибирския клон на Академията на науките на СССР, 1989.-140 с.

7. Elpiner L.I., Василиев B.C. Проблеми на снабдяването с питейна вода в САЩ. -М., 1984.

8. SanPiN 2.1.2.1074-01. Санитарни правила и норми "Питейна вода. Хигиенни изисквания за качеството на водата на централизирани системи за питейна вода. Контрол на качеството.", одобрени от Държавния комитет за санитарен и епидемиологичен надзор на Русия. М., 2000

9. Вредни вещества в промишлеността. 4.1 Изд. 6th, rev. Л., Издателство "Химия", 1971 г., 832 с.

10. Канцерогенни вещества: Наръчник / Пер. от английски / Ред. пр.н.е. Турусов. М., 1987, 333 с.

11. Вредни химикали. Въглеводороди. Халогенни производни на въглеводороди. Право, изд. / Ред. В.А. Филова-Л.: Химия, 1989.-732 с.

12. G. Fellenberg Замърсяване на околната среда. Въведение в химията на околната среда; пер. с него. М.: Мир, 1997. - 232 с.

Много видове отпадъчни води съдържат гниещи вещества, с изключение на някои промишлени отпадъчни води, които се състоят главно от химически токсични компоненти. Гниещата субстанция, като месо или кръв, е органична по природа и е подчинена на универсалния закон на природата – разлагане, водещо в крайна сметка до минерализация. Тъй като, както в случая с гниенето на месото, описано по-горе, процесът на разлагане се стимулира и поддържа от автолитични ензими, голяма част от горното е вярно както за отпадъчните води, така и за месото. Разликата, която трябва да се отбележи още с оглед на нееднаквата концентрация на веществото, подложено на гниене - в първия случай компактно месо, а във втория - емулсия и т.н., не се отнася до естеството на процеса на разлагане. , дори ако последните се появят в отпадъчните води на предприятия за рециклиране, където преди като цяло топлинната обработка се извършва чрез физическото действие на прегрята пара (разлагане чрез кипене). Част от спорообразуващите микроорганизми оцеляват по време на стерилизация и също се включват в процеса на разлагане. В този случай има процентно намаление на биохимичната нужда от кислород.

За разлика от усилията, които се полагат в определен момент за прекъсване на процеса на разлагане на суровините на рециклиращите предприятия, за да се запази фуражът, всички усилия при пречистването на отпадъчните води са насочени към постигане чрез доставка на кислород, бърза и пълна минерализация на органичните компоненти. Ако процесът на минерализация е възпрепятстван, например от повишено съдържание на мазнини в отпадъчните води, този нежелан ефект, подобен на консервирането, трябва да се противодейства с особена сила (Randolph, 1977).

Пречистването на отпадъчните води е по същество утаяване с образуване на гнилостни утайки, както и разлагащата активност на микроорганизмите по време на аеробиоза (активна утайка). Гнилостната утайка по време на анаеробиоза, изложена на действието на микроорганизми, се дехидратира, докато люспите от активна утайка поддържат всички биологични процеси на пречистване на отпадъчни води.без човешко усилие (метан резервоар, утаяване, кладенец на Emscher), тогава за поддържане на аеробиоза за дълго време, напротив, са необходими сложни технически структури (биофилтри, окислителни басейни, активиращи вериги, каскади).

Снабдяването с кислород е важна предпоставка за размножаването на микробите, които разграждат органичните вещества, съдържащи се в отпадъчните води. Освен това броят на микробите намалява (желанието за анаеробиоза), ако използваният кислород не се заменя постоянно и редовно с нов (бактериите и гъбите са С-хетеротрофни). Това е в основата на способността им да разграждат органичните вещества. Тази функция на микробите е важна част от екологичната система, в рамките на която трябва да се разглеждат отпадъчните води и тяхното пречистване, както и биологичното самопочистване на реките и езерата. Бактериите в естествените водоеми и отпадъчните води се „задоволяват“ с незначителни концентрации на хранителни вещества. 39 от 47 семейства бактерии имат свои представители в микрофлората на водоемите и отпадните води (Reinheimer, 1975). Тук се срещат и гъби, които също абсорбират органична материя, тъй като са С-хетеротрофни. Повечето гъби също се нуждаят от свободен кислород. Гъбите се характеризират с висока толерантност към рН и често относително широк диапазон от температури, при които могат да съществуват (рН 3,2-9,6; температура 1-33°C). Гъбите разграждат протеини, захар, мазнини, нишесте, пектини, хемицелулоза, целулоза, хитин и лигнин. Съотношението на сапрофитите спрямо общия брой микроби в силно замърсените водоприемници варира от 1:5 до 1:100, докато в олиготрофните водоеми това число варира между 1:100 и 1:1000. Температурата на отпадъчните води и наситеността им с протеини оказват силно влияние върху периода на регенерация на хетеротрофните бактерии и върху състава на микробната флора. Първо в отпадъчните води се появяват сапрофити, след това микроби, които разграждат целулозата и накрая нитрифициращи бактерии, които са представени в най-голям брой. Всеки милилитър битова отпадна вода може да съдържа между 3 и 16 милиона бактерии, включително десетки или дори стотици хиляди коли бактерии. Такива отпадъчни води съдържат широка гама от Enterobacteriacetae.Замърсените отпадъчни води, богати на органични вещества, лесно се обогатяват с хламидобактерии, особено Sphaerotilus natans,което впоследствие може да доведе до явление, наречено форсиране на гъбички. Сапрофитите се различават от патогенните микроби по-специално по това, че първите разграждат само нежива органична материя, докато вторите разлагат и живи тъкани. В този случай патогените подготвят полето на дейност за сапрофити, унищожавайки изцяло или частично живите тъкани. Биохимичната потребност от кислород (БПК) е количеството кислород, от което микроорганизмите от споменатите видове се нуждаят, за да разградят вредните органични вещества в отпадъчните води от рециклиращи и други предприятия. Ясно е, че повишената нужда на микроорганизмите от кислород показва замърсяване на отпадъчните води. Чрез измерване на биохимичната потребност от кислород за период от пет дни (BODb) е възможно да се определи или приблизително оцени както степента на замърсяване на отпадъчните води с вредни органични вещества, така и качеството на функциониране на самата пречиствателна система. Данните, получени по този начин, могат да бъдат допълнени чрез определяне на химическата кислородна потребност на веществата, данни за количеството на утаените вещества и способността им да се разпадат. Препоръчително е винаги да се определя pH стойността и, ако е необходимо, също така броят и вида на най-широко представените бактерии (вижте страница 193 и следващите).

ДОНЕЦК НАЦИОНАЛЕН УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ

КАТЕДРА ПО ОРГАНИЧНА ХИМИЯ

Въведение……………………………………………………………...3

Литературен преглед. Класификация и свойства

отпадъчни води……………………………………………………..……5

Агрегатното състояние на отпадъчните води………………………………………………….8

Състав на отпадъчните води………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………..10 Бактериално замърсяване на отпадъчните води…………………………..11

Резервоар като приемник на отпадъчни води………………………………..11

Методи за почистване на EPS………………………………………………………………………………………………12

Механично почистване на ПСВ……………………………………..13

Физическо и химическо почистване на PSV………………………………………………14

Химичен анализ на PSV………………………………………..16

Определяне на органични вещества

хроматографски метод………………………………….………..18

Определяне на органични съединения

метод на масспектрометрия………………………….……….19

Химични тестови методи за анализ……………………………….20

Практическа част.

Метод на газова хроматография……………………………..24

Метод на масспектроскопия………………………………………..26

Заключения …………………………………………………………...27

Използвана литература……………………………………..28

Въведение

Водата е най-ценният природен ресурс. Той играе изключителна роля в метаболитните процеси, които са в основата на живота. Водата е от голямо значение за промишленото и селскостопанското производство. Всеизвестно е, че той е необходим за ежедневните нужди на човека, всички растения и животни. За много живи същества той служи като местообитание. Растежът на градовете, бързото развитие на индустрията, интензификацията на селското стопанство, значителното разширяване на напояваните земи, подобряването на културните и битови условия и редица други фактори все повече усложняват проблемите на водоснабдяването.

Нуждата от вода е огромна и всяка година се увеличава. Годишната консумация на вода на земното кълбо за всички видове водоснабдяване е 3300-3500 km3. В същото време 70% от цялото потребление на вода се използва в селското стопанство. Много вода се консумира от химическата и целулозно-хартиената промишленост, черната и цветната металургия. Развитието на енергетиката също води до рязко увеличаване на търсенето на вода. Значително количество вода се изразходва за нуждите на животновъдния отрасъл, както и за битови нужди на населението. По-голямата част от водата след използването й за битови нужди се връща обратно в реките под формата на отпадъчни води.

Недостигът на прясна вода вече се превръща в глобален проблем. Постоянно нарастващите нужди на промишлеността и селското стопанство от вода принуждават всички страни, учени по света да търсят различни средства за решаване на този проблем.

На настоящия етап се определят следните области на рационално използване на водните ресурси: по-пълно използване и разширено възпроизводство на пресни водни ресурси; разработване на нови технологични процеси за предотвратяване на замърсяването на водните тела и минимизиране потреблението на прясна вода.

Бързото развитие на промишлеността налага предотвратяването на отрицателното въздействие на промишлените отпадъчни води (ИСВ) върху водните тела. Поради изключителното разнообразие на състава, свойствата и дебита на отпадъчните води от промишлени предприятия е необходимо използването на специфични методи, както и съоръжения за локално, предварително и пълно пречистване на тези води. Едно от основните направления на научно-техническия прогрес е създаването на малоотпадни и безотпадни технологични процеси.

Целта на работата е да се запознаят с литературните данни за методите за пречистване на отпадъчни води.

Литературен преглед
1.1.Класификация и свойства на отпадъчните води
В канализационната мрежа постъпват замърсени отпадъчни води от минерален, органичен и бактериален произход.

Минералните замърсители включват: пясък; глинени частици; частици от руда и шлака; соли, киселини, основи и други вещества, разтворени във вода.

Органичните замърсители са от растителен и животински произход. Към зеленчуцитевключват остатъци от растения, плодове, зеленчуци и зърнени култури, хартия, растителни масла, хуминови вещества и др. Основният химичен елемент, който е част от тези замърсявания, е въглеродът. До замърсяване от животински произходвключват физиологични секрети на животни и хора, останки от животински мускули и мастни тъкани, органични киселини и др. Основният химичен елемент на тези замърсявания е азотът. Битовата вода съдържа приблизително 60% от органичните замърсявания и 40% от минералите. При PSV тези съотношения могат да бъдат различни и варират в зависимост от вида на преработените суровини и производствения процес.

до бактериално замърсяваневключват живи микроорганизми - дрожди и плесени и различни бактерии. Битовите отпадъчни води съдържат такива патогенни бактерии (патогенни) - патогени на коремен тиф, паратиф, дизентерия, антракс и др., Както и яйца на хелминти (червеи), които влизат в отпадъчните води с човешки и животински секрети. Патогените се съдържат и в някои PSV. Например в отпадъчни води от цехове за кожа, фабрики за първична преработка на вълна и др.

В зависимост от произхода, състава и качествените характеристики на замърсяването (примесите) отпадъчните води се делят на 3 основни категории: битови (битови и фекални), промишлени (промишлени) и атмосферни.
Битовите отпадъчни води включват вода, отстранена от тоалетни, бани, душове, кухни, бани, перални, столове, болници. Замърсени са предимно с физиологични отпадъци и битови отпадъци.
Промишлените отпадъчни води са води, използвани в различни технологични процеси (например за измиване на суровини и готови продукти, охлаждане на термични агрегати и др.), както и вода, изпомпвана на повърхността на земята по време на добив. Промишлените отпадъчни води от редица индустрии са замърсени главно от производствени отпадъци, които могат да съдържат токсични вещества (например циановодородна киселина, фенол, арсенови съединения, анилин, мед, олово, живачни соли и др.), както и вещества, съдържащи радиоактивни елементи; някои отпадъци са с определена стойност (като вторични суровини). В зависимост от количеството на примесите промишлените отпадъчни води се разделят на замърсени, подложени на предварително третиране, преди да бъдат пуснати в резервоара (или преди повторна употреба), и условно чисти (леко замърсени), пуснати в резервоара (или повторно използвани в производството) без обработка .
Атмосферни отпадъчни води - дъждовна и стопена (образувана в резултат на топене на лед и сняг) вода. Според качествените характеристики на замърсяването в тази категория се включват и водите от поливане на улици и зелени площи. Атмосферните отпадъчни води, съдържащи предимно минерални замърсители, са по-малко опасни в санитарно отношение от битовите и промишлени отпадъчни води.
Степента на замърсяване на отпадъчните води се определя от концентрацията на примеси, т.е. тяхната маса на единица обем (в mg/l или g/m3).
Съставът на битовите отпадъчни води е повече или по-малко еднакъв; концентрацията на замърсители в тях зависи от количеството консумирана чешмяна вода (на жител), т.е. от нормата на потребление на вода. Замърсяването на битовите отпадъчни води обикновено се класифицира на: неразтворими, образуващи големи суспензии (в които размерите на частиците надвишават 0,1 mm) или суспензии, емулсии и пени (в които размерите на частиците варират от 0,1 mm до 0,1 μm), колоидни (с частици с размери от 0,1 μm до 1 nm), разтворими (под формата на молекулярно диспергирани частици с размер под 1 nm).
Различават се замърсявания на битовите отпадъчни води: минерални, органични и биологични. Минералните замърсители включват пясък, частици шлака, частици глина, разтвори на минерални соли, киселини, основи и много други вещества. Органичните замърсители са от растителен и животински произход. Растителните остатъци включват остатъци от растения, плодове, зеленчуци, хартия, растителни масла и др. Основният химичен елемент на растителното замърсяване е въглеродът.
Замърсителите от животински произход са физиологични екскрети на хора и животни, останки от животински тъкани, лепилни вещества и др. Характеризират се със значително съдържание на азот. Биологичните замърсители включват различни микроорганизми, дрожди и плесени, малки водорасли, бактерии, включително патогени (причинители на коремен тиф, паратиф, дизентерия, антракс и др.). Този вид замърсяване е характерно не само за битовите отпадъчни води, но и за някои видове промишлени отпадъчни води, генерирани например в месопреработвателни предприятия, кланици, цехове за кожа, биофабрики и др. По химичен състав те са органични замърсители, но се отделят в отделна група поради санитарната опасност, която създават при попадане във водоеми.
В битовите отпадъчни води минералните вещества съдържат около 42% (от общото количество замърсяване), органичните - около 58%; утаените суспендирани вещества съставляват 20%, суспензиите - 20%, колоидите - 10%, разтворимите вещества - 50%.
Съставът и степента на замърсяване на промишлените отпадъчни води са много разнообразни и зависят главно от естеството на производството и условията за използване на водата в технологичните процеси.
Количеството на атмосферните води варира значително в зависимост от климатичните условия, терена, характера на градското застрояване, вида на пътната настилка и др. 1 ха. Годишният отток на дъждовна вода от населените места е 7-15 пъти по-малък от битовия.

1.2 Агрегатно състояние на отпадъчните води
Агрегатното състояние на отпадъчните води е три вида:

неразтворен вид;

колоиден вид;

разтворен вид.

неразтворенвеществата се намират в отпадъчните води под формата на груба суспензия с размер на частиците над 100 микрона и под формата на фина суспензия (емулсия) с размер на частиците от 100 до 0,1 микрона. Проучванията показват, че в битовите отпадъчни води количеството неразтворени суспендирани твърди вещества остава повече или по-малко постоянно и е равно на 65 g/ден на човек, използващ канализацията; от тях 40 g могат да се утаят по време на утаяване.

Колоиднавеществата във водата имат размери на частиците от 0,1 до 0,001 микрона. Съставът на колоидната фаза на битовите отпадъчни води се влияе от нейните органични компоненти - белтъчини, мазнини и въглехидрати, както и от продуктите от тяхното физиологично третиране. Голямо влияние оказва и качеството на чешмяната вода, която съдържа известно количество карбонати, сулфати и желязо.

Освен азот и въглерод, отпадъчните води съдържат и голямо количество сяра, фосфор, калий, натрий, хлор и желязо. Тези химични елементи са част от органични или минерални вещества, които се намират в отпадъчните води в неразтворено, колоидно или разтворено състояние. Количеството на тези вещества, въведени със замърсяването в отпадъчните води, може да бъде различно и зависи от естеството на образуването.

За битовите отпадъчни води обаче количеството химикали, въведени със замърсяването на човек, остава повече или по-малко постоянно. И така, на човек на ден сметка за (g):

Таблица 1. Химикали, причинени от замърсяване на човек

Концентрацията на тези вещества в отпадъчните води (mg / l) варира в зависимост от степента на разреждане на замърсителите с вода: колкото по-висока е скоростта на изхвърляне на водата, толкова по-ниска е концентрацията. Съдържанието на желязо и сулфати в отпадъчните води зависи главно от наличието им в чешмяната вода.

Количеството на горните, както и на други съставки, които влизат в IWW със замърсяване, варира значително и зависи не само от съдържанието им в разредената чешмяна вода и преработения продукт, но и от производствения процес, начина на постъпване на водата в производствена мрежа и други причини. Следователно, за даден тип производство е възможно да се установи само приблизително количество замърсители, съдържащи се в изхвърления EPS. При проектиране на промишлена канализация е необходимо да има данни от анализа на PSV и само ако такива не могат да бъдат получени, могат да се използват данни от подобни отрасли.

Състав на отпадъчни води

Съставът и количеството на PSV са различни. Дори предприятия от един и същи тип, като кожарски заводи, в зависимост от естеството на технологичния процес, могат да изхвърлят отпадъчни води с различен състав и в различни количества.

Някои EPS съдържат не повече от домашни замърсители, но други значително повече. По този начин водата от рудообогатителни предприятия съдържа до 25 000 mg/l суспендирани частици, от фабрики за миене на вълна - до 20 000 mg/l.

EPS се разделят на условно чисти и замърсени. Условно чистите води са по-често тези, използвани за охлаждане; почти не се променят, а само се нагряват.

Замърсените промишлени води се разделят на групи, съдържащи определени замърсители: а) предимно минерални; б) предимно органични, минерални; в) органични, токсични вещества.

EPS, в зависимост от концентрацията на замърсителите, може да бъде силно концентриран и слабо концентриран. В зависимост от активната реакция на водата промишлените води се разделят на слабо агресивни (слабо кисели с pH = 6–6,6 и слабо алкални с pH = 8–9) и силно агресивни (с pH 9) според степента на агресивност.

Бактериално замърсяване на канализацията

Флората и фауната на отпадъчните води са представени от бактерии, вируси, бактериофаги, хелминти и гъбички. В отпадъчната течност има огромно количество бактерии: в 1 ml отпадъчна вода може да има до 1 милиард от тях.

Повечето от тези бактерии принадлежат към категорията на безвредните (сапрофитни бактерии), които се размножават върху мъртва органична среда, но има и такива, които се размножават и живеят върху жива материя (патогенни бактерии), унищожавайки жив организъм в хода на живота си. Патогенните микроорганизми, открити в градските отпадъчни води, са патогени на коремен тиф, паратиф, дизентерия, водна треска, туларемия и др.

Наличието на специален вид бактерии в него - група от Escherichia coli - показва замърсяването на водата с патогенни бактерии. Тези бактерии не са патогенни, но тяхното присъствие показва, че във водата може да има и патогенни бактерии. За да оцените степента на замърсяване на водата с патогенни бактерии, определете дали - титър, т.е. най-малкото количество вода на ml, което съдържа една Escherichia coli. Така че, ако титърът на Escherichia coli е 100, това означава, че 10 ml от изследваната вода съдържа една Escherichia coli. При титър 0,1 броят на бактериите в 1 ml е 10 и т.н. За градските отпадъчни води титърът на Escherichia coli обикновено не надвишава 0,000001. Понякога те определят дали - индекс, или броя на E. coli в 1 литър вода.

Водно тяло като приемник на отпадъчни води

По-голямата част от отпадъчните води се приемат от водоемите. Отпадъчните води трябва да бъдат частично или напълно пречистени, преди да бъдат заустени в резервоара. В резервоара обаче има известен запас от кислород, който може частично да се използва за окисляване на органичните вещества, които влизат в него заедно с отпадъчните води; резервоарът има известна почистваща способност, т.е. в него, с помощта на микроорганизми - минерализатори, органичните вещества могат да се окисляват, но съдържанието на разтворен кислород във водата ще падне. Като се знае това, е възможно да се намали степента на пречистване на отпадъчните води в пречиствателните съоръжения, преди да се изхвърлят в резервоар.

Не трябва да се преувеличава способността на водните тела, по-специално на реките, да приемат големи маси отпадъчни води, дори ако кислородният баланс позволява такова изхвърляне без окончателно пречистване. Всяко, дори малко водно тяло се използва за масово къпане и има архитектурно, декоративно и санитарно значение.

Методи за почистване на EPS

PSV обикновено се разделят на 3 основни групи:

Чиста вода, обикновено използвана за охлаждане;
Слабо замърсена или условно чиста вода, получена от измиването на готовите продукти;
Мръсни води.

Чистите и слабо замърсени води могат да бъдат изпратени в системата за рециклиране на вода или използвани за разреждане на замърсени води, за да се намали концентрацията на замърсяване. Често се използва разделно изхвърляне на PSV и отделно пречистване на тези води по един или друг метод преди спускане в резервоара. Това е оправдано икономически.

За почистване на PSV се използват следните методи:

механично почистване.
Физическо и химическо почистване.
Химическо почистване.
Биологично почистване.

Когато се използват заедно, методът за пречистване и обезвреждане на отпадъчни води се нарича комбиниран. Използването на конкретен метод във всеки конкретен случай се определя от естеството на замърсяването и степента на вредност на примесите.
1.6.1. Механично почистване на ПСВ
Механичното пречистване на PSV има за цел да изолира от тях неразтворени и частично колоидни примеси. Методите за механично почистване включват: а) филтриране; б) поддържане; в) филтриране; г) отстраняване на неразтворени примеси в хидроциклони и центрофуги.

Цеденеизползвани за изолиране на големи плаващи вещества и по-малки, главно влакнести замърсители от отпадъчната течност. Решетките се използват за разделяне на големи вещества, а ситата се използват за по-малки. За всички пречиствателни станции трябва да се монтират решетки за предварително пречистване. Ситата се използват като независими устройства, след преминаване през които PSV може да бъде изхвърлен или в резервоар, или в градската канализационна мрежа.

чрез урежданеот PSV се изолират неразтворени и частично колоидни замърсители от минерален и органичен произход. Чрез утаяване е възможно да се отделят от отпадъчните води както частици със специфично тегло, по-голямо от специфичното тегло на водата (потъване), така и с по-ниско специфично тегло (плаване). Утаителите за пречистване на ВВО могат да бъдат самостоятелни съоръжения, където завършва процесът на пречистване, или съоръжения, предназначени само за предварително третиране. За изолиране на потъващи неразтворими примеси се използват както хоризонтални, така и радиални резервоари за утаяване; по своя дизайн те се различават малко от резервоарите за утаяване, използвани за избистряне на битови отпадъчни води.

Филтриранеслужи за задържане на суспендирани вещества, които не са се утаили по време на утаяването. Използват се пясъчни филтри, диатомитни филтри и мрежести филтри с филтърен слой.

Пясъчни филтриизползва се за ниско съдържание на твърди вещества. Двуслойните филтри са се доказали добре. Долният слой на товара е пясъчен с размер на зърното 1-2 мм, а горният слой е антрацит. Отпадъчната вода се подава отгоре, след това се подава вода за измиване и се изпуска мръсна вода.

филтри от диатомит.В тези филтри отпадъчната течност се филтрира през тънък слой диатомит, нанесен върху порести повърхности. Като порести материали се използват керамика, метална мрежа и плат. Използват се и изкуствени прахообразни състави от диатомит с висока адсорбционна способност. Такива филтри осигуряват висок почистващ ефект.

Хидроциклониизползвани за избистряне на отпадъчни води и сгъстяване на утайки. Те са открити и напористи. Отворените хидроциклони се използват за изолиране на структурни утайки и груби плаващи примеси от отпадъчните води. Хидроциклоните под налягане се използват за отделяне от отпадъчните води само на утаяване на устойчиви на агрегат груби структурни примеси. Отворените хидроциклони се предлагат без вътрешни устройства, с диафрагма и цилиндрична преграда и са многоетажни. Последните се използват за изолиране на тежки неслепващи груби примеси и нефтопродукти.
1.6.2. Физическо и химично почистване на ПСВ

Физическите и химичните методи за почистване включват: а) екстракция; б) сорбция; в) кристализация; г) флотация.

А) извличане.Същността на екстракционния метод за пречистване на промишлени отпадъчни води е следната. При смесване на взаимно неразтворими течности съдържащите се в тях замърсители се разпределят в тези течности според тяхната разтворимост.

Ако отпадъчните води съдържат фенол, водата може да се смеси с бензен (разтворител), в който фенолът се разтваря в много по-голяма степен, за да се изолира. По този начин, чрез последователно въздействие на бензен върху вода, е възможно да се постигне почти пълно отстраняване на фенола от водата.

Като разтворители обикновено се използват различни органични вещества: бензол, въглероден тетрахлорид и др.

Екстракцията се извършва в метални резервоари-екстрактори, имащи формата на колони с дюзи. Отдолу се подава разтворител, чието специфично тегло е по-малко от специфичното тегло на водата, в резултат на което разтворителят се издига нагоре. Замърсените отпадъчни води се подават отгоре. Слоевете вода, срещайки по пътя си разтворител, постепенно отделят замърсители на водата. Пречистената вода се изпуска отдолу. Тази техника, по-специално, може да се използва за пречистване на PSV, съдържащ фенол.

Б) Сорбция.Този процес се състои в това, че замърсителите от отпадъчната течност се абсорбират от твърдото тяло (адсорбция), отлагат се върху неговата активно развита повърхност (адсорбция) или влизат в химично взаимодействие с него (хемосорбция). Адсорбцията най-често се използва за пречистване на PSV. В този случай натрошен сорбент (твърдо тяло) се добавя към отпадъчната течност за обработка и се смесва с отпадъчната вода. След това наситеният със замърсители сорбент се отделя от водата чрез утаяване или филтриране. По-често пречистените отпадъчни води преминават непрекъснато през филтър, зареден със сорбент. Като сорбенти се използват: активен въглен, коксова шлака, торф, каолин, стърготини, пепел и др. Най-доброто, но най-скъпо вещество е активният въглен.

Методът на сорбция може да се използва например за пречистване на IWW от газогенераторни станции, съдържащи фенол, както и IWW, съдържащи арсен, сероводород и др.

в) Кристализация.Този метод на почистване може да се използва само ако концентрацията на замърсители в EPS е значителна и способността им да образуват кристали. Обикновено предварителният процес е изпаряване на отпадъчните води с цел създаване на повишена концентрация на замърсители, при която е възможна тяхната кристализация. За да се ускори процесът на кристализация на замърсителите, отпадъчните води се охлаждат и смесват. Изпаряването и кристализацията на отпадъчните води обикновено се извършват в естествени езера и резервоари. Този метод за пречистване на PSV е неикономичен, поради което не е широко използван.

Г) флотация.Процесът се основава на плаване на диспергирани частици заедно с въздушни мехурчета. Използва се успешно в редица отрасли на техниката и за пречистване на PSV. Процесът на флотация се състои в това, че молекулите на неразтворимите частици се придържат към въздушните мехурчета и изплуват заедно на повърхността. Успехът на флотацията до голяма степен зависи от размера на повърхността на въздушните мехурчета и от площта на техния контакт с твърди частици. За да се увеличи ефектът от флотацията, във водата се въвеждат реагенти.
1.6.3 Химичен анализ на EPS
Съставът на отпадъчните води, дори и с добро качество, често е трудно да се предвиди. На първо място, това се отнася за отпадъчните води след химическо и биохимично третиране, в резултат на което се образуват нови химични съединения. Следователно, като правило, пригодността на дори доста добре доказани методи за определяне на отделни компоненти и схеми за анализ трябва да се провери предварително.

Основните изисквания към методите за анализ на отпадъчни води са висока селективност, в противен случай могат да възникнат систематични грешки, които напълно изкривяват резултата от изследването. От по-малко значение е чувствителността на анализа, тъй като е възможно да се вземат големи обеми анализирана вода или да се прибегне до подходящ метод за концентриране на аналита.

За концентриране на определяните компоненти в отпадъчните води се използват екстракция, изпаряване, дестилация, сорбция, съвместно утаяване и замразяване на водата.

Таблица 2. Схеми за разделяне на компонентите на отпадъчните води с високо съдържание на летливи органични вещества.

Опция 1	Пробата се подкислява с H 2 SO 4 до леко кисела реакция, дестилира се с водна пара, докато се получи малък остатък.
	Дестилат 1: летливи киселини и неутрални Алкализира се и отново се дестилира с водна пара, докато се получи малък остатък.	Остатък 1: нелетливи киселини, аминсулфати, феноли и неутрални
		Остатък 2: натриеви соли на летливи киселини, феноли
Вариант 2	Пробата се алкализира и се дестилира с водна пара, докато се получи малък остатък.
	Дестилат 1: летливи основи и неутрални	Остатък 1: соли на летливи и нелетливи киселини
	Подкислява се и се дестилира с водна пара, докато се получи малък остатък.
	Дестилат 2: летливи неутрални съединения	Остатък 2: соли на летливи основи. Разбърква се и се екстрахира с етер

Таблица 3. Схема за разделяне на компонентите на отпадъчните води с ниско съдържание на летливи органични вещества

Към проба (25-100 ml) отпадъчна вода се добавя, докато NaCl и HCl се наситят до концентрация ≈ 5%
Екстрахира се с диетилов етер
Екстракт 1: неутрални съединения, киселини. Третира се три пъти с 5% разтвор на NaOH			Водна фаза 1: добавете NaOH до pH ≥ 10, екстрахирайте няколко пъти с етер, комбинирайте екстрактите
Водна фаза 2: слаби киселини (главно феноли). Насища се с CO 2 докато NaHCO 3 се утаи, третира се с няколко порции етер, екстрактите се комбинират	Етерен слой: неутрални вещества. Сухо сухо. Na2S04, етерът се отдестилира, сухият остатък се претегля, разтваря се в етер, прехвърля се в колона със силикагел. Елуира се последователно с алифатен изооктан, ароматен бензен. Разтворителят се изпарява от всеки елуат, остатъкът се претегля.		Водна фаза 3: амфотерни нелетливи съединения, разтворими във вода по-добре: отколкото в етер. Неутрализира се CH 3 COOH, екстрахира се с няколко порции етер, смесват се екстрактите	Етерен слой: основни съединения. Изсушава се с Na 2 SO 4 , дестилира се етерът, претегля се сухият остатък
Етерният слой се суши безводен. Na 2 SO 4, етерът се дестилира, сухият остатък се претегля	водна фаза. Етерът се отстранява, подкиселява се, обработва се с няколко порции етер		Комбинирани екстракти: амфотерни вещества. Изсушава се с Na2SO4, дестилира се етерът, претегля се сухият остатък.	водна фаза. Подкислява се до рН 3-4, изпарява се до сухо. Остатък, подходящ за определяне на въглерод
	Етерният слой се изсушава с Na2S04, етерът се отдестилира. Останалото се претегля.	Водната фаза се изхвърля

1.6.3.1 Определяне на органични вещества чрез хроматография
Бензин, керосин, горива и смазочни масла, бензол, толуен, мастни киселини, феноли, пестициди, синтетични детергенти, органометални и други органични съединения попадат в повърхностните води от оттока. Органичните вещества в пробите от отпадъчни води, взети за анализ, лесно се променят от химични и биохимични процеси, така че събраните проби трябва да бъдат анализирани възможно най-скоро. В табл. Фигури 2 и 3 показват схемите за отделяне на органични вещества, присъстващи в отпадъчните води.

За идентификация и количествено определяне широко се използват различни хроматографски методи – газова, колонна, течна хроматография, хартиена хроматография, тънкослойна хроматография. За количествено определяне най-подходящият метод е газовата хроматография.

Като пример, разгледайте дефиницията на феноли. Тези съединения се образуват или използват в процеса на рафиниране на нефт, производство на хартия, багрила, лекарства, фотографски материали и синтетични смоли. Физичните и химичните свойства на фенолите правят сравнително лесно определянето им чрез газова хроматография.
1.6.3.2 Определяне на органични съединения чрез масспектрометрия
При анализа на отпадъчни води възможностите на масспектрометрията са особено важни по отношение на идентифицирането на съединения с неизвестна структура и анализ на сложни смеси, определяне на микрокомпоненти на фона на съпътстващи вещества, чиято концентрация е с порядъци по-висока от концентрациите на компоненти, които се определят. Тук са подходящи GLC с MS, тандемна MS, комбинация от HPLC и MS за анализ на нелетливи вещества, както и методите на "мека йонизация" и селективна йонизация.

Остатъчните количества октилфенол полиетоксилати в отпадъчните води, техните продукти от биоразграждане и хлориране, образувани по време на биологичното третиране и дезинфекция на отпадъчни води, могат да бъдат определени чрез GLC-MS с EI или химическа йонизация.

Необходимостта от анализ на съединения с различна летливост беше отразена в схемата за анализ на следи от органични съединения, съдържащи се в отпадъчни води след пречистване в пречиствателна станция. Тук GLC беше използван за количествени определяния и качествен анализ беше извършен с помощта на GC-MS. Силно летливи съединения - халокарбони C 1 - C 2 се екстрахират с пентан от 50 ml водна проба; 5 ul от екстракта се инжектират в колона 2mx4 mm с 10% сквалан върху Chromosorb W-AW при 67°C; газ носител - смес от аргон и метан; детектор за улавяне на електрони с 63 Ni. Ако е необходимо да се определи метиленхлорид, пентанът, елуиран с него, се заменя с октан, който се елуира по-късно. Като вътрешен стандарт се използва 1,2 дибромоетан. Ароматната въглеводородна група се определя с помощта на анализ на пространството в затворен цикъл.

Комбинацията от различни йонизационни методи дава възможност за по-надеждно идентифициране на различните компоненти на замърсяването на отпадъчните води. За общо характеризиране на органични вещества, присъстващи в отпадъчни води и утайки от отпадъчни води, се използва комбинация от GC и MS с EI и CI йонизация. Органичните съединения, екстрахирани от отпадъчни води с хексан, се хроматографират върху силикагел, като се елуират с хексан, метиленхлорид и етер. Получените фракции се анализират на система, състояща се от газов хроматограф с капилярна тръба с дължина 25 m, свързана към йонен източник на двойно фокусиращ масспектрометър. Температурата на колоната се програмира от 40 до 250°С при скорост 8°С/мин. 66 съединения бяха идентифицирани чрез газово хроматографски времена на задържане и EI и CI масспектри. Сред тези съединения са халогенирани метоксибензени, дихлоробензен, хексахлоробензен, метилиран триклозан, оксадиазон и др. Този метод също позволява да се даде полуколичествена оценка на концентрациите на тези съединения.
1.6.3.3 Химични тестови методи за анализ
HNU Systems Inc. Те произвеждат тестови комплекти за определяне на суров нефт, запалими горива, отработени масла в почвата и водата. Методът се основава на алкилиране по Friedel-Crafts на ароматни въглеводороди, намиращи се в нефтопродукти, с алкил халиди за образуване на оцветени продукти:

Като катализатор се използва безводен алуминиев хлорид. При анализ на вода екстракцията се извършва от 500 ml от пробата. В зависимост от определяния компонент се появяват следните цветове на екстракта:

Бензен - от жълто до оранжево;
Толуен, етилбензен, ксилен - от жълто-оранжево до ярко оранжево;
Бензин - от бежово до червено-кафяво;
Дизелово гориво - от бежово до зелено.

Изготвят се цветни скали за вода в границите 0,1 - 1 - 5 - 10 - 20 - 50 - 100 mg/l.

При тестовия анализ фенолът и неговите производни се определят главно чрез образуването на азобагрило. Най-често срещаният е следният метод: първият етап е диазотирането на първичния ароматен амин с натриев нитрит в кисела среда, което води до образуването на диазониева сол:
ArNH 2 + NaNO 2 + 2HCl → + Cl ¯ + NaCl + 2H 2 O,
Вторият етап е комбинацията на диазониева сол с феноли в алкална среда, което води до образуването на азо съединение:
+ Cl ¯ + Ph–OH → ArN=N–Ph–OH + HCl
Ако позицията на двойката е затворена, тогава се формира относно- азо съединение:

Азо свързването с хидрокси съединения, най-активните под формата на фенолатни аниони, почти винаги се извършва при рН 8–11.

Във воден разтвор те са нестабилни и постепенно се разлагат на феноли и азот, поради което основната трудност при създаването на методи за изпитване за определяне на феноли и амини е именно в получаването на стабилни диазосъединения.

Като стабилен при съхранение реагент за определяне на фенол е предложена комплексна сол на 4-нитрофенилдиазониев тетрафлуороборат (NDF):
O 2 N–Ph–NH 2 + BF 4 → BF 4
За определяне на фенол към 1 ml от анализираната течност се добавят 1 квадрат филтърна хартия, импрегнирана с NDP, и 1 квадрат хартия, импрегнирана със смес от натриев карбонат и цетилпиридиниев хлорид (CP).

В присъствието на CP цветът се задълбочава поради образуването на йонен асоциат при дисоциираната хидрокси група:
O 2 N–Ph–N≡N + + Ph–OH → O 2 N–Ph–N=N–Ph–OH

O 2 N–Ph–N=N–Ph–O ¯ CPU +
Определянето на фенол не пречи на 50-кратни количества анилин. Не пречете на определянето на 2,4,6-заместен фенол, 2,4-заместен 1-нафтол и 1-заместен 2-нафтол. Диапазон на определяне на съдържанието на фенол: 0,05 - 0,1 - 0,3 - 0,5 - 1 - 3 - 5 mg/l. Разработените тестове са използвани за определяне на фенол в отпадъчни води.

Повечето от тестовите методи използват 4-аминоантипирин като реагент. Фенолът и неговите хомолози с 4-аминоантипирин образуват оцветени съединения в присъствието на хексацианоферат (III) при рН 10:

Практически не реагират с 4-аминоантипирин n-крезол и тези пара-заместени феноли, в които заместващите групи са алкил-, бензоил-, нитро-, нитрозо- и алдехидни групи. Диапазонът на определеното съдържание за NANOCOLOR ® Phenol systems, Hach Co., CHEMetrics е 0,1 – 5,0 mg/l фенол.

2. Практическа част
2.1 Теоретични основи на методите за контрол на качеството за почистване на IWW
За да се контролира качеството на почистването на IWW, е необходимо да се създадат специални лаборатории, например промишлена санитарна лаборатория.

Тъй като съставът на IWW е доста разнообразен, е необходимо постоянно да се следи качеството на пречистване на тези води.

Нека разгледаме някои методи за определяне на органични съединения в природни отпадъчни води.
2.1.1 Метод на газова хроматография
Ние анализираме фенол и неговите производни.

Анализираната отпадъчна вода се разрежда с равен обем 1 М разтвор на натриев хидроксид, екстрахира се със смес от 1:1 диетилов и петролев етер, за да се отделят всички други органични вещества, съдържащи се в отпадъчната вода, от натриевите соли на фенолите, останали във водния разтвор. фаза. Водната фаза се отделя, подкислява и се инжектира в газов хроматограф. По-често обаче фенолите се екстрахират с бензен и полученият бензенов екстракт се хроматографира. Както фенолите, така и техните метилови естери могат да бъдат хроматографирани. Фигурата показва газова хроматограма на бензенов екстракт от смес от феноли, получен върху стъклена колона с дължина 180 cm и външен диаметър 6 mm, напълнена с течна въглехидратна фаза от тип apieson L. 70 ml/min. Използван е пламъчно-йонизационен детектор. При тези условия разделянето на пиковете в хроматограмата е достатъчно ясно и е възможно да се определи количествено относно- и П-хлорфеноли, фенол и м-крезол.

За да се определи малко количество органични съединения, е необходимо предварителното им концентриране чрез сорбция върху активен въглен. В зависимост от съдържанието на органични съединения може да отнеме от 10 - 20 g до 1,5 kg въглища. След преминаване на анализираната вода през специално пречистени вещества, тя трябва да бъде десорбирана. За да направите това, въгленът се изсушава върху медна или стъклена тава в атмосфера на чист въздух, изсушеният въглен се поставя в хартиен патрон, покрит със стъклена вата, и се десорбира с подходящ разтворител в апарат на Сокслет за 36 или повече часа .

Нито един чист разтворител не е в състояние да извлече всички сорбирани органични вещества, така че трябва да се прибегне до последователно третиране с няколко разтворителя или да се използват смеси от разтворители. Най-задоволително възстановяване на сорбираните органични вещества се постига при използване на смес от 47% 1,2-дихлоропропанол и 53% метанол.

След екстракцията разтворителят се отдестилира, остатъкът се разтваря в хлороформ. Ако остане неразтворим остатък, той се разтваря в оцетна киселина, изпарява се и сухият остатък се претегля. Разтворът на хлороформ се разтваря в етер и след това анализът е даден в табл. 3.
Р е. Фиг. 4. Газова хроматограма на бензенов екстракт от смес от феноли от проба от отпадъчни води: 1 – о-хлорфенол; 2 - фенол; 3 - m-крезол; 4 - р-хлорфенол.
2.1.2 Метод на масспектроскопия

Пробата се поставя в екстрактора, добавя се вътрешен стандарт, покрит с филтър с активен въглен и парната фаза се продухва през филтъра в продължение на 30 s, за да се отстранят примесите от въздуха. След това се поставя чист филтър и скоростта на потока се настройва на 1,5 l/min. След 2 часа филтърът се отстранява и се екстрахира с три порции от 7 ul CS2 и се анализира чрез капилярен GLC с пламъчно-йонизационен детектор. Хлорирани въглеводороди, пестициди, полихлорирани бифенили, полициклични ароматни въглеводороди се екстрахират с хексан 2 × 15 ml в 1 l водна проба. Фазите се разделят след утаяване в продължение на поне 6 ч. Екстрактите се сушат, концентрират се до 1 ml в поток от азот и се пречистват на колона с флорициум. Хлорирани въглеводороди, пестициди и бифенили се елуират със 70 ml смес от хексан и етер (85:15) и се концентрират до 1 ml. Концентратът се анализира на стъклена капилярна колона с дължина 50 m със SE-54 с детектор за улавяне на електрони; неизвестните съединения се идентифицират с помощта на GC-MS.

Хлорираните парафинови въглеводороди в утайки, седименти и други обекти на околната среда се определят чрез третиране на проби със сярна киселина и разделянето им на фракции с минимално замърсяване от други съединения с помощта на адсорбционна хроматография върху Al 2 O 3 . Тези фракции в хексанов разтвор се инжектират в 13 m х 0.30 mm SE-54 хроматографска колона. Първоначалната температура на колоната беше 60°C; след 1 min температурата започна да се повишава със скорост от 10°C/min до 290°C. Пълните масови спектри бяха записани в масовия диапазон от 100 до 600 amu. е. м. на всеки 2 сек. Границата на откриване е 5 ng, което съответства на относителна концентрация от 10-9.
заключения
Развитието на екологични структури не може да се извърши без подходяща екологична обосновка. В основата на такава обосновка е оценката на въздействието на пречистените отпадъчни води върху водоприемниците. Необходимостта от извършване на работа за оценка на състоянието на резервоари и водни течения беше формулирана в края на предишния век.

Систематичните анализи на качеството на пречистената и речната вода започват през 1903 г. от лабораторията на проф. В. Р. Уилямс в Селскостопанската академия.

В химическата промишленост се планира по-широко въвеждане на нискоотпадъчни и безотпадни технологични процеси, които дават най-голям екологичен ефект. Много внимание се обръща на подобряването на ефективността на пречистването на промишлени отпадъчни води.

Възможно е значително да се намали замърсяването на водата, изхвърляна от предприятието, чрез отделяне на ценни примеси от отпадъчните води; сложността на решаването на тези проблеми в предприятията на химическата промишленост се крие в разнообразието от технологични процеси и получени продукти. Трябва също да се отбележи, че основното количество вода в индустрията се изразходва за охлаждане. Преходът от водно охлаждане към въздушно охлаждане ще намали потреблението на вода със 70-90% в различни индустрии.

Библиография

SNiP 2.04.02 - 84. Водоснабдяване. Външни мрежи на структурата - М .: Стройиздат, 1985

2. Lur'e Ю. Ю. Аналитична химия на промишлени отпадъчни води.

Москва: Химия, 1984

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

изследвания на качеството на водата във водоемите. издание 2,

преработен и разширен. М., "Медицина", 1990 г., 400 с. с

илюстрации.

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

преработен и разширен. Учебник за технически училища. М.,

Стройиздат, 1972, 280 с. с илюстрации.

5. Золотов Ю. А., Иванов В. М., Амелин В. Г. Химични тестове

методи за анализ. - М .: Едиториал URSS, 2002. - 304 с.

6. Масспектрометрия на замърсяване на околната среда /

Р. А. Хмелницки, Е. С. Бродински. - М.: Химия, 1990. - 184 с.

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

Методи за анализ на природни и промишлени обекти:

Proc. надбавка. - М .: Издателство на Москва. ун-т, 1988. 95 с.

Да, точно така: водата е органично вещество и в този смисъл е в основата на всичко. живеещи на земята. По-афористично казано, водата е живот, а непреносно, но буквално.

Нека започна с едно просто твърдение: науката ни казва, че целият органичен свят е такъв включително растения и животни, са 80-90% вода и всички процесивъзникват отново с прякото участие на същата вода. Само товафактът, така да се каже, ни казва, че самата вода трябва да е органична материяВ тази връзка веднага ще подчертая, че е изключително важно и същевременносъщо толкова прост и признат от всички, без изключение, фактът, че раждането е всичкоОрганизмите на нашата планета са неразривно свързани с водата. Дори бих го изразил така:- това е специално преобразувана и организирана вода.

Наистина, не е нужно човек да има седем педя в челото, за да види това жив организъм, водата е не само незаменим, но и основен компоненткомпонент. Количеството му в живите организми, с изключение може би наварира от 70 до 99,7% тегловни. Само от този факт, да не говорим за другиякоето е още по-важно, очевидно е, че водата играе не само голяма роляжизнената дейност на организмите, както всички без изключение признават, и ролятарешаващ, решаващ, основен. Но за да играеш такава роля,сама по себе си трябва да е органична материя.

Странно обаче се оказва нещо: по принцип никой не оспорва първостепенната роля на водата в живота на всички живи същества без изключение и все паккрещящото противоречие с такава роля също се признава от всички химическисъставът на водата, изразен с формулата H2O. Но като го правиш, волно или неволносе признава напълно абсурден факт, а именно, че водата е тази безусловна основацелият органичен живот - самият той е неорганична материя, с други думи,мъртво вещество

Следователно от самото начало се предлага трудна алтернатива: едното или другото погрешна представа за водата като основа на всички живи същества или погрешнасъвременните познания за химичния състав на водата. Първото "или"незабавно изхвърлен като без почва под него. Остава втори"или", а именно, че формулата за вода H2O е грешна. Няма трети вариантВ този случай не е дадено и не може да бъде по принцип. И тук вече е априори, т.е.преди всеки опит, има всички основания да се твърди, че самата вода е веществоорганични. Именно това (и само това!) качество може да го превърне в основата на всичкожив. И без значение какви аргументи срещу това настоящите добре хранениспокойна наука, тези аргументи също са априорни, т.е. очевидно сапогрешно. Едва тогава въпросът можеПреди да се обърна към този основен въпрос, бих искал да обърна внимание надруг забележителен във всички отношения факт, който, както ще видим,освен това е пряко свързано с водата. Фактът е следният: химическиосновата на всяко живо вещество, без изключение, евъглеводородни съединения. Известно е, че живият организъм се състои от комбинациядоста ограничен брой химични елементи. Да кажем 96% от масатаЧовешкото тяло е изградено от общи елементи като въглерод (C)водород (H), азот (N) и кислород (O)Така че, като начало, нека си припомним: в допълнение към водата, другата основа на всичко органичносъединения на земята са въглехидрати. Те са простисъединения, състоящи се, повтарям, от въглерод (C), водород (H) и кислород (O)по различни начини и обикновено се изразяват с общата формула CnH2nOn. За този моментОбръщам специално внимание. Сравнявайки тези два момента, вече можем априоритоест преди всяко преживяване, освен това със сто процента сигурност ще кажатче водата, като основа на живота, също трябва да бъде въглеводородсъединение. И в книгата си "Вечните мистерии на науката (през погледа на любител)", облегнат въз основа на данните, налични в науката, аз последователно доказвам, че водата наистина еима формула не H2O, а CH2O, или, с други думи, е въглеводородсъединение и по този начин органична материя. Само в това си качество и неКакво друго, то може да служи като основа на целия живот на Земята.

Сега за протеините. Те също са изключително сложни органични съединения, състоящи се от едни и същи елементи, познати ниа именно въглерод, кислород и водород. С други думи, можете напълнооснование да се твърди, че всички живи същества се състоят от различни комбинации от едно и същоелементи, от които се състои самата вода, ако, разбира се, въз основа на нейните формулиCH2O. Този факт поставя всичко на мястото си без никакви преувеличения и допълнителни маси.изкуствени конструкции и подпори, служещи само за обвързване по някакъв начиннесвързан. И така, смисълът е малък: да се докаже, че водата наистина присъствае органично вещество. Да започнем с това.

Няма нужда да се доказва, че водата е не само основната, но и единствената абсолютно необходим субстрат на всички живи същества. Обаче целият смисъл отново е в товаза да може водата да играе такава роля, самата тя трябва да е органичнавещество. Тук се крие цялата пречка, от съвременната наука и след товаи всички хора, които сляпо вярват в нейните заключения, продължават да вярват, че водата енеорганично вещество, всички със същото добре познато на всеки ученикформула H2O С тази формула се бие челото на цялата световна наука повече от двеста години.времето, когато френският химик Лавоазие каза на света, че водата се състои от двеелементи - водород и кислород, от които естествено следваше, че тя се хранинеорганично вещество. Оттогава не само всичко ненаучно, но и каквоудивително и целият научен свят безусловно вярваше в това (и освен това вярва всега), което по-специално се доказва от огромен брой противоречиянай-фантастичните хипотези и теории за произхода на живота. Каквоза да се събори тази "блажена" вяра, тук е необходим пробив, подобен на този, койтонаправен по едно време Коперник, представяйки неговата хелиоцентрична система вместоПтолемеева геоцентрична хипотезаВсъщност, помислете сами: не само невероятно, но и направообезсърчаващият факт е, че най-простиятмисъл, а именно: ако водата съставлява до 90% от масата на всички живи организми, ако без вода всичко живо изсъхва и умира, то от това не следва ли напълно очевидно, че водата е основата на живота, а не в някакъв преносен, символичен смисъл, но в най-директния смисъл. С други думи, като основна предпоставка е необходимо да се признае, че самата вода е органично вещество и като такова е не просто основната, а единствената основа на целия живот на Земята. Ако няма вода, няма (и не може да има!) живот.

Така че, повтарям още веднъж: водата по своята същност е органично вещество и нейната формула не е H2O, а CH2O и в това си качество тя всъщност (а не образно) е основата на целия живот на Земята. Ще кажа повече: химическото вещество, което в химията получи името азот (N), всъщност също е органично вещество (по-точно същата въглеводородна група CH2, която ще бъде показана по-долу)*. Тези две заключения дават основания за съвършено нов поглед върху произхода на живота. Животът не е възникнал в някакви древни времена при някакви изключителни условия, както все още смята научният свят. Не, тя възниква непрекъснато и буквално пред очите ни, защото нейната основа, водата, е запазена. Още веднъж повтарям: във всички живи системи 98% от масата се пада на следните четири елемента: водород, въглерод, кислород, азот. Протеините, нуклеиновите киселини, накратко, всички живи същества се състоят главно от едни и същи елементи. Този момент трябва да се вземе като отправна точка. Формулата на протеина в общия си вид изглежда така: CnH2nOn, или в най-простия си вариант - CH2O. И тук моля за вашето внимание! Както ни уверяват учените, протеините и нуклеиновите киселини съставляват до 98% от веществото на всеки жив организъм. Но в същото време същите учени твърдят, че водата е до 90% от същия жив организъм. Оказва се, че протеините и водата заедно съставляват около 200% от веществото на живите организми. Но това не може да бъде: невъзможно е един и същи организъм да се състои от сто процента от едно вещество и сто процента от друго вещество. Има само един изход от тази трудна, ако не и деликатна ситуация, а именно: да се признае, че водата сама по себе си е органично вещество и в това си качество е и основата на протеиновите тела. В този случай всичко си идва на мястото. Тук възниква фундаментално важен въпрос: съществува ли на Земята в свободно състояние и в обеми, съответстващи на общата маса на живите тела, такова вещество, което само по себе си се състои от комбинация от водород, въглерод, кислород и азот? Отговаряйки на него, ще отговорим не само на въпроса за произхода на живота, но и на въпроса каква е неговата основа, неговата постоянна основа, позволяваща му не само да съществува, но и постоянно да се самовъзпроизвежда. И така: това вещество е вода и формулата му не е H2O, а CH2O. От това естествено следва, че водата (и нищо друго!) е веществото, което съдържа всички горепосочени компоненти на живота: водород, кислород, въглерод и азот (какво всъщност представлява азотът ще бъде обсъдено по-долу) . В този смисъл водата не просто принадлежи към групата на въглехидратите - тя формира нейната основа, основна маса и в това си качество представлява единственият, освен това практически неизчерпаем източник на целия живот на Земята. Това елиминира очевидното противоречие между съдържанието на вода и протеини в живите организми, което беше споменато по-горе, тъй като в предложената тук формула самата вода формира естествената основа както на протеините, така и на нуклеиновите киселини.

Но цялата интрига тук е, че водната формула на Лавоазие, H2O, е застанала на пътя на подобно признание като мощна и все още непреодолима пречка. Запазената и до днес вяра в нейната истинност от своя страна породи много различни, понякога най-фантастични теории и хипотези за произхода на живота, с които е пълна историята на науките.

Категории

Избор на редакторите

Естествени водни органични примеси. Органични вещества в отпадъчните води Какво представляват органичните съединения във водата

Въведение Дипломна работа по биология на тема "Влиянието на органичните съединения, съдържащи се в природните води, върху качеството на питейната вода"

Заключение Дипломна работа на тема "Екология", Извекова, Татяна Валериевна

Библиография Дисертация по биология, кандидат на химическите науки, Извекова, Татяна Валериевна, Иваново

Таблица 1. Химикали, причинени от замърсяване на човек

Търсене

Абонамент

Популярни записи

Последните бележки